自動(dòng)化控制在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

李錚

摘 要 本文結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)建立的一套可靠穩(wěn)定的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通過控制將提高供熱系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，提高對(duì)其的調(diào)控能力，同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的目的，使得供熱系統(tǒng)能夠更加安全、穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 自動(dòng)化；供熱系統(tǒng)；智能控制；NDS系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）08-0195-01

隨著城市的發(fā)展，城市的供熱系統(tǒng)也越來越完善，熱力站機(jī)組集中供熱是當(dāng)前較為普遍的模式，而全自動(dòng)組合換熱機(jī)組這種形式更加便捷，它不僅提高了自動(dòng)化水平，更是增強(qiáng)了許多功能。當(dāng)然這些供熱系統(tǒng)都是在節(jié)能與環(huán)保的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。所以研究自動(dòng)化控制的供熱系統(tǒng)的運(yùn)用方法是我們主要研究的對(duì)象。對(duì)于供熱系統(tǒng)的完善會(huì)起到不可估量的作用。

1 自控化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

我們都知道自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能很強(qiáng)大，但是在設(shè)計(jì)過程中，我們要想實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能，務(wù)必做到供熱質(zhì)量好、投入資金少、人員利用合理的效果。所以我們就必須設(shè)計(jì)一套非?？茖W(xué)有效的控制系統(tǒng)，借鑒眾多的例子，我們可以知道，大多數(shù)供熱系統(tǒng)都是采用的熱網(wǎng)系統(tǒng)，這主要是因?yàn)闊峋W(wǎng)系統(tǒng)中的主要部件比較好。該部件控制靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，能夠達(dá)到人們想要的結(jié)果。特別對(duì)于比較大型的系統(tǒng)，它更是能夠被廣泛采納。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、兼容性、擴(kuò)展性等性能，這樣才能保證自控化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行

熱力站的調(diào)節(jié)控制能力強(qiáng)弱直接影響著熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，進(jìn)而影響著城市集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)劣?，F(xiàn)階段，大多數(shù)大規(guī)模的城市集中供熱系統(tǒng)都是在眾多熱力站調(diào)節(jié)控制的基礎(chǔ)上，才得以統(tǒng)一二次網(wǎng)的供水和回水的平均溫度，進(jìn)而使得城市集中供熱系統(tǒng)所提供的目標(biāo)室溫基本趨于一致。一般而言，這種調(diào)節(jié)方式被稱作是“均勻性調(diào)節(jié)”。簡(jiǎn)單來說，均勻性調(diào)節(jié)是一種以各個(gè)熱力站的二次網(wǎng)供水溫度、回水溫度趨于相同為目標(biāo)的調(diào)節(jié)控制模式，其可以通過對(duì)每個(gè)熱力站一次網(wǎng)回水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的管理控制，完成城市集中供熱系統(tǒng)中對(duì)各個(gè)熱力站所涉用戶平均供熱的目標(biāo)。這種模式可以成功避免了對(duì)遠(yuǎn)離熱源端用戶無法實(shí)現(xiàn)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(diào)節(jié)模式的使用可以大大節(jié)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(zhì)量與水平。

同時(shí)，為了更好的達(dá)到均勻性調(diào)節(jié)的目標(biāo)，現(xiàn)代城市集中供熱系統(tǒng)還采用了一種適合均勻性調(diào)節(jié)的軟件—全網(wǎng)平衡控制軟件和組態(tài)軟件，將這兩款軟件完美的組合在一起搭配使用，能到達(dá)事半功倍的效果。組態(tài)軟件具有善于利用通訊系統(tǒng)傳輸給各個(gè)熱力站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)只要包括了每個(gè)被控?zé)崃φ镜囊?、二次網(wǎng)供回水溫度與壓力、一次網(wǎng)回水流量和回水相關(guān)電動(dòng)閥門的具體參數(shù)等。而全網(wǎng)平衡軟件則可以依據(jù)上述采集得到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，在進(jìn)行一系列科學(xué)運(yùn)算之后，自動(dòng)調(diào)節(jié)控制一次網(wǎng)回水電動(dòng)閥門的流量。

