城市集中供熱系統中的熱網控制自動化系統

孫春海

（長春市公用事業信息中心，吉林 長春 130033）

城市的集中供熱系統是一個非常龐大的系統，對城市居民的影響尤為關鍵，放眼世界上其他國家這一方面的發展，國外的很多發達國家已經完全實現了非常完善的自動化系統。因此，當前我國的城市集中供熱系統也應當進行不斷地改善與提升，實現城市集中供熱系統的熱網控制自動化，完成更加先進、安全、高效、綠色的體驗。

1 城市熱網控制自動化系統的概述

城市熱網控制自動化系統在我國城市不斷發展壯大的今天具有重要作用，特別是當今我國的工業化進程和城市化進程不斷加快，分散性的取暖會加劇造成能源資源的浪費，從而加劇我國的環境污染以及能源資源緊缺的狀況。因此，考慮到我國當前的現實情況，采取城市熱網控制自動化系統集中供熱的舉措，不但可以集中大規模進行供暖，而且可以實現及時性的熱量供給，節約能源，保護環境，優化管理，是一項非常便捷高效的城市取暖方式。

城市熱網控制自動化系統就是一套極其高效地工藝控制模式，這項模式在整個供熱的過程中，既能夠保證供熱的效率，又能夠實現自動化的調控，不僅可靠高效，而且安全方便。這項系統的實現主要是依靠中控室的遠程調節達到熱網控制自動化，經過這樣的設計與控制，也能夠從根本上杜絕出現距離熱源較遠的用戶得不到熱量供應的狀況以及近距離用戶室內過熱的現象，使全部的供暖用戶都能夠得到均勻舒適的熱量供應。

2 熱網自動化系統的組成結構分析

熱網自動化系統既然具有這么便捷的體驗，那么又是那些部分組成的呢？下面就來進行具體的分析，探索熱網自動化控制系統的構成。總體來說，熱網自動化控制系統由3部分組成：包括監控中心、通訊網絡、控制節點這3個主要的部分。其中各部分具有不同的作用，但是又缺一不可，必須進行合理的搭配結合才能發揮最大作用，下面進行逐步的分析。

（1）監控中心：監控中心是承擔監控系統作用最大且不可或缺的部分，是整個系統的大腦；監控中心主要是負責進行控制模式以及運行形式的選擇，通過對各類信息參數的分析篩選和判斷選擇，不斷調節輸出指令，使熱網各自動化控制設備經過不斷地調節運行，達到最理想的熱量輸出效果。此外，監控中心同時具備打印和屏幕顯示的功能，不僅能打印圖形、流程，可以進行數據的整理以及打印，使全部的有用數據都能夠呈現在紙上，清晰可見；還可以利用屏幕去顯示各個供熱站（換熱站）的出水溫度和流量及壓力、指定熱用戶室內供熱溫度、主干管道流量和壓力、事故故障、天氣情況等參數信息。

（2）通訊網絡：通訊網絡主要就是起到連接的作用，一般來說是連接監控中心以及控制節點，經過連接實現數據的流通，從而控制整個熱網的自動化控制系統，使熱網在整個系統中按照設定的溫度高效便捷的運行，減少人工控制帶來的風險以及人工支出。

（3）控制節點：控制節點是進行整個系統反饋的重要工具，將通訊網絡傳輸的數據進行轉述和分析，進行信息的反饋，同時也需要接受監控中心傳來的要求以及命令，從而達到自動化系統的順利運行。

3 熱網控制自動化系統的運行原理分析

城市集中供熱系統的調節以及控制能力會對熱網自動化控制系統的運行效果產生直接影響，通常來說，城市集中供熱一般都是建立在熱力站控制的基礎上，這樣就可以自動化地調節水溫，同時保證水溫的均勻以及平衡。其實現熱網系統自動化控制的一般過程如下：首先經過熱力站自控系統，盡管采暖自控的根本目標是實現熱用戶室內溫度的均衡流動，但是距離的限制以及路線的分布會對溫度產生直接的影響，難以實現直接的控制和把控。因此，必須通過熱力站自控系統的調節來達到熱交換器里面的水溫調節。熱源自控系統也能夠根據熱力站的要求，實現自動化控制，調節好熱源以及熱交換器的二次供水壓力。熱網自動化SCADA系統，作為生產的工具，輕松實現熱網的自動化以及監控，如圖1。

