談自動控制在熱網(wǎng)調度系統(tǒng)中的應用

張學志

(太原市熱力公司城南供暖分公司，山西太原 030045)

談自動控制在熱網(wǎng)調度系統(tǒng)中的應用

張學志

(太原市熱力公司城南供暖分公司，山西太原 030045)

對熱網(wǎng)調度系統(tǒng)進行了簡述，探討了熱網(wǎng)調度系統(tǒng)自動控制的實現(xiàn)策略，并從自動化信息傳輸、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、換熱站自動控制系統(tǒng)等方面，介紹了自動控制在熱網(wǎng)調度系統(tǒng)中的實際應用，以期為供熱系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展提供參考。

熱網(wǎng)調度系統(tǒng)，自動化，信息傳輸，監(jiān)控系統(tǒng)

供熱系統(tǒng)自動化已經(jīng)越來越成為供熱行業(yè)發(fā)展的熱點，也是供熱企業(yè)今后發(fā)展的重要方向。雖然許多區(qū)域供熱系統(tǒng)已經(jīng)完成了自動化控制設備的安裝，但在實際應用當中仍缺乏足夠的經(jīng)驗，手工操作仍較為普遍，熱網(wǎng)調度系統(tǒng)的實際效率仍未得到顯著提高。為實現(xiàn)供熱效果的改善，就需要在明確熱網(wǎng)調度系統(tǒng)自動化技術的基礎上實現(xiàn)該技術的實際應用。對于供熱行業(yè)各供熱企業(yè)而言，加強對自動控制技術的研發(fā)和應用，不僅關系到企業(yè)供熱服務品質的提升，還關系到在市場競爭中自身的市場地位和前景發(fā)展。

1 熱網(wǎng)調度系統(tǒng)簡述

熱網(wǎng)調度系統(tǒng)是對供熱設備的整體供熱體系進行管控調度的整合系統(tǒng)，主要由通訊中心、調度中心和換熱站組成。整體系統(tǒng)的通訊實現(xiàn)是由移動網(wǎng)絡完成的，移動網(wǎng)絡對于現(xiàn)場監(jiān)控設備的監(jiān)控數(shù)據(jù)信息進行實時傳輸，方便工作人員盡早發(fā)現(xiàn)機器運行狀況以及故障并進行及時解決?，F(xiàn)場監(jiān)控設備除了進行換熱站的溫度監(jiān)控，還對于設備的壓力大小以及液位高低等進行實時控制［1］。調度中心則借助于網(wǎng)絡通訊和現(xiàn)場監(jiān)控設備對系統(tǒng)各組成部分進行系統(tǒng)控制，完成數(shù)據(jù)的分析與處理，即時發(fā)出工作人員的管控指令，保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 熱網(wǎng)調度系統(tǒng)自動控制的實現(xiàn)

熱網(wǎng)調度系統(tǒng)的自動化控制實現(xiàn)需要對原有系統(tǒng)進行自動化改造，通過自動化管控設備的安裝與應用，形成熱網(wǎng)自動化調度系統(tǒng)。該系統(tǒng)一方面由控制中心實現(xiàn)對整體系統(tǒng)的有效控制，另一方面則通過相關工作子系統(tǒng)的共同合作在相互配合的同時擁有獨立自我控制能力。控制中心能夠實現(xiàn)總體系統(tǒng)的調配控制，并對子系統(tǒng)進行分散控制。自動化檢測技術的引入，能夠為控制中心實時監(jiān)測子系統(tǒng)的運作情況，并通過其工作數(shù)據(jù)的采集和整合，完成分析與處理，進而判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)并對發(fā)生的故障進行警報，方便工作人員快速發(fā)現(xiàn)并及時分析故障和解決故障。便捷化和自動化的操作是熱網(wǎng)調度系統(tǒng)自動控制的巨大優(yōu)勢，也是提升熱網(wǎng)調度效率與質量的重要保證。

