便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置，由便攜式測量裝置、便攜式調控裝置、VPN路由器及上位機電腦組成，便攜式測量裝置通過VPN路由器和上位機電腦連接，上位機電腦通過VPN路由器連接便攜式調控裝置。本實用新型集成溫度、壓力、流量測量和循環泵變頻器根據末端支線管網壓差遠程自動調節功能，且小型化攜帶方便、無需外接電源、自帶電池可長時間移動工作、無線傳輸信號不受換熱站與末端用戶距離限制，測量裝置可置于熱力井內長時間測量記錄無需人員看護，并可在換熱站調控端裝置實時觀測調節效果，解決水平失調問題并達到節能效果。
【專利說明】
便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及城市集中供熱管網中的換熱站二次網末端支線壓差自動調節，具體涉及一種便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置。
【背景技術】
[0002]目前我國城市集中供熱換熱站二次網調節普遍存在以下問題:二次網最不利環路水力平衡失調造成用戶冷熱不均;庭院管網調節依靠工作人員攜帶便攜式流量計、測溫槍等工具去各支線測量，通過電話與換熱站調控人員聯系反復人工調節，熱力井室狹窄、高溫、潮濕，調節人員無法長時間測量，調節手段不先進、效率較低;二次網循環栗壓差為手動設定固定值，水栗不滿足或超出末端用戶需求，造成能耗極大浪費;現有二次網水力平衡方式一般采用安裝電動調節閥或自力式平衡閥等方式，系統投資較大。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于克服現有的換熱站二次網運行調節中存在的高能耗、調節手段低效率、投資較大的問題，并提供一種便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置，
[0004]本實用新型的技術方案如下:
[0005]便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置，由便攜式測量裝置、便攜式調控裝置、VPN路由器及上位機電腦組成，便攜式測量裝置通過VPN路由器和上位機電腦連接，上位機電腦通過VPN路由器連接便攜式調控裝置；
[0006]其中，便攜式測量裝置由測量裝置外殼、超聲波流量計主板、第一串口服務器、第一3G VPN路由器、DC12V鋰電池、充電接口、電源開關及測量裝置提手組成，測量裝置外殼內設置超聲波流量計主板、第一串口服務器、第一3G VPN路由器和DC12V鋰電池，DC12V鋰電池上設置充電接口，測量裝置外殼上設置測量裝置提手，DC12V鋰電池為超聲波流量計主板、第一串口服務器及第一3G VPN路由器供電，DC12V鋰電池設置電源開關，超聲波流量計主板與LED顯示面板連接，超聲波流量計主板上設置第一PtlOO鉑電阻溫度通道、第二PtlOO鉑電阻溫度通道、第一模擬量輸入通道、第二模擬量輸入通道、上游流量計傳感器通道和下游流量計傳感器通道，磁吸式供水溫度傳感器通過第一PtlOO鉑電阻溫度通道接口連接第一PtlOO鉑電阻溫度通道，磁吸式回水溫度傳感器通過第二PtlOO鉑電阻溫度通道接口連接第二PtlOO鉑電阻溫度通道，供水壓力傳感器通過第一模擬量輸入接口連接第一模擬量輸入通道，回水壓力傳感器通過第二模擬量輸入接口連接第二模擬量輸入通道，磁吸式上游流量計傳感器通過上游流量計傳感器接口連接上游流量計傳感器通道，磁吸式下游流量計傳感器通過下游流量計傳感器接口連接下游流量計傳感器通道，超聲波流量計主板通過RS485總線連接第一串口服務器，第一串口服務器通過網線連接第一3G VPN路由器，第一3GVPN路由器通過VPN路由器和上位機電腦連接；
[0007]便攜式調控裝置由調控裝置外殼、PLC可編程邏輯控制器、AC220V電源接口、AC220V轉DC24V開關電源、第二3G VPN路由器、第二串口服務器、AC220V電源插頭及調控裝置提手組成，調控裝置外殼上設置調控裝置提手，調控裝置外殼內設置PLC可編程邏輯控制器、AC220V轉DC24V開關電源、第二3G VPN路由器和第二串口服務器，AC220V轉DC24V開關電源為PLC可編程邏輯控制器、第二3G VPN路由器和第二串口服務器供電，AC220V轉DC24V開關電源通過AC220V電源插頭連接AC220V電源接口，PLC可編程邏輯控制器上設置PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出I通道和PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出2通道，PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出I通道通過變頻器O-1OV電壓信號接口連接變頻器電壓通道，PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出2通道通過變頻器4-20mA電流信號接口連接變頻器電流通道，PLC可編程邏輯控制器通過RS485總線連接第二串口服務器，第二串口服務器通過網線連接第二3GVPN路由器，PLC可編程邏輯控制器連接HMI人機界面，上位機電腦通過VPN路由器連接第二3G VPN路由器。