圖1

3.1 熱網監控系統的構架分析

熱網遠程監控系統是由監控中心以及遠程的終端站來構成，主要是包含4層結構：感知層、網絡層、平臺層以及應用層。感知層就是通過數據采集實現整體的感知，主要的組成要素一般包括PCL控制器、電源、流量、電動閥門等，經過組合能夠有效提升供熱質量，降低能源的消耗。網絡層主要指的就是通訊網絡，通過網絡結構將數據進行不斷地流通和傳輸，送達控制中心進行調節，對數據進行監測、調度和控制，從而整體把握整個通訊網絡。平臺層相當于數據接收器，主要的作用就是接收不同平臺發來的數據，及時進行數據的接收與指令的發送。

3.2 遠程終端站的控制分析

遠程終端的監控一般由專業的巡檢人員進行監控，他們可以直接在電腦終端進行人機界面的操控，接收熱網系統的指令進行運行。熱網的數據采集以及換熱站系統的控制是遠程終端站的重要組成部分。換熱站系統的控制是實現自動化看守的必要環節。在分時控制中，必須要在特定的時間里進行熱量的控制，白天溫度，晚上進行熱量的調節，節約能量，減少能源的浪費以及各種污染物的排放。循環泵以及補水泵的控制都非常必要，循環泵就是經過運行來調節供熱系統、節約能量。補水泵則是保證系統在規定的壓力之下運行，實現定壓的控制與調節。

3.3 通信系統的運行

通信系統身為數據的傳輸通道，是實現供電以及供熱的必要渠道。因此，在城市的集中供熱中，應當根據具體的情況選擇最佳的方式，實現最終的供熱目標。

3.4 熱網監控系統

熱網的監控系統可以最大程度上實現數據共享，工控機能夠將數據進行整理和換算，并且將數據進行共享，最后將數據上傳給需要的界面與用戶。其中監控中心的作用也不容忽視，其作用如下。首先，數據的傳輸和監控能夠有效實現遠程采集以及數據的實時監控。遠程控制是實現自動化的重要門檻，通過數據的自動采集實現數據的自動化調控和分配，這樣能夠大大減少人工的控制與使用。保證隨時的調度問題能夠實現，包括水溫、壓力、流量、熱量以及水源的消耗等問題，所有的調度都可以從人機界面直接輸出，不需要傳統的紙質打印。

4 熱網控制自動化系統的作用分析

熱網系統自動化的原理以及運行機制經過分析可以大致的了解，那么熱網控制自動化系統的實施又有哪些實際的意義呢？下面就來進行具體且實際的分析和探索。

4.1 從經濟效益上來看

熱網控制自動化系統的控制能夠為社會帶來巨大的經濟效益，實時的自動化監控，不僅達到了節能減排，避免了傳統的城市供熱系統中人工使用所帶來的不便以及能源資源的浪費，而且還可以科學有效的調節溫度，使溫度均衡的進行分布，實現節能減排。及時調取數據的便捷性也能夠實時掌控運行狀況，一旦出現運行問題，便于及時進行維修與檢測。

4.2 從社會效益上來看

遠程監控系統的使用便于調節溫度不均勻以及水力不均勻的現象，使各換熱站可以在最好的狀態下運行，實現供熱效果的改善，使供熱系統向最佳完善和最佳高效的方向發展。最重要的社會效益就是通過熱網系統的自動化控制，可以實現能源的節約以及環境的保護，為國家的能源節約以及綠色城市的建設貢獻力量。

5 結語

城市供熱系統中的熱網控制自動化系統不僅是當前我國客觀的形勢所決定，同時也受到世界上其他發達國家的影響，英美等眾多發達國家為了實現城市供熱的安全高效，通過熱網的自動化控制系統，使城市的供熱既安全、又綠色，極大實現了經濟的節約以及環境的保護。因此通過以上分析和探索，我們也應當緊跟時代的步伐，建設城市供熱系統的高效模式，解放人力，節省人工監管需要的支出。同時伴隨著城市化進程的不斷加快，城市環境也在不斷惡化，因此為了保護我們賴以生存的家園，也應當綠色取暖，建設城市熱網控制的自動化系統，實現城市的環境保護。

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