一体化控制器OCS和GPRS在小区供热中的应用在北方大中城市冬季暖气的主要依靠集中供热系统，集中供热系统在建筑小区按装换热站实现介质隔离换热和终端供热控制。换热站主要应用于集中供热系统 中，集中供热系统具有热惯性大、滞后明显以及受温度、天气因素干扰较大等特点，使得整个系统调节控制难度增大，并且传统的换热控制大多数采用继电器、变频 器等进行简单控制，系统调节完全凭以往积累的经验，运行维护的成本过高，效率低下。针对热网调节中上述的状况，采用计算机监控管理系统对热网实行集中监控 是一种行之有效的方法。
美国Horner一体化控制器（OCS）是本文集中介绍的换热控制系统。如图1所示。
图1 美国Horner一体化控制器（OCS）系统
监控中心计算机通过各现场控制设备实时采集现场数据，监控整个供热系统的关键数据，对热网的水力工况和热力工况进行综合分析，然后根据热力缝补状况及时调整供热温度等参数，协调整个系统稳定、可靠的运行，充分发挥系统的最大效能，降低成本。
2 基于OCS控制器的换热系统设计
2.1 关于OCS控制器
在PLC 的应用过程中经常遇到过这样的问题：I/O设备，PLC，显示设备以及网络分别来自于不同的厂家，需要花费许多时间，经费将他们集成到一起，而且可能还需 要购买好几种软件包，很多培训才能完成。这些无疑增加了工作的复杂程度，减缓了产品的研发投放速度，提高了产品的成本从而降低了企业的竞争力。那么有什么 办法可以解决这些问题呢？
美国Horner一体化控制器（OCS）就是把传统的PLC控制器、人机界面HMI、输入输出点I/O和网络 Network集成到一起，仅用一套软件就可以对整个系统的硬件配置、逻辑程序、网络连接和人机界面进行配置和编辑，大大降低了工程师程序开发的时间和成 本。Horner的OCS产品在欧美等发达国家有着非常广泛的应用，其特别适合设备制造业、自动化化生产线及各种DCS系统。美国Horner公司提出的 一体化控制理念，越来越为业内人士所接受，正逐渐成为自动化控制行业的主流产品。
在本换热系统中主要采用了HORNER X系列的两款主流产品，小巧的紧凑型XLE103，和具有5.7寸彩色触摸屏的LX300。编程软件使用Horner自己开发的Cscape，并且是免费 的。系统配置图如下，其中XLE103带有一个小的操作员界面（128x64背光显示，带有16个功能键），并带有内置I/O∶12点直流输入（正/负逻 辑）兼容12/24伏，12点直流输出（每通道最大0.5A), 2通道10-bit模拟输入（0-10V/4-20mA).2路脉冲/PWM输出功能，另外还可配置4路高速计数器（10kHz）。XLE103自带2个 的RS232/485接口，支持PLC/Drive通讯协议和一个大容量可移动存储器插槽（支持标准SD卡）。Xle有集成的CsCAN网络端口用于高速 通讯和I/O扩展。每个Xle都是直流供电。Xle能被安装在DIN导轨上。LX300自带5.7寸标准彩色触摸屏。支持CsCAN网络接口和远程I/O 模块（SmartStix）。
2.2 PID控制功能和丰富的运算能力
现代化的换热站需要实现全自动的恒压恒温供水，因此PLC要根据现场变送器反馈回来的温度压力等参数来调整变频器的频率。控制两台循环泵和一台补水泵的转速，从而控制二次供热的温度和压力。
此 系统的PID完全由软件编程实现，不需要添加任何外围设备，最多可以实现8路独立的PID控制。并且LX300的扫描速率在0.2ms左右，对PID的响 应速度很快。其中最具优势的是其具有参数自整定得功能，使最终用户即使不具备PID理论知识也能快速进行PID调节，用户只需开启PID的自学习功能， PLC就可以根据工作状况自动找出比例系数、积分时间、微分时间等参数。等到PID参数找到后就自动切入控制程序，其PID调节的具体画面如图2示。此换 热系统共需要3路PID控制。
图2 PID调节的具体画面
（1）实现室外温度补偿，自动控制二次供水温度功能，控制器既可以根据设定的供暖曲线和室外温度的变化自动控制二次侧出水温度，又可以根据设定的固定出水温度维持二次侧出水温度恒定，以满足用户最佳的节能效果需求。
（2）二次侧循环变流量调节功能，控制器可以根据系统热负荷的变化，调整循环泵的转速，维持二次供、回水温差（可以调整）恒定，达到最佳的供热效率和节能效果。新启动前有一段时间（可以调整）的延时警报，用以提醒可能在现场维护的工作人员注意自身安全。
（3）根据二次回水的压力调节二次供水的流量，通过实时检测二次管网回水的压力，通过PID调节及时控制二次管网的流量阀。保证二次供水的恒压。
2.3 OCS控制器与变频器的通讯
在 工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方 案得到广泛的应用，因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是，RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接 收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题，一条简单的变频器操作指令，有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现，编程工作量大而且繁琐。 但是在OCS中这一切都变得非常简单，我们只需要一个功能块就可以实现Modbus所有的功能，即保留了RS485通讯的优点，又省去了复杂的编程工作。 以下是编一段通讯程序的例子，可以看到OCS非常简单的就从变频器取得了想要的参数（图3）。
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