摘 要：基于pSpace3.6 Database搭建了大慶油田礦區(qū)服務事業(yè)部外圍物業(yè)管理公司所屬區(qū)域的供熱生產控制系統(tǒng)，實現了10個物業(yè)管理處，主要服務油田偏遠廠礦的物業(yè)與供暖工作，推進供熱系統(tǒng)向自動化、智能化控制方向發(fā)展，保證供熱質量。
關鍵詞：pSpace 3.6；控制系統(tǒng) ；PLC ；供熱
1 pSpace3.6 Database完成的功能
外圍物業(yè)管理公司經過二年的時間已搭建了生產指揮中心，建立了熱網指揮調度平臺。在供熱指揮平臺上，對區(qū)域供熱系統(tǒng)建立和推廣了多熱源聯(lián)網調度系統(tǒng)。多熱源聯(lián)網運行技術的核心內容是在保證用戶供熱質量的前提下，實現各熱源的供熱量按需要進行自由調度。一是能夠讓低能耗的熱源盡量滿負荷運行，減少高能耗熱源的供熱量，達到總體減少能源消耗的目的。二是可以提高系統(tǒng)的安全性。
系統(tǒng)主要由供熱系統(tǒng)數據監(jiān)測平臺、供熱系統(tǒng)分析評價平臺、氣象信息預報發(fā)布平臺、供熱系統(tǒng)熱源調度平臺四部分組成。供熱系統(tǒng)數據監(jiān)測平臺是整個管理系統(tǒng)的基礎，負責將各偏遠廠礦的數據集成到外圍物業(yè)公司指揮中心的數據平臺上，完成參數、流程、趨勢顯示、數據存儲記錄，數據查詢、報表及報警功能。在這些基本功能基礎上再進行調度，從外圍物業(yè)公司總體供熱目標出發(fā)，根據供熱數據、氣象信息、熱源及熱網運行狀況等信息向各基層單位下達計劃，控制熱源總熱量，達到適量供熱。最后從能源消耗和供熱質量兩方面進行數據對比，對整個供熱系統(tǒng)的供熱質量和供熱能耗建立評價體系，使整個供熱系統(tǒng)的運行達到科學量化的水平，改善供熱質量，降低能源消耗。
此平臺實現整個供熱系統(tǒng)的集中量化管理、分散就地控制的總體目標。所謂集中量化管理即實現各基層供熱單位能源消耗和供熱質量兩項指標的統(tǒng)一分析與評價，并建立科學量化的供熱評價指標體系，通過供熱綜合能效指標全面評價供熱單位能耗水平，使供熱的管理數據化。
所謂分散就地控制，指各基層供熱單位指揮中心根據外圍物業(yè)公司指揮中心發(fā)布的計劃供熱量，自主的在計劃供熱量范圍內對熱源及換熱站進行就地控制、根據實際運行情況及各自特點自行調節(jié)。
2 控制策略設計
在熱網自控系統(tǒng)中，室外溫度的變化是系統(tǒng)產生擾動的決定性因素，控制的主要目的就是抵消室外溫度變化產生的擾動影響，維持系統(tǒng)的平衡。pSpace3.6 Database可以提供：有供水溫度調節(jié)；回水溫度調節(jié)；供回水平均溫度調節(jié)；供熱量調節(jié)四種調節(jié)方式。根據不同情況選擇不同的調節(jié)方式。
2.1供水溫度曲線的生成
針對不同用戶，比如住宅、工廠，由于其熱用戶的性質不同，熱負荷的需求量就不同，同時供熱
量具有時段性，為達到節(jié)約熱能的目的，可以針對不同的熱用戶制定針對性的供熱曲線。同時根據日期的不同可以靈活的調整溫度曲線。
通過歷年的運行經驗及歷史數據的遞推分析，可以通過填表的方式自動生產曲線。
表1 溫度調節(jié)
綜合上表和日室外溫度曲線自動生成如下的換熱站供水溫度曲線,此曲線是按一定時間內的平均室外溫度平均值生成的供水溫度曲線。
3 軟件設計
該系統(tǒng)主要以力控pSpace3.6 Database、力控Forcecontrol 6.1與西門子PLC相結合，共同組建熱網監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)服務器使用IBM的服務器，通過無線網橋采集PLC 的數據。并且通過pSpace3.6 Database做WEB服務器，使得相關人員在任何一個能上Internet的計算機上都可以對現場的數據和控制過程進行遠程監(jiān)控和管理。
歸納出如上的換熱站調節(jié)框圖,算法控制器一般采用PID算法或者根據人工經驗歸納出的模糊算法。時序控制器通過一定的時間間隔觸發(fā)算法控制器動作，防止控制器頻繁動作。
3.1供熱系統(tǒng)數據監(jiān)測平臺
在供熱系統(tǒng)數據監(jiān)測平臺上主要使用了pSpace3.6 Database的VIEW功能和I/O server功能，根據數據監(jiān)測的功能需要，畫面分為監(jiān)控畫面、功能畫面和輔助畫面。監(jiān)控畫面為換熱站流程和數據監(jiān)控、鍋爐的流程和數據監(jiān)控；功能畫面有趨勢曲線畫面、統(tǒng)計報表畫面、系統(tǒng)歷史報警畫面；輔助畫面有登錄畫面、重要操作的確認畫面，硬件故障的報警彈出畫面等。