[0008]本實用新型的優點在于:1、此套裝置集成溫度、壓力、流量測量和循環栗變頻器根據末端支線管網壓差遠程自動調節功能，且小型化攜帶方便、無需外接電源、自帶電池可長時間移動工作、無線傳輸信號不受換熱站與末端用戶距離限制，測量裝置可置于熱力井內長時間測量記錄無需人員看護，并可在換熱站調控端裝置實時觀測調節效果;2、在換熱站所帶各個分支末端小室測得支線供回水壓力后，通過計算壓差自動調節換熱站內循環栗變頻器運行頻率，使換熱站所帶各樓棟與既定流量一致，循環栗按管網平衡后的流量、壓頭運行，以此快速高效調節支線管網，解決水平失調問題并達到節能效果。
[0009]【附圖說明】圖1是本實用新型整體結構框圖；
[0010]圖2是本實用新型便攜式測量裝置結構示意圖；
[0011 ]圖3是本實用新型便攜式調控裝置結構示意圖。
[0012]【具體實施方式】下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0013]如圖1所示，便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置，由便攜式測量裝置、便攜式調控裝置、VPN路由器及上位機電腦組成，便攜式測量裝置通過VPN路由器和上位機電腦連接，上位機電腦通過VPN路由器連接便攜式調控裝置；
[0014]其中，如圖2所示，便攜式測量裝置由測量裝置外殼1、超聲波流量計主板26、第一串口服務器25、第一3G VPN路由器24、DC12V鋰電池20、充電接口21、電源開關22及測量裝置提手23組成，測量裝置外殼I內設置超聲波流量計主板26、第一串口服務器25、第一3G VPN路由器24和DC12V鋰電池20，DC12V鋰電池20上設置充電接口 21，測量裝置外殼I上設置測量裝置提手23，DC12V鋰電池20為超聲波流量計主板26、第一串口服務器25及第一3G VPN路由器24供電，DC12V鋰電池20設置電源開關22，超聲波流量計主板26與LED顯示面板27連接，超聲波流量計主板26上設置第一PtlOO鉑電阻溫度通道14、第二PtlOO鉑電阻溫度通道15、第一模擬量輸入通道16、第二模擬量輸入通道17、上游流量計傳感器通道18和下游流量計傳感器通道19，磁吸式供水溫度傳感器2通過第一PtlOO鉑電阻溫度通道接口8連接第一PtlOO鉑電阻溫度通道14，磁吸式回水溫度傳感器3通過第二PtlOO鉑電阻溫度通道接口9連接第二PtlOO鉑電阻溫度通道15，供水壓力傳感器4通過第一模擬量輸入接口 10連接第一模擬量輸入通道16，回水壓力傳感器5通過第二模擬量輸入接口 11連接第二模擬量輸入通道17，磁吸式上游流量計傳感器6通過上游流量計傳感器接口 12連接上游流量計傳感器通道18，磁吸式下游流量計傳感器7通過下游流量計傳感器接口 13連接下游流量計傳感器通道19，超聲波流量計主板26通過RS485總線連接第一串口服務器25，第一串口服務器25通過網線連接第一3G VPN路由器24，第一3G VPN路由器24通過VPN路由器和上位機電腦連接；
[0015]如圖3所示，便攜式調控裝置由調控裝置外殼28、PLC可編程邏輯控制器4UAC220V電源接口 32、AC220V轉DC24V開關電源38、第二3G VPN路由器39、第二串口服務器40、AC220V電源插頭35及調控裝置提手29組成，調控裝置外殼28上設置調控裝置提手29，調控裝置外殼28內設置PLC可編程邏輯控制器41、AC220V轉DC24V開關電源38、第二3G VPN路由器39和第二串口服務器40，AC220V轉DC24V開關電源38為PLC可編程邏輯控制器41、第二3G VPN路由器39和第二串口服務器40供電，AC220V轉DC24V開關電源38通過AC220V電源插頭35連接AC220V電源接口 32，PLC可編程邏輯控制器41上設置PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出I通道36和PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出2通道37，PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出I通道36通過變頻器0-10V電壓信號接口 33連接變頻器電壓通道30，PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出2通道37通過變頻器4-20mA電流信號接口 34連接變頻器電流通道31，PLC可編程邏輯控制器41通過RS485總線連接第二串口服務器40，第二串口服務器40通過網線連接第二3GVPN路由器39，PLC可編程邏輯控制器41連接HMI人機界面42，上位機電腦通過VPN路由器連接第二3G VPN路由器39。
[0016]本實用新型便攜式測量裝置通過各接口連接相應溫度、壓力、流量傳感器部件，實時測量二次網末端最不利環路供回水溫度、供水流量、供回水壓力數據，由便攜式測量裝置內的超聲波流量計主板接收上述信號，并通過便攜式測量裝置內的第一串口服務器利用RS485總線傳輸給第一3G VPN路由器，第一3G VPN路由器傳輸給VPN路由器，進而傳輸給上位機電腦，上位機電腦利用組態軟件通過中轉的方式將便攜式測量裝置所采集數據下發給安放于換熱站內的便攜式調控裝置，便攜式調控裝置通過相應接口和換熱站內的循環栗變頻器頻率輸入接口連接；