3 熱網(wǎng)調度系統(tǒng)分布自動化應用

熱網(wǎng)調度系統(tǒng)自動控制的實現(xiàn)涉及到分布自動化的設計與應用，通過對系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的自動化實現(xiàn)，最終實現(xiàn)整體系統(tǒng)的自動化。熱網(wǎng)調度系統(tǒng)自動控制主要包括自動化傳輸、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和換熱站自動控制系統(tǒng)三方面，各自分步自動化的實現(xiàn)最終組成自動化的熱網(wǎng)調度體系。

3.1 自動化信息傳輸

自動化信息傳輸是實現(xiàn)熱網(wǎng)調度系統(tǒng)連接的重要工具，其通過網(wǎng)絡技術實現(xiàn)調度中心與換熱站、通訊中心之間的串聯(lián)，為熱網(wǎng)調度的自動化操作打下重要基礎。自動信息化傳輸?shù)膶崿F(xiàn)則依靠GPRS和PLC技術，完成系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接和信息傳輸。其中，GPRS技術的應用則為通訊系統(tǒng)的自動化和條理化提供重要保障。

具體的構架當中，GPRS技術的應用建立在GSM系統(tǒng)基礎之上，利用無線分組交換技術完成調度系統(tǒng)中控制中心和子系統(tǒng)的信息傳輸工作，方便相互之間進行系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的交流。控制中心利用GPRS技術接收并傳遞信息，監(jiān)控系統(tǒng)中設備的運行狀況，及時處理交互信息［2］。PLC技術在應用時則需要進行系統(tǒng)化的操作，主要涉及到如下步驟:

首先，對整體系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)初始化處理，通過對熱網(wǎng)系統(tǒng)中控制中心和子系統(tǒng)的初始設計，為整體自動系統(tǒng)的運行提供前期準備;其次，完成模擬數(shù)據(jù)采集，一方面需要受到控制的數(shù)據(jù)進行合理采集，在監(jiān)測完成后利用計算機軟件進行計算處理，分析數(shù)據(jù)間的統(tǒng)一性，最終實現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一化和連續(xù)性;此外，對于所采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理，利用相應控制軟件集成，尤其是各個子系統(tǒng)反饋而來的數(shù)據(jù)信息，集成處理后形成特殊數(shù)據(jù)體系，使其為PLC系統(tǒng)識別處理，進而為PLC自動化提供數(shù)據(jù)基礎;另外，利用PLC自動化技術實現(xiàn)對系統(tǒng)溫度和流量等數(shù)據(jù)的合理化布局，消除控制的集成化，降低整體系統(tǒng)工作壓力的同時避免PLC自動操作壓力。同時，在投入運用時，首先進行應用軟件測試，通過對基礎數(shù)據(jù)的計算和測試保證程序運行良好。利用錯誤警報功能對于系統(tǒng)運行中的問題進行檢測和提醒，保證自動信息傳輸功能的穩(wěn)定性。

3.2 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設計關注于兩大部分，即通訊網(wǎng)絡設計和調度監(jiān)控中心設計。首先，通訊網(wǎng)絡設計是整體設計的重中之重，其需要實現(xiàn)熱網(wǎng)系統(tǒng)各個子系統(tǒng)以及各個分站之間的聯(lián)系，實現(xiàn)各分系統(tǒng)的網(wǎng)絡暢通，保證監(jiān)控功能和控制功能的良好運行。實現(xiàn)通訊網(wǎng)絡功能暢通后，對整體系統(tǒng)進行相應的檢測與控制，實現(xiàn)系統(tǒng)之間的有效控制與調度;其次，調度監(jiān)控中心的設計包括多個方面，除了防火墻和通訊網(wǎng)關的設計與安裝外，還包括模擬屏、數(shù)據(jù)服務器和工程師工作站等硬件設施的設計安裝。各個部分的設計與分工應相對分開明確，通過各個部分之間的協(xié)調操作完成整體調度監(jiān)控系統(tǒng)的組成，從而實現(xiàn)對熱網(wǎng)系統(tǒng)的自動化監(jiān)控與調度。

