自动化控制在供热系统中的应用探讨

李铮

摘 要 本文结合笔者的工作经验，阐述了采用先进的自动控制技术、计算机技术与现代通讯技术建立的一套可靠稳定的自动化控制系统，通过控制将提高供热系统的运行管理水平，提高对其的调控能力，同时达到节能降耗的目的，使得供热系统能够更加安全、稳定、高效、经济运行。

关键词 自动化；供热系统；智能控制；NDS系统

中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0195-01

随着城市的发展，城市的供热系统也越来越完善，热力站机组集中供热是当前较为普遍的模式，而全自动组合换热机组这种形式更加便捷，它不仅提高了自动化水平，更是增强了许多功能。当然这些供热系统都是在节能与环保的基础上进行的。所以研究自动化控制的供热系统的运用方法是我们主要研究的对象。对于供热系统的完善会起到不可估量的作用。

1 自控化系统设计的原则

我们都知道自动化控制系统的功能很强大，但是在设计过程中，我们要想实现目标功能，务必做到供热质量好、投入资金少、人员利用合理的效果。所以我们就必须设计一套非常科学有效的控制系统，借鉴众多的例子，我们可以知道，大多数供热系统都是采用的热网系统，这主要是因为热网系统中的主要部件比较好。该部件控制灵活、适应性强，能够达到人们想要的结果。特别对于比较大型的系统，它更是能够被广泛采纳。所以我们在设计中要考虑系统的稳定性、兼容性、扩展性等性能，这样才能保证自控化系统的设计。

2 热网自动控制系统的运行

热力站的调节控制能力强弱直接影响着热网自动控制系统的优劣，进而影响着城市集中供热系统运行的优劣。现阶段，大多数大规模的城市集中供热系统都是在众多热力站调节控制的基础上，才得以统一二次网的供水和回水的平均温度，进而使得城市集中供热系统所提供的目标室温基本趋于一致。一般而言，这种调节方式被称作是“均匀性调节”。简单来说，均匀性调节是一种以各个热力站的二次网供水温度、回水温度趋于相同为目标的调节控制模式，其可以通过对每个热力站一次网回水电动调节阀门的管理控制，完成城市集中供热系统中对各个热力站所涉用户平均供热的目标。这种模式可以成功避免了对远离热源端用户无法实现足够供热的问题，也防止了部分用户因紧靠热源端而获取过多热量的问题。均匀性调节模式的使用可以大大节省能源的使用量，以最少的能源资源投入量，获取最佳的供热效果，为城市居民的生活提供了极大的便利，提高了人们的生活质量与水平。

同时，为了更好的达到均匀性调节的目标，现代城市集中供热系统还采用了一种适合均匀性调节的软件—全网平衡控制软件和组态软件，将这两款软件完美的组合在一起搭配使用，能到达事半功倍的效果。组态软件具有善于利用通讯系统传输给各个热力站的实时数据的特点，这些数据只要包括了每个被控热力站的一、二次网供回水温度与压力、一次网回水流量和回水相关电动阀门的具体参数等。而全网平衡软件则可以依据上述采集得到的实时数据进行系统分析，在进行一系列科学运算之后，自动调节控制一次网回水电动阀门的流量。

1）位于中央控制室的上位机具有一定的控制能力，其一般采用的是一台稳定的、适应性强的、质量优异的工控机。在工控机内配置了能够适应具体实际情况的组态软件，该软件可以很好的采集每一个热力站对应的实时画面。另外，工控机上还配有能够与组态软件进行协调使用的全网平衡调节软件。如此一来，只要利用组态软件中所提供的各个热力站的实时画面，相关技术人员就能收集到二次网供回水的具体稳定，再利用全网平衡调节软件进行合理运算，即可得到一个科学的平均目标温度。在实际使用过程中，一旦出现热力站的二网供回水的均温超过了预先设定的目标温度的情况，组态网就会立即将回水电动阀门关小，用以降低不热站不必要的热量损失。

2）热力站中的自动控制系统在整个城市集中供热系统中属于最基本的组成部分，其运行效果的好坏也直接影响着供热系统供热的强弱。在热力站中，其自动控制系统主要由如下设备构成：①测量仪器。测量设备主要包括了每个热力站系统内的一、二次网供回水温度变送器及其压力变送器，二次网中使用的用以传输的补水表和一次网中使用的回水流量器。②热力站内使用的设备。站内的运行设备主要由集中供热系统中的循环泵及变频器、二次网补水泵、一次网回水调节阀及加压水泵、电磁阀等构成。③热力站内的自动控制器。现阶段，我国各大城市热网自动化控制系统中，一般采用技术最先进的控制器。④通讯设备。目前的通讯设备主要是无线GPRS通讯传输仪器。

3）在整个城市集中供热系统中，通讯系统属于连接枢纽，其直接负责各个热力站和中央控制室之间的数据传输，以此来确保实时数据的传输和上层命令的接受。目前，主要的传输通讯方式为光纤、ADSL、GPRS等。各个热力公司可以综合考虑本公司的具体地理位置、使用成本和便利性等问题，选择最佳的通讯传输方式，以实现最大程度的供热目标。在实际运行过程中，热网系统是最稳定的系统之一，中控室内上位机的各个部件的运行也相对稳定。在热网系统的维护工作中，应该对一些精密设备进行严格的密封，确保各类仪器能够正常使用。

3 热网自动化控制的监控系统组成

热网监控系统主要由三部分组成：一是监控中心；二是通讯网络；三是控制节点。

1）监控中心作为监控系统最关键的组成部分，主要负责选择全网的控制模式与运行形式，促进热网自动化控制达到最佳运行状态。同时，监控中心也具备了图形、流程、数据等的打印功能，确保每个环节都能实现纸质化操作。

2）通讯网络主要用于连接监控中心与控制节点，通过数据传输的方式，实现监控中心对整个系统的全面控制，从而保证热网在预定温度目标值下安全、有效、稳定的运行。

3）控制节点是热网自动化系统的终端和执行端，通过通讯网络，控制节点一方面向监控中心反馈信息，一方面接受来自监控中心的指令，完成自动调节。

4 结束语

高效完善的信息与通信平台是实现热网供热系统自动化控制的前提，另外我们也需要一些调控系统进行辅助工作，这样才能使得自动化控制系统发挥其该有的功能。要想达到目标，就必须让理论与实践有效的结合起来，这样才能实现自动化控制系统，并且该系统在为城市节能的同时也完全符合我们的需求。

参考文献

[1]李建彬.关于供热系统中自动化控制的改进研究[J].科技传播，2013（23）：73，89.

[2]冀建平，陈福琴.城市集中供热系统中热网的自动化控制[J].科技创业家，2012（20）：81.endprint