人機的信息交流方式的于人機界面的合理性、甚至系統(tǒng)安全性上都有重要影響，系統(tǒng)建設時進行了以下考慮：
(1)在每個主要畫面下端都顯示實時報警欄，在主要畫面中包含所有需要顯示的數據信息(現場實時數據采集，設備的就地遠程狀態(tài)，設備運行狀態(tài)等)，盡量以最少的畫面全面地反映系統(tǒng)的狀態(tài);
(2)系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)時，可以實現系統(tǒng)的安全順序開關、系統(tǒng)的閉環(huán)控制等功能，在設備發(fā)生故障時，軟件會啟用安全連鎖功能模塊，保證系統(tǒng)安全。
(3)在畫面左側設有系統(tǒng)操作菜單欄，無論在任何畫面下，系統(tǒng)都可手動和自動互切，系統(tǒng)操作菜單欄通過系統(tǒng)層次結構顯示各個子系統(tǒng)級、設備級的操作界面，解決了系統(tǒng)設備多、手動操作復雜的問題。同時關鍵操作(如系統(tǒng)急停)被包含于在系統(tǒng)任何主畫面之下，這些措施方便了操作者在由于外部環(huán)境變化所造成的意外情況下的及時采取對策，從而發(fā)揮了人在系統(tǒng)中的作用，提高了系統(tǒng)的安全性。
3.2供熱系統(tǒng)分析評價平臺
供熱系統(tǒng)分析評價平臺是建立在系統(tǒng)數據監(jiān)測平臺基礎之上，根據系統(tǒng)數據監(jiān)測平臺采集的數據進行系統(tǒng)的分析，通過分析得到的數據對系統(tǒng)進行指導。設定供水溫度曲線就是分析平臺的主要功能之一。
針對不同用戶，比如住宅、工廠，由于其熱用戶的性質不同，熱負荷的需求量就不同，同時供熱量具有時段性，為達到節(jié)約熱能的目的，可以針對不同的熱用戶制定針對性的供熱曲線。同時根據日期的不同可以靈活的調整溫度曲線。
通過歷年的運行經驗分析及歷史數據的遞推分析，可以通過填表的方式自動生產曲線。
綜合上表和室外溫度曲線自動生成如下的換熱站供水溫度曲線,此曲線是按一定時間內的平均室外溫度平均值生成的供水溫度曲線。
3.3 編譯開發(fā)環(huán)境
面向對象設計的腳本編譯環(huán)境，“所見即所得”，方便引用方法和變量；類“Basic”的語言環(huán)境，提供面向對象編程方式；腳本類型和觸發(fā)方式多樣，支持條件動作、數據變化動作、窗口動作、循環(huán)動作等；腳本支持多種結構，支持數組運算和FOR循環(huán)結構；
3.4報警與事件系統(tǒng)的設計
本設計采用軟件的報警與事件系統(tǒng)，軟件在運行時自動記錄系統(tǒng)狀態(tài)變化、操作過程等重要事件，一旦發(fā)生事故，可就此作為分析事故原因的依據，為實現事故追憶，提供基礎資料；
操作人根據生產需要將生產重要畫面、曲線實時抓拍并存放到本地保存；報警和事件記錄存放關系型數據庫中，便于分析、查詢和統(tǒng)計；軟件本身提供多種報警檢查方式，構建完善
報警系統(tǒng)；
支持傳統(tǒng)的聲光報警、語音文件報警，支持操作人員報警確認管理機制；支持GSM方式短信報警，生產出現問題的時候，通過移動網絡可以將報警信息及時的發(fā)送到管理者的手機上；支持電話語音報警、E-mail通知方式報警；
面向對象設計的腳本編譯環(huán)境，“所見即所得”，方便引用方法和變量；類“Basic”的語言環(huán)境，提供面向對象編程方式；腳本類型和觸發(fā)方式多樣，支持條件動作、數據變化動作、窗口動作、循環(huán)動作等；腳本支持多種結構，支持數組運算和FOR循環(huán)結構；
4 結 語
本文介紹了一種基于pSpace3.6 Database的供熱生產控制系統(tǒng)，重點講述了應用組態(tài)軟件現實時監(jiān)控的設計及實現換熱站的監(jiān)控過程。目前，組態(tài)軟件技術逐漸趨于成熟，國產軟件更是發(fā)展迅速。組態(tài)軟件因操作簡單，功能強大，應用面廣，活躍于工控行業(yè)應用在不同領域中。
本系統(tǒng)現正處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，實踐證明該系統(tǒng)設計方案合理，具有較高的可靠性，利用該系統(tǒng)的控制方法，對多個對象進行控制，得到了滿意的控制效果，具有推廣應用的實際價值。