3.3 換熱站自動控制系統(tǒng)

換熱站是熱網(wǎng)系統(tǒng)中換熱功能的實現(xiàn)系統(tǒng)，其在功能上要實現(xiàn)自動化操作，除了需要具備控制功能外，還需要具備監(jiān)視功能和遠傳功能。

換熱站自動控制站的硬件組成包括控制系統(tǒng)和液晶顯示操作終端，控制系統(tǒng)完成調度與控制的實際操作，液晶顯示操作終端則通過監(jiān)控數(shù)據(jù)的實時顯示，方便工作人員進行系統(tǒng)運行情況觀測，并利用終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息錄入功能實現(xiàn)對設備操作現(xiàn)場的有效控制［3］。

控制功能的實現(xiàn)需利用PLC自動化技術手段實現(xiàn)，在完成該技術的設計安裝后，通過該技術手段完成對熱網(wǎng)系統(tǒng)中設施故障的防護控制，如設備出現(xiàn)暖氣爆裂故障時，則可利用該自動控制功能實現(xiàn)快速控制操作，避免爆裂現(xiàn)象擴大引發(fā)更大的危險和損失;監(jiān)視功能的實現(xiàn)則主要通過數(shù)據(jù)的傳輸與處理來實現(xiàn)［4］。在數(shù)據(jù)處理方面，首先由系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設備對系統(tǒng)完整流程運行后的參數(shù)情況以及設備的運行情況進行采集，在采集完成后交由系統(tǒng)數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)，對所采集到的數(shù)據(jù)進行即時的加工和處理，處理后的數(shù)據(jù)為二次數(shù)據(jù)，其篩除了系統(tǒng)控制所需數(shù)據(jù)外的數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)進行快速應用，提高控制效率。在數(shù)據(jù)處理完成過后，通過數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)對于二次數(shù)據(jù)進行主畫面顯示，參數(shù)清晰地呈現(xiàn)在主畫面當中，并完成數(shù)據(jù)的實時分組，相互間同時運行，不相互干擾而同時發(fā)生作用。

4 結語

加強技術研發(fā)步伐，通過培養(yǎng)和引入大量高水平的研發(fā)人員，并通過學習借鑒的方式實際提高自身企業(yè)供熱系統(tǒng)的自動化控制應用水平，是當前迫切的工作任務之一。具體的實施則應包括對熱網(wǎng)系統(tǒng)分步自動化的細致研究和整合，關注GPRS技術和PLC技術的研究應用，并從熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設計、換熱站自動控制系統(tǒng)的設計著手，提高整體熱網(wǎng)調度系統(tǒng)的自動化應用水平。自動化技術應用水平越高，熱網(wǎng)調度效率越高，供熱系統(tǒng)安全性得到保障，客戶的滿意度與企業(yè)的發(fā)展前景也就有了保障。

［1］ 李霄霞.變頻自動控制技術在集中供熱系統(tǒng)中的應用［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010(27):191-193.

［2］ 剌慧東.自動控制技術在鏈條爐控制系統(tǒng)中的應用［J］.山西科技，2013(3):40-42，48.

［3］ 李志剛，孫麗萍，劉嘉新.熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［J］.森林工程，2013(4):90-95，160.

［4］ 徐 軍.濟南熱力有限公司“智能熱網(wǎng)”系統(tǒng)建設與發(fā)展方案［J］.區(qū)域供熱，2013(5):85-88，98.

Discussion on the application of automatic control in thermal network dispatching system

Zhang Xuezhi
(Taiyuan Thermal Power Chengnan Heating Branch Company，Taiyuan 030045，China)

The paper briefly describes thermal network dispatching system，and explores the realizing strategies of automatic control of thermal network dispatching system.Starting from aspects of automatic information transmission，thermal network monitoring system，and automatic control system of heat exchange station，with a view to provide some guidance for modernized development of the heating system.

thermal network dispatching system，automation，information transmission，monitoring system

TU833

A

1009-6825(2016)35-0140-02

2016-09-26

張學志(1982-)，男，工程師