自動化控制在供熱系統中的應用探討

李錚

摘 要 本文結合筆者的工作經驗，闡述了采用先進的自動控制技術、計算機技術與現代通訊技術建立的一套可靠穩定的自動化控制系統，通過控制將提高供熱系統的運行管理水平，提高對其的調控能力，同時達到節能降耗的目的，使得供熱系統能夠更加安全、穩定、高效、經濟運行。

關鍵詞 自動化；供熱系統；智能控制；NDS系統

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0195-01

隨著城市的發展，城市的供熱系統也越來越完善，熱力站機組集中供熱是當前較為普遍的模式，而全自動組合換熱機組這種形式更加便捷，它不僅提高了自動化水平，更是增強了許多功能。當然這些供熱系統都是在節能與環保的基礎上進行的。所以研究自動化控制的供熱系統的運用方法是我們主要研究的對象。對于供熱系統的完善會起到不可估量的作用。

1 自控化系統設計的原則

我們都知道自動化控制系統的功能很強大，但是在設計過程中，我們要想實現目標功能，務必做到供熱質量好、投入資金少、人員利用合理的效果。所以我們就必須設計一套非常科學有效的控制系統，借鑒眾多的例子，我們可以知道，大多數供熱系統都是采用的熱網系統，這主要是因為熱網系統中的主要部件比較好。該部件控制靈活、適應性強，能夠達到人們想要的結果。特別對于比較大型的系統，它更是能夠被廣泛采納。所以我們在設計中要考慮系統的穩定性、兼容性、擴展性等性能，這樣才能保證自控化系統的設計。

2 熱網自動控制系統的運行

熱力站的調節控制能力強弱直接影響著熱網自動控制系統的優劣，進而影響著城市集中供熱系統運行的優劣。現階段，大多數大規模的城市集中供熱系統都是在眾多熱力站調節控制的基礎上，才得以統一二次網的供水和回水的平均溫度，進而使得城市集中供熱系統所提供的目標室溫基本趨于一致。一般而言，這種調節方式被稱作是“均勻性調節”。簡單來說，均勻性調節是一種以各個熱力站的二次網供水溫度、回水溫度趨于相同為目標的調節控制模式，其可以通過對每個熱力站一次網回水電動調節閥門的管理控制，完成城市集中供熱系統中對各個熱力站所涉用戶平均供熱的目標。這種模式可以成功避免了對遠離熱源端用戶無法實現足夠供熱的問題，也防止了部分用戶因緊靠熱源端而獲取過多熱量的問題。均勻性調節模式的使用可以大大節省能源的使用量，以最少的能源資源投入量，獲取最佳的供熱效果，為城市居民的生活提供了極大的便利，提高了人們的生活質量與水平。

同時，為了更好的達到均勻性調節的目標，現代城市集中供熱系統還采用了一種適合均勻性調節的軟件—全網平衡控制軟件和組態軟件，將這兩款軟件完美的組合在一起搭配使用，能到達事半功倍的效果。組態軟件具有善于利用通訊系統傳輸給各個熱力站的實時數據的特點，這些數據只要包括了每個被控熱力站的一、二次網供回水溫度與壓力、一次網回水流量和回水相關電動閥門的具體參數等。而全網平衡軟件則可以依據上述采集得到的實時數據進行系統分析，在進行一系列科學運算之后，自動調節控制一次網回水電動閥門的流量。

1）位于中央控制室的上位機具有一定的控制能力，其一般采用的是一臺穩定的、適應性強的、質量優異的工控機。在工控機內配置了能夠適應具體實際情況的組態軟件，該軟件可以很好的采集每一個熱力站對應的實時畫面。另外，工控機上還配有能夠與組態軟件進行協調使用的全網平衡調節軟件。如此一來，只要利用組態軟件中所提供的各個熱力站的實時畫面，相關技術人員就能收集到二次網供回水的具體穩定，再利用全網平衡調節軟件進行合理運算，即可得到一個科學的平均目標溫度。在實際使用過程中，一旦出現熱力站的二網供回水的均溫超過了預先設定的目標溫度的情況，組態網就會立即將回水電動閥門關小，用以降低不熱站不必要的熱量損失。

2）熱力站中的自動控制系統在整個城市集中供熱系統中屬于最基本的組成部分，其運行效果的好壞也直接影響著供熱系統供熱的強弱。在熱力站中，其自動控制系統主要由如下設備構成：①測量儀器。測量設備主要包括了每個熱力站系統內的一、二次網供回水溫度變送器及其壓力變送器，二次網中使用的用以傳輸的補水表和一次網中使用的回水流量器。②熱力站內使用的設備。站內的運行設備主要由集中供熱系統中的循環泵及變頻器、二次網補水泵、一次網回水調節閥及加壓水泵、電磁閥等構成。③熱力站內的自動控制器。現階段，我國各大城市熱網自動化控制系統中，一般采用技術最先進的控制器。④通訊設備。目前的通訊設備主要是無線GPRS通訊傳輸儀器。

3）在整個城市集中供熱系統中，通訊系統屬于連接樞紐，其直接負責各個熱力站和中央控制室之間的數據傳輸，以此來確保實時數據的傳輸和上層命令的接受。目前，主要的傳輸通訊方式為光纖、ADSL、GPRS等。各個熱力公司可以綜合考慮本公司的具體地理位置、使用成本和便利性等問題，選擇最佳的通訊傳輸方式，以實現最大程度的供熱目標。在實際運行過程中，熱網系統是最穩定的系統之一，中控室內上位機的各個部件的運行也相對穩定。在熱網系統的維護工作中，應該對一些精密設備進行嚴格的密封，確保各類儀器能夠正常使用。

3 熱網自動化控制的監控系統組成

熱網監控系統主要由三部分組成：一是監控中心；二是通訊網絡；三是控制節點。

1）監控中心作為監控系統最關鍵的組成部分，主要負責選擇全網的控制模式與運行形式，促進熱網自動化控制達到最佳運行狀態。同時，監控中心也具備了圖形、流程、數據等的打印功能，確保每個環節都能實現紙質化操作。

2）通訊網絡主要用于連接監控中心與控制節點，通過數據傳輸的方式，實現監控中心對整個系統的全面控制，從而保證熱網在預定溫度目標值下安全、有效、穩定的運行。

3）控制節點是熱網自動化系統的終端和執行端，通過通訊網絡，控制節點一方面向監控中心反饋信息，一方面接受來自監控中心的指令，完成自動調節。

4 結束語

高效完善的信息與通信平臺是實現熱網供熱系統自動化控制的前提，另外我們也需要一些調控系統進行輔助工作，這樣才能使得自動化控制系統發揮其該有的功能。要想達到目標，就必須讓理論與實踐有效的結合起來，這樣才能實現自動化控制系統，并且該系統在為城市節能的同時也完全符合我們的需求。

參考文獻

[1]李建彬.關于供熱系統中自動化控制的改進研究[J].科技傳播，2013（23）：73，89.

[2]冀建平，陳福琴.城市集中供熱系統中熱網的自動化控制[J].科技創業家，2012（20）：81.endprint