基于西門子PROFINET的智能換熱站系統設計和應用

　　PROFIBUS是目前國際上通用的現場總線標準之一，以其獨特的技術特點、嚴格的認證規范、開放的標準、眾多廠商的支持和不斷發展的應用行規，已成為最重要的現場總線標準。PROFIBUS符合RS485標準，也就是說PROFIBUS的物理介質是RS485，因此電器PROFIBUS的傳輸距離受到傳輸速率的限制，總線的傳輸波特率9.6Kbit-12Mbit。在復雜的工業現場PROFIBUS在傳輸速率、傳輸距離和抗干擾性能上還是率遜一籌。
　　PROFINET以IEEE802.3為基礎，采用100Mbit/s的快速以太網和交換技術。作為跨供應商的技術，可以完全兼容工業以太網和現有的現場總線（如PROFIBUS）技術，保護現有投資。通過代理服務器技術，PROFINET可以無縫的集成現場總線PROFIBUS和其它總線標準。
　　PROFINET支持線性、星型、樹狀及環形構架，為自動化通信領域提供了高速傳輸通道和優良的抗干擾介質。如圖1所以，其功能包括8個主要方面：實時通訊、分布式現場設備、運動控制、分布式自動化、網絡安裝、IT標準和信息安全、故障安全和過程自動化。

　　二、換熱站系統發展現狀
　　目前國內市場上存在一些相關的控制系統，主要存在以下缺陷：
　　（1）精確性較高但沒有智能性：一些基于PLC技術的換熱站控制系統，將過去的機械控制設備更新為電子控制裝置，提高了控制的精確性，但某些控制參數仍然依靠工作人員的經驗來設定。經驗值很顯然是不能滿足所有用戶的需求，這樣就不能保證熱資源的充分利用。
　　（2）控制缺乏實時性：換熱站管理人員按固定時間檢查各儀表參數，然后根據儀表數據設置控制參數，不能及時根據反饋調整控制參數，不能使供熱量與需熱量實時保持一致，造成熱量不足或浪費。
　?。?）沒有實現換熱站的集中管理與控制：換熱站獨立管理，獨立控制，供熱質量和節能減排效益因工作人員的經驗水平體現出較大差異。
　　近年來，國家提倡節能減排、低碳生活。所以對換熱站的智能化、節能減排要求也逐步的提高。由于每戶的位置不同、面積不同、人口數量不同、需要的熱量也不盡相同。有的用戶由于在管網的末端，所以熱量明顯的不夠。有的用戶在管網的前端，熱量過剩，有的甚至需要開門窗放熱。這樣就造成了熱量的大量浪費。熱資源利用率也大大的降低。所以，分戶計量熱流量、室內外溫度反饋、換熱站無人值守等也必將成為未來換熱站系統發展的一種趨勢。
　　三、智能換熱站系統
　　智能換熱站系統總體結構如圖2所示。

　　紅色箭頭所示為一次進水和一次回水管路；藍色箭頭所示為二次進水和二次回水管路；綠色箭頭為補水管路。循環泵和補水泵可根據供熱規模和用戶要求增加多個備用泵，工頻和變頻工作模式可選。
　　管網各處進出水口都配有溫度和壓力傳感器。實時反饋溫度和壓力，真正的做到實時調節管網各個部分泵的工作頻率和閥門開度，以確保熱用戶的室內溫度平衡，既不會溫度不達標，也不會熱量過剩，造成熱浪費。
　　整個系統控制部分分成三個模塊。調節閥溫度控制、循環泵壓力控制和補水泵壓力控制。
　　1、調節閥溫度控制

　　調節閥的開度直接影響二次網的進水溫度。系統可以手動設定調節閥的開度，也可以根據二次網進水溫度的設定值與二次網進水溫度當前值進行PID計算。調節結果是，二次網進水溫度達到設定值，調節閥開度維持在一個恒定值。