随着电力行业向高效、智能、绿色方向转型，电站对暖通空调系统的自动化控制要求日益提高。西门子作为全球工业自动化的领导者，其全系列自动化控制产品与解决方案，为电站暖通自控系统的可靠、高效、精细化管理提供了坚实的技术支撑。
一、系统概述与设计目标
电站暖通自控系统负责控制主厂房、集控楼、电子设备间、蓄电池室等关键区域的温度、湿度、通风及空气质量，确保工艺设备正常运行环境，同时实现节能降耗。西门子的应用方案旨在构建一个集集中监控、分散控制、智能联动、能效管理于一体的综合自动化平台。
二、核心自动化控制设备与应用层级
西门子方案采用典型的现场层、控制层、管理层三层架构，各层产品无缝集成。
- 管理层（监控与数据平台）：
- 核心产品：SIMATIC WinCC 监控系统、XHQ 运营智能软件。
- 应用：提供全厂暖通系统的集中图形化监控、数据记录、报警管理、趋势分析及能效报表。通过XHQ软件，可实现与电厂SIS/MIS系统的数据集成，进行高级能效分析与优化调度。
- 控制层（大脑与神经中枢）：
- 核心产品：SIMATIC S7-1500/1200系列可编程逻辑控制器。
- 应用：作为系统控制核心，S7-1500系列高性能PLC用于主控站，处理复杂控制逻辑；S7-1200系列紧凑型PLC用于区域或设备级控制站。它们执行精确的温度PID控制、风机水泵启停序列、风阀水阀调节、以及与消防、电气系统的安全联锁。
- 现场层（感知与执行终端）：
- 传感与变送设备：西门子QAA、QAF系列风道温湿度传感器，QBE系列压力变送器等，提供高精度现场数据。
- 执行与驱动设备：
- 阀门执行器：西门子SQX/SK系列电动执行器，用于精确调节水阀、风阀开度。
- 变频驱动：SINAMICS G120系列变频器，驱动风机、水泵电机，通过平滑调速实现巨大节能效益。
- 分布式I/O：ET 200SP/MP系列分布式I/O系统，可将I/O模块就近安装于现场，通过PROFINET总线与控制器通信，大幅节省布线成本，提高系统灵活性。
三、关键控制策略与方案优势
- 智能化温湿度控制：基于PLC的先进PID算法，结合室内外温湿度、设备发热量等参数，对空调机组、表冷器、加热器、加湿器进行动态调节，确保环境参数高度稳定。
- 变风量(VAV)与变水量(VWV)控制：利用变频器与压力/流量传感器，根据末端实际负荷动态调整送风机转速和冷冻水流量，避免“大马拉小车”，实现“按需供应”，综合节能率可达30%-50%。
- 设备联动与群控：PLC程序实现多台冷水机组、循环泵、冷却塔的智能启停与轮换运行，优化设备运行时间，延长寿命，并确保备用设备可靠投入。
- 高可靠性设计：控制系统采用冗余配置（如CPU冗余、通信网络冗余），关键传感器冗余设置，确保在电站严苛环境下7x24小时不间断稳定运行。
- 开放式通信集成：基于PROFINET工业以太网，实现控制器、驱动器、I/O站之间的高速实时通信。同时支持OPC UA、Modbus TCP等标准协议，轻松与电站DCS、消防报警系统、电力监控系统进行数据交互，实现全厂一体化管控。
- 全生命周期服务：从TIA博途（Totally Integrated Automation）工程平台进行一体化组态、编程与调试，到后期的远程诊断、预防性维护支持，西门子提供覆盖产品生命周期的完整服务，降低运营维护成本。
四、典型应用场景
- 主厂房通风与空调控制：控制大型送/排风机、组合式空调机组，保障设备散热与运行环境。
- 电子设备间恒温恒湿控制：采用精密空调与高精度传感器，确保服务器、控制柜等敏感设备环境。
- 蓄电池室防爆通风控制：根据氢气浓度监测，联锁控制防爆风机启停，确保安全。
- 制冷站/锅炉房群控：实现冷水机组、换热设备、水泵、冷却塔的优化运行。
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西门子自动化产品凭借其产品线完整、系统集成度高、控制精确可靠、通信开放高效的显著优势，为电站暖通自控系统提供了一个技术先进、面向未来的成熟解决方案。它不仅保障了电站核心工艺的环境安全，更通过智能化能效管理，为电站的长期经济、绿色运行奠定了坚实基础，是助力现代化智慧电厂建设的理想选择。
