冬季供暖節(jié)能控制系統(tǒng)中智能控制技術探析

李志永

摘要：本文結(jié)合當前城市的供熱制度以及節(jié)能智能控制技術的重要意義，探討節(jié)能控制系統(tǒng)中智能控制技術的基本原理、主要工作流程以及軟硬件實現(xiàn)的要點。

關鍵詞：冬季供暖;節(jié)能控制系統(tǒng);智能控制技術

1.節(jié)能智能控制技術的重要意義

利用節(jié)能智能控制技術具有非常重要的意義。第一，供暖系統(tǒng)采用節(jié)能智能控制技術是當下提高資源利用效率、減少資源浪費的客觀需要。有關的研究數(shù)據(jù)和資料充分說明，城市采用的全天連續(xù)供熱模式能源浪費的比例可以達到總體建筑能源消耗的15%以上。在全社會資源緊缺同時利用效率不高的情況下，推廣節(jié)能智能控制技術是當下社會發(fā)展的客觀需要。第二，智能控制技術能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)技術條件下部分需要人工完成的工作，通過系統(tǒng)自動的采集相關技術參數(shù)、溫度參數(shù)等實現(xiàn)全面、系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制，使系統(tǒng)可以完成對供熱設備工作狀態(tài)如溫度、流量等隨時進行調(diào)整的功能，做到均勻供熱、按需供熱、安全供熱，實現(xiàn)系統(tǒng)自我診斷、自我監(jiān)控、量化管理等目標。

2.節(jié)能智能控制系統(tǒng)的基本工作原理

供暖節(jié)能控制器在整個的智能控制系統(tǒng)中處于中樞和核心的地位，其主要的功能是對室內(nèi)溫度傳感器、供水溫度傳感器、供水壓力傳感器、出水溫度傳感器等提供的參數(shù)進行自動收集，并通過一定的數(shù)學模型進行適宜性分析。利用這種自動分析、智能調(diào)節(jié)的控制方法，室內(nèi)的溫度始終會處于一個合理的范圍之內(nèi)，既有效的滿足基本的生活、工作需求，同時也大大節(jié)省了一部分不必要的供暖資源，發(fā)揮了能源節(jié)約的作用。所以對于節(jié)能智能控制系統(tǒng)而言，智能控制是技術基礎，節(jié)約能源是最終目的，滿足人類生活需求是基本條件。

同時節(jié)能控制器還有一個非常大的作用就是通過與計算機網(wǎng)絡連接，將有關的數(shù)據(jù)、控制信息、系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)等上傳到控制中心的計算機主機上，及時的對系統(tǒng)正常工作進行人為的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以迅速做出反應及時處理，同時通過這些數(shù)據(jù)的量化實現(xiàn)方法，為技術人員進一步深入研究系統(tǒng)的缺點并作出相關的技術改進等工作提供了基礎條件。

采用節(jié)能智能控制系統(tǒng)對供暖系統(tǒng)進行實時、連續(xù)的監(jiān)測、控制、管理，使供暖系統(tǒng)的管理者可以依據(jù)建筑總體的供暖面積以及設定的其他條件，實現(xiàn)全天候、整體性的監(jiān)控，將系統(tǒng)反饋的供熱啟動時間、室內(nèi)溫度和回水溫度、用戶自定義的供熱參數(shù)等及時的采集，利用數(shù)學模型的科學分析，在計算機軟件上隨時繪制出準確、科學、有效的供熱曲線，從而為系統(tǒng)供熱的參數(shù)優(yōu)化、狀態(tài)優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)在充分節(jié)能的基礎上實現(xiàn)最優(yōu)的供熱輸出。同時，為了及時的利用系統(tǒng)采集的供熱數(shù)據(jù)，還可以增設一個變頻設備，使之與計算機的通信端口進行連接，以便隨時使用和管理系統(tǒng)的供熱數(shù)據(jù)。