1）位于中央控制室的上位機(jī)具有一定的控制能力，其一般采用的是一臺(tái)穩(wěn)定的、適應(yīng)性強(qiáng)的、質(zhì)量?jī)?yōu)異的工控機(jī)。在工控機(jī)內(nèi)配置了能夠適應(yīng)具體實(shí)際情況的組態(tài)軟件，該軟件可以很好的采集每一個(gè)熱力站對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)畫面。另外，工控機(jī)上還配有能夠與組態(tài)軟件進(jìn)行協(xié)調(diào)使用的全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)軟件。如此一來，只要利用組態(tài)軟件中所提供的各個(gè)熱力站的實(shí)時(shí)畫面，相關(guān)技術(shù)人員就能收集到二次網(wǎng)供回水的具體穩(wěn)定，再利用全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)軟件進(jìn)行合理運(yùn)算，即可得到一個(gè)科學(xué)的平均目標(biāo)溫度。在實(shí)際使用過程中，一旦出現(xiàn)熱力站的二網(wǎng)供回水的均溫超過了預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)溫度的情況，組態(tài)網(wǎng)就會(huì)立即將回水電動(dòng)閥門關(guān)小，用以降低不熱站不必要的熱量損失。

2）熱力站中的自動(dòng)控制系統(tǒng)在整個(gè)城市集中供熱系統(tǒng)中屬于最基本的組成部分，其運(yùn)行效果的好壞也直接影響著供熱系統(tǒng)供熱的強(qiáng)弱。在熱力站中，其自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由如下設(shè)備構(gòu)成：①測(cè)量?jī)x器。測(cè)量設(shè)備主要包括了每個(gè)熱力站系統(tǒng)內(nèi)的一、二次網(wǎng)供回水溫度變送器及其壓力變送器，二次網(wǎng)中使用的用以傳輸?shù)难a(bǔ)水表和一次網(wǎng)中使用的回水流量器。②熱力站內(nèi)使用的設(shè)備。站內(nèi)的運(yùn)行設(shè)備主要由集中供熱系統(tǒng)中的循環(huán)泵及變頻器、二次網(wǎng)補(bǔ)水泵、一次網(wǎng)回水調(diào)節(jié)閥及加壓水泵、電磁閥等構(gòu)成。③熱力站內(nèi)的自動(dòng)控制器?，F(xiàn)階段，我國各大城市熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，一般采用技術(shù)最先進(jìn)的控制器。④通訊設(shè)備。目前的通訊設(shè)備主要是無線GPRS通訊傳輸儀器。

3）在整個(gè)城市集中供熱系統(tǒng)中，通訊系統(tǒng)屬于連接樞紐，其直接負(fù)責(zé)各個(gè)熱力站和中央控制室之間的數(shù)據(jù)傳輸，以此來確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(gè)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(shí)現(xiàn)最大程度的供熱目標(biāo)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，熱網(wǎng)系統(tǒng)是最穩(wěn)定的系統(tǒng)之一，中控室內(nèi)上位機(jī)的各個(gè)部件的運(yùn)行也相對(duì)穩(wěn)定。在熱網(wǎng)系統(tǒng)的維護(hù)工作中，應(yīng)該對(duì)一些精密設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的密封，確保各類儀器能夠正常使用。

3 熱網(wǎng)自動(dòng)化控制的監(jiān)控系統(tǒng)組成

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成：一是監(jiān)控中心；二是通訊網(wǎng)絡(luò)；三是控制節(jié)點(diǎn)。

1）監(jiān)控中心作為監(jiān)控系統(tǒng)最關(guān)鍵的組成部分，主要負(fù)責(zé)選擇全網(wǎng)的控制模式與運(yùn)行形式，促進(jìn)熱網(wǎng)自動(dòng)化控制達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，監(jiān)控中心也具備了圖形、流程、數(shù)據(jù)等的打印功能，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)化操作。

2）通訊網(wǎng)絡(luò)主要用于連接監(jiān)控中心與控制節(jié)點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，?shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的全面控制，從而保證熱網(wǎng)在預(yù)定溫度目標(biāo)值下安全、有效、穩(wěn)定的運(yùn)行。

3）控制節(jié)點(diǎn)是熱網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的終端和執(zhí)行端，通過通訊網(wǎng)絡(luò)，控制節(jié)點(diǎn)一方面向監(jiān)控中心反饋信息，一方面接受來自監(jiān)控中心的指令，完成自動(dòng)調(diào)節(jié)。

4 結(jié)束語

高效完善的信息與通信平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)自動(dòng)化控制的前提，另外我們也需要一些調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行輔助工作，這樣才能使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)揮其該有的功能。要想達(dá)到目標(biāo)，就必須讓理論與實(shí)踐有效的結(jié)合起來，這樣才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)在為城市節(jié)能的同時(shí)也完全符合我們的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]李建彬.關(guān)于供熱系統(tǒng)中自動(dòng)化控制的改進(jìn)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(tǒng)中熱網(wǎng)的自動(dòng)化控制[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（20）：81.endprint