赵璐
新疆广汇热力有限公司，新疆 乌鲁木齐 830049
摘要：在换热站一次管网上采用电动调节阀可以基本解决一次网管道的水力失调问题，从而大量节约能源，改变目前的大流量小温差的浪费现象。本文分析了通过STEC2000控制器对电动调节阀的控制。
关键词：STEC2000；换热站；电动调节阀控制
引言
在供热系统中，水力失调是普遍存在的问题。由于系统中水力失调问题的存在，才导致系统流量分配不均，在某些区域流量过高，某些区域流量过低，才造成冷热不均现象的出现。系统输送水流量的不合理，使得供暖区域实际需求的热量与实际供给的热量不匹配，从而引起能源的浪费和某些区域没有达到供热的效果。
供热系统的一次系统因通过每个换热站的水量得不到有效控制而造成的水力失调和能源浪费现象很严重，因此应在换热站入口装设流量控制设备以解决一次水系统的水力失调问题。在换热站一次管网上采用电动调节阀可以基本解决一次网管道的水力失调问题，从而大量节约能源，改变目前的大流量小温差的浪费现象。
一、STEC2000控制器简介
STEC2000控制器是北京硕人时代科技有限公司自主研发的嵌入式控制器，是以嵌入式技术为基础，采用美国Motorola公司的powerpc32位高速CPU和嵌入式实时Linux操作系统，具有现场采集、控制、通讯、数据存储、故障上传、现场监控等功能，可广泛用于市政管网监控（如热网、水网、气网等）、楼宇自控、工业自动化等领域。
CPU主控模块采用32位主频为66MHz的CPU，内部嵌入公司自主裁减的实时Linux操作系统，I/O扩展槽为8个，可根据需要配置不同的I/O模块，最多支持96点物理点和96个虚拟点，支持标准串口、RS485、以太网、无线等多种通讯方式，支持TCP/IP、ModBus等常用通讯协议；模拟输入(AI)模块带有8路模拟量输入通道，每一通道采用差分输入电路，可有效地抑制共模干扰，可接受电流4～20mA，电压0～l0V等多种常用的模拟输入信号；模拟输出(AO)模块带有4路模拟量输出通道，可以通过跳线选择输出电流或者电压信号，来控制现场的各种设备；数字输人(DI)模块带有12路数字量输入通道，接受现场的干结点开关状态，其中前3路可以当作脉冲计数器；数字输出(DO)模块带有8路继电器输出通道；RS232通讯卡的接口型式为DB-9（针），最大传输距离为15米；RS485通讯卡能自动识别RS-485信号流向，零延时自动收发转换，远程通信120米，多机通信128个节点。
STEC2000控制器配套有高度集成的组态、开发与仿真调试工具包SRDev2.0。该工具包括可视化组态环境、控制脚本与人机交互脚本开发与调试环境和虚拟机。
二、电动调节阀控制的分析
换热站一网电动调节阀控制策略有：手动给定开度法、固定二次网供水温度法、带室外气候补偿的二次网供水温度法，其中后2种控制方式可以结合分时段修正法和步进模糊控制方法进行控制，用户在运行时可以根据实际情况灵活选择各种控制策略。
1、手动给定开度法
此控制方式下，阀门的开度保持设定值不变，跟二次网供水温度没有关系，该方法简单不加描述。实现该功能的程序如下：
#valve-阀门开度，v_hand-手动给定阀门开度
valve=v_hand
2、分时段修正法
分时段修正法用于以下几种场合：有的建筑物白天有人晚上基本无人，如学校等可以分时段运行；即使在相同的室外温度情况下，晴天、雨天、雪天、风力大小等等，建筑物的耗热量是不同的，因此二次网的供水温度值应设定不同值，所谓修正是指分时段运行场合的二次网供水温度与设定值之间的偏差，这样可以更加经济运行。分时段调节曲线如图1所示：
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Tim1、Tim2、Tim3、Tim4、Tim5将一天24小时分成5个时间段，当Tim1=5、Tim1=8、Tim1=11、Tim1=17、Tim1=22时，时间段一为5点至8点，时间段二为8点至11点，时间段三为11点至17点，时间段四为17点至22点，时间段五为当日22点至次日5点。实现该功能的程序如下：
#hm-当前时间；modify-当前时间段二次供水温度修正值
if(hm>=Tim1)&(hm<Tim2)
modify=Ttim1
else if(hm>=Tim2)&(hm<Tim3)
modify=Ttim2
else if(hm>=Tim3)&(hm<Tim4)
modify=Ttim3
else if(hm>= Tim4)&(hm<Tim5)
modify=Ttim4
else if(hm>=Tim5)|(hm<Tim1)
modify=Ttim5
endif
3、固定二次网供水温度法
固定二次网供水温度法就是不管室外温度如何变化，二次网的供水温度均保持不变，该方法简单不加描述。实现该功能的程序如下：
#t2g_s-二次供水温度设定值；tg-修正后的二次供水温度设定值
tg=t2g_s + modify
4、带室外气候补偿的二次网供水温度法
随室外温度变化，改变二次供水温度的设定值，并以该设定值作为调节目标调节一次阀。室外温度与二次供水温度对应关系如表2所示：
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当室外温度进入模糊区时，二次供水温度的设定值保持不变，这主要是为了减少阀门的动作，保护执行器。实现该功能的程序如表3中的程序段一所示：
5、步进模糊控制方法
很多换热站自控系统运行一两年后，就失灵了，其中大部分是由于电动调节阀的执行器坏了。一般来讲，电动调节阀的使用寿命只有20～30万次，电动调节阀行程大于5%，就算动作一次，如果不保护阀门的使用寿命，自控系统运行两年后就可能瘫痪。根据换热器的换热特性和热用户的热惰性，电动调节阀可以采用步进模糊控制方法，正常情况下每小时可以保证电动调节阀动作不超过10次（行程大于5%，其余的行程不让其大于5%），这样电动阀在正常使用的情况下可以用8~10年左右。实现该功能的程序如表3中的程序段二所示：
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6、与电动调节阀有关的故障保护功能
当二次供水温度超高、二次回水压力超低或系统停电时，一次网电动调节阀都会关闭，当保护条件不成立后，延时60秒，解除保护，恢复正常运行状态。实现该功能的程序如下：
#t2g_up-二次供水温度上限；p2h-二次回水压力；p2h_down-二次回水压力下限；di(5,11)-系统停电输入；vfault-电动调节阀故障；vstate-电动调节阀状态；vtime-电动调节阀故障解除累计时间；
if (t2g>t2g_up)|(p2h<p2h_down)|(!di(5,11))
vfault=1
vstate=1
else
if(vstate)
vtime=vtime + 1
if(vtime>120)
vtime=0
vstate=0
vfault=0
valve=0
endif
endif
endif
结束语
STEC2000控制器对换热站一次管网上电动调节阀的控制，调节了供热系统中的流量，既实现了按需供热，又避免了不必要的热量浪费。本文分析了通过STEC2000控制器对电动调节阀的控制，以上只是笔者在实践中的一点心得，希望对大家有帮助。
参考文献
[1]张立红，郭宏亮.基于STEC2000的换热站自动控制系统的研究[J].科技信息，2012.7
[2]果俊梅，刘金平.热力站调节控制方法的探讨[J].区域供热，2010.4