[0017]便攜式調控裝置與測量裝置通過3G網絡實時通訊，便攜式調控裝置接口根據二次網循環栗變頻器頻率輸入類型，連接相應的電壓或電流信號輸入端，便攜式調控裝置內的PLC可編程邏輯控制器內部通過采集的供水壓力減去回水壓力數值得出壓差，調節人員結合實際工況對二次網變頻器壓差進行合理設定，通過調控裝置內置的PLC可編程邏輯控制器對壓差進行PID自整定，使設定值壓差和反饋值即測量壓差相一致，達到管網平衡效果。
[0018]便攜式測量裝置所采集供水溫度、回水溫度、供水流量不參與計算和調控，可根據現場情況選擇是否連接并監測，起輔助觀測調節效果所用。
【主權項】
1.便攜式換熱站支線管網水力平衡自動調試裝置，其特征在于:由便攜式測量裝置、便攜式調控裝置、VPN路由器及上位機電腦組成，便攜式測量裝置通過VPN路由器和上位機電腦連接，上位機電腦通過VPN路由器連接便攜式調控裝置； 其中，便攜式測量裝置由測量裝置外殼(I)、超聲波流量計主板(26)、第一串口服務器(25)、第一3G VPN路由器(24)、DC12V鋰電池(20)、充電接口(21)、電源開關(22)及測量裝置提手(23)組成，測量裝置外殼(I)內設置超聲波流量計主板(26)、第一串口服務器(25)、第一3G VPN路由器(24)和DC12V鋰電池(20)，DC12V鋰電池(20)上設置充電接口(21)，測量裝置外殼(I)上設置測量裝置提手(23)，DC12V鋰電池(20)為超聲波流量計主板(26)、第一串口服務器(25)及第一3G VPN路由器(24)供電，DC12V鋰電池(20)設置電源開關(22)，超聲波流量計主板(26)與LED顯示面板(27)連接，超聲波流量計主板(26)上設置第一PtlOO鉑電阻溫度通道(14)、第二PtlOO鉑電阻溫度通道(15)、第一模擬量輸入通道(16)、第二模擬量輸入通道(17)、上游流量計傳感器通道(18)和下游流量計傳感器通道(19)，磁吸式供水溫度傳感器(2)通過第一PtlOO鉑電阻溫度通道接口(8)連接第一PtlOO鉑電阻溫度通道(14)，磁吸式回水溫度傳感器(3)通過第二PtlOO鉑電阻溫度通道接口(9)連接第二PtlOO鉑電阻溫度通道(15)，供水壓力傳感器(4)通過第一模擬量輸入接口(10)連接第一模擬量輸入通道(16)，回水壓力傳感器(5)通過第二模擬量輸入接口(11)連接第二模擬量輸入通道(17)，磁吸式上游流量計傳感器(6)通過上游流量計傳感器接口(12)連接上游流量計傳感器通道(18)，磁吸式下游流量計傳感器(7)通過下游流量計傳感器接口(13)連接下游流量計傳感器通道(19)，超聲波流量計主板(26)通過RS485總線連接第一串口服務器(25)，第一串口服務器(25)通過網線連接第一3G VPN路由器(24)，第一3G VPN路由器(24)通過VPN路由器和上位機電腦連接； 便攜式調控裝置由調控裝置外殼(28)、PLC可編程邏輯控制器(41)、AC220V電源接口(32)、AC220V轉DC24V開關電源(38)、第二3G VPN路由器(39)、第二串口服務器(40)、AC220V電源插頭(35)及調控裝置提手(29)組成，調控裝置外殼(28)上設置調控裝置提手(29)，調控裝置外殼(28)內設置PLC可編程邏輯控制器(41)、AC220V轉DC24V開關電源(38)、第二 3GVPN路由器(39)和第二串口服務器(40 )，AC220V轉DC24V開關電源(38 )為PLC可編程邏輯控制器(41)、第二3G VPN路由器(39)和第二串口服務器(40)供電，AC220V轉DC24V開關電源(38)通過AC220V電源插頭(35)連接AC220V電源接口(32)，PLC可編程邏輯控制器(41)上設置PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出I通道(36)和PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出2通道(37)，PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出I通道(36)通過變頻器0-10V電壓信號接口(33)連接變頻器電壓通道(30)，PLC可編程邏輯控制器模擬量輸出2通道(37)通過變頻器4-20mA電流信號接口(34)連接變頻器電流通道(31)，PLC可編程邏輯控制器(41)通過RS485總線連接第二串口服務器(40)，第二串口服務器(40)通過網線連接第二3G VPN路由器(39)，PLC可編程邏輯控制器(41)連接HMI人機界面(42)，上位機電腦通過VPN路由器連接第二3G VPN路由器(39)。
【文檔編號】G05D16/20GK205427649SQ201620235655
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】王學津, 李世 , 李世一, 李影東, 王凌云, 李宇, 金治軍, 劉劍銳, 王洋, 戴曉偉, 段泓濤
【申請人】王學津