换热站漏水报警系统设计探讨

换热站漏水报警系统设计探讨

张猛  王莹 [1]   刘丰 [2]

[1]河北昊天热力发展有限公司

[2]河北省智慧供热技术创新中心

摘要：在供热系统中，换热站发挥着较为重要的作用，建立良好的换热站控制系统，一方面，能够供热系统运行的稳定性与安全性，另一方面，可达到节约能源，降低成本的目标。在换热站控制系统中，漏水报警系统的建设工作为一项重要工作内容，对该系统进行优化，可全面提升系统的供热性能，为用户提供更好的服务。为此，本文设计了一种换热站漏水报警系统，阐明了该系统的硬件及软件组成，经实际测试，该系统可满足换热站漏水报警工作的需求，以供参考。

关键词：换热站；漏水报警；供热系统；能源；技术

引言

    对于换热站而言，如果某一时间发生漏水事故，但工作人员却没有及时发现这一情况，将会给供热公司造成较为严重的损失，因此，应利用先进的技术设计出优质的漏水报警系统，在发生漏水事故时能够第一时间产生警报，促使相关人员对事故现场进行处理，可有效避免损失。所以，加强这一方面的研究工作，建立良好的漏水报警系统，是换热站及供热系统其它方面工作能够顺利开展的重要保证。
1、漏水报警系统硬件平台总体设计

如图1所示，在本项目漏水报警硬件系统中，主要的硬件组成部分包括上位机、工业路由器、PLC控制器、压力变送器、循环泵变频器及补水泵变频器等。在实际运行过程中，PLC中的AI与DI会对数据进行采集，由PLC处理后传送到上位机中进行显示。其中，PLC中的AI可对模拟量信号进行接收，这些信号主要来自以下设备：一是压力变送器，二是液位变送器，三是循环泵，四是补水泵。对于DI，则负责对开关量信号进行接收，这些信号主要涉及继电器的通断及水浸报警器信号的输出等[1]。

图1系统硬件设计图

例如：若某换热站的一次网出现漏水事故，则按照本项目硬件设计方案，会将压力变送器安装在一次网供回水管的监测点上，从而完成对一次网压力的监测。在这一过程中，压力将设计在一次管网的供、回水管线上，并且，必须安装在直管段，对管道的压力数据进行监测并传送。PLC中的AI会对压力变送器传送来的信息进行接收，同时，安装在相应位置的液位变送器、循环泵变频器及补水泵变频器等，也会传送到PLC中。而PLC中的DI模块，会对泄水池潜水泵启停继电器的开关信号、循环泵变频器的状态信号、补水泵变频器及地面水浸报警器状态信号进行接收，当数据传送到上位机后，系统中的程序会对其进行处理，从而决定是否进行报警[2]。

系统中的循环泵变频器、补水泵变频器、液位变送器及地面水浸报警器发挥着重要的作用。对于循环泵变频器，其主要作用是控制换热站变频循环泵，通过无级调节这一方式，对循环泵的工作频率进行调节，并将循环泵的相关信息传送到PLC中。对于补水泵变频器，其主要作用是控制换热站变频补水泵，调节补水泵的工作频率。对于液位变送器，将其安装在水箱的底部，通过该设备，监测水箱的液位变化。对于地面水浸报警器，则是通过电极对水进行探测，若探测到某一区域有水，地面水浸报警器就会产生报警，并通过传感器对该区域干接点输出，如果水浸阻值出现了较大的变化，则可确定该区域出现了漏水现象。

系统中的工业路由器为工业路由器与上位机。在实际工作中，工业路由器可全面支持4G与5G网络。在系统运行的过程中，通过工业路由器，能够利用无线连接方式，实现PLC与调度中心的连接，这种连接方式具有以下几个方面的好处：首先，可建立一个远程维护通道，为热网问题的解决提供便利；其次，通过无线传输数据，能够有效地控制PLC的启动与停止；最后，建立了一个通信网关，实现了机器的协同工作。对于上位机系统，操作系统为WIN11，选择新一代的英特尔酷睿处理器作为CPU，其内存为256Ｇ，可全面满足数据处理方面的需求。

2、漏水报警系统软件设计

漏水报警系统软件设计如图2所示，通过主界面实现相应的警报功能。主界面的功能包括两个方面，一是主要功能，二是辅助功能，其中，主要功能涉及以下四个方面：首先，是历史数据的查看，其次，是参数监控功能，再次，是换热站报警功能，最后，是回顾历史报警信息。辅助功能主要为数据的存储及报警与通讯的设备。如果某一区域发生漏水报警发生后，主界面上相关参数所涉及的指示灯进行闪烁，并形成相应的报警信息，同时发出警报声。在换热站日常的维护工作中，该系统会实时记录所有换热站产生的报警信息，并将其存储到专门的设备中，工作人员可通过历史报警功能模块对其进行查看。

为使软件系统能够可靠运行，要在系统中输入相应的程序，一方面，使系统按照既定的工作程序进行运行，另一方面，对所有上传的数据进行设置，将本地的变量替换为实时的变量数据，这些变量数据是PLC进行上传的，表示系统当前运行的状态信息，通过使用程序语句对变量数据进行转换，使其能够在界面中显示出来，供工作人员进行查看，以便于采取相应的措施进行处理。而对于换热站漏水报警界面，可通过程序对报警的相关事项进行设置

[3]。

图2系统软件设计流程图

对于漏水报警系统主界面，其各方面的功能是根据报警类别的不同进行划分的，程序在组态网中运行。本项目报警系统的功能主要包括以下几个方面，一是可对所有换热站参数进行查阅；二是具有换热站漏水报警功能界面，使报警前后的数据形成对比；三是对历史报警数据进行查询；四是数据存储设置功能界面；五是声音报警设置；六是漏水报警历史曲线界面；七是通讯测试功能。对于漏水报警系统的设计，其全部的功能模块均能够在主界面进行相关操作，例如：点击参数总览界面，就可以打开组态报表数据总查询界面。另外，系统可实现多个地下换热站监控情况同时进行显示，还具有人机交互功能，保证了数据的及时性与可靠性，提升了漏水监控工作的质量，工作人员能够对上传的漏水事故报警信息进行实时查看。另外，系统采用无线传输技术传送信息，数据可实现自动上传与接收，同时，为了确保信息接收的质量，在控制程序中设置了相应的代码，避免其它不利因素的干扰，防止信息出现失真现象，并且，一旦确认报警信号，在工作人员进行处理后，系统会执行相关的程序，将本次报警声音进行消除，避免对后续的报警产生影响[4]。

3、结束语

综上所述，充分利用各方面的技术，打造符合实际工作需求的换热站漏水报警系统，从而避免发生漏水事故，给企业造成损失，并提升用户的使用体验感，应作为当前换热站工作中的重点内容进行研究。本文所论述的技术方案，结合了换热站的实际工作需求，将软件与硬件技术进行结合，具有操作简单，功能强大，运行安全、可靠等优点，因此，该方案具有一定的推广价值。

参考文献：

[1]周海舰,王海,朱彤.一种用于立体供热管网的水力计算方法[J].计算物理，2017，34(3):355-365

[2]王为术,崔强,苗世昌等.电站循环水泵进水流道水力特性及整流优化研究[J].中国电力,2017,50(2):64-69

[3]张皓孙.大型城市污水输送SCADA系统通信网络设计与实现[J].电机与控制应用,2017,44(7):76-79

[4]殷群,吕建国.组态软件基础及应用[M].北京:机械工业出版社,2017.0-230