3.節(jié)能控制系統(tǒng)的工作過程

在系統(tǒng)開始進行工作時，首先要進行系統(tǒng)參數(shù)的初始化以及人為設定一些重要的狀態(tài)變量，通常系統(tǒng)都會有安全控制模塊，需要利用合法的用戶名和密碼進行登錄，然后才可以進入系統(tǒng)控制模塊，一般情況下系統(tǒng)可以利用手動調(diào)節(jié)控制與自動調(diào)節(jié)控制兩種模式進行指令的下達以及參數(shù)的收集工作。在系統(tǒng)啟動工作完成以后，控制中心就會對室內(nèi)的溫度條件數(shù)據(jù)進行實時的采集、處理、分析，如果室內(nèi)的溫度參數(shù)與初始化過程設置的參數(shù)一致，控制器就會產(chǎn)生相應的控制信號并發(fā)送給閥門的指令接收設備，來啟動閥門進行供暖，提高室內(nèi)的溫度或者完成預熱過程。而如果系統(tǒng)采集的室內(nèi)溫度參數(shù)與設定的參數(shù)不一致，系統(tǒng)會自動退回，重新完成參數(shù)賦值過程，并且這個過程可能會循環(huán)出現(xiàn)，直到滿足相應的條件為止，控制器才會向閥門傳達相應的指令，系統(tǒng)才會開始正常的調(diào)節(jié)控制工作。經(jīng)過這個過程系統(tǒng)就完成了對有關控制操作指令的自動發(fā)送、自動接收以及自動處理功能，這是整個系統(tǒng)智能化的一個重要體現(xiàn)。

同時，系統(tǒng)智能化的處理過程還有一個重要的作用。在節(jié)能系統(tǒng)中有計算機控制中心，通過分析實際的用戶溫度參數(shù)來實現(xiàn)科學的供暖計費方法，擺脫以前采用供暖面積進行費用估算等落后的計費方法，滿足居民、學校、企業(yè)等不同單位的正常供暖需求，提高資源的利用效率，彌補過去采用的連續(xù)供熱方法產(chǎn)生的資源浪費弊端。

4.系統(tǒng)的設計實施

從宏觀上來講整個節(jié)能智能控制系統(tǒng)分為幾個功能模塊，分別是系統(tǒng)安全控制模塊、供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊以及輔助模塊等。首先，系統(tǒng)安全控制模塊主要是用來保證系統(tǒng)的使用安全，通過設定用戶權限、用戶申請以及用戶名和密碼等措施保證安全性。其次，供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊主要是利用分布在系統(tǒng)終端的一些傳感器等，將室內(nèi)溫度參數(shù)和重要數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線上傳到系統(tǒng)的控制中心或者在計算機系統(tǒng)中進行顯示。最后，系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊主要是依據(jù)不同傳感器上傳的參數(shù)，按照系統(tǒng)相關變量的設置和賦值以及溫度、時間需求等，通過不同的控制模式，對整個系統(tǒng)的運行進行科學有效的實時控制。

從設備形態(tài)的角度來講，系統(tǒng)的設計實施包括硬件層的設計以及軟件層的設計。系統(tǒng)的硬件設計包括了測溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換電路、放大電路、溫度傳感器、壓力傳感器、供熱系統(tǒng)的硬件連接電路等過程。系統(tǒng)的軟件設計包括利用匯編語言再結(jié)合單片機芯片，實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程溫度采集功能、數(shù)學模型編程分析功能、數(shù)據(jù)傳輸以及保存、顯示功能等。依據(jù)計算機數(shù)據(jù)庫中存儲的用戶數(shù)據(jù)可以將其繪制成圖表以及曲線，對系統(tǒng)未來的運行狀態(tài)以及可能出現(xiàn)的問題進行合理的預測，以提高系統(tǒng)的安全性能，有效應對突發(fā)狀況。

5.結(jié)語

節(jié)能智能控制技術的實現(xiàn)給人們帶來了新的希望，對其基本原理、系統(tǒng)框架、基本運行過程、總體目標等進行簡要的討論，可以增加人們對于節(jié)能智能控制技術的認識，對大力推廣和廣泛采用具有重要的意義。

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