城市集中供热系统中的热网控制自动化系统

孙春海

（长春市公用事业信息中心，吉林 长春 130033）

城市的集中供热系统是一个非常庞大的系统，对城市居民的影响尤为关键，放眼世界上其他国家这一方面的发展，国外的很多发达国家已经完全实现了非常完善的自动化系统。因此，当前我国的城市集中供热系统也应当进行不断地改善与提升，实现城市集中供热系统的热网控制自动化，完成更加先进、安全、高效、绿色的体验。

1 城市热网控制自动化系统的概述

城市热网控制自动化系统在我国城市不断发展壮大的今天具有重要作用，特别是当今我国的工业化进程和城市化进程不断加快，分散性的取暖会加剧造成能源资源的浪费，从而加剧我国的环境污染以及能源资源紧缺的状况。因此，考虑到我国当前的现实情况，采取城市热网控制自动化系统集中供热的举措，不但可以集中大规模进行供暖，而且可以实现及时性的热量供给，节约能源，保护环境，优化管理，是一项非常便捷高效的城市取暖方式。

城市热网控制自动化系统就是一套极其高效地工艺控制模式，这项模式在整个供热的过程中，既能够保证供热的效率，又能够实现自动化的调控，不仅可靠高效，而且安全方便。这项系统的实现主要是依靠中控室的远程调节达到热网控制自动化，经过这样的设计与控制，也能够从根本上杜绝出现距离热源较远的用户得不到热量供应的状况以及近距离用户室内过热的现象，使全部的供暖用户都能够得到均匀舒适的热量供应。

2 热网自动化系统的组成结构分析

热网自动化系统既然具有这么便捷的体验，那么又是那些部分组成的呢？下面就来进行具体的分析，探索热网自动化控制系统的构成。总体来说，热网自动化控制系统由3部分组成：包括监控中心、通讯网络、控制节点这3个主要的部分。其中各部分具有不同的作用，但是又缺一不可，必须进行合理的搭配结合才能发挥最大作用，下面进行逐步的分析。

（1）监控中心：监控中心是承担监控系统作用最大且不可或缺的部分，是整个系统的大脑；监控中心主要是负责进行控制模式以及运行形式的选择，通过对各类信息参数的分析筛选和判断选择，不断调节输出指令，使热网各自动化控制设备经过不断地调节运行，达到最理想的热量输出效果。此外，监控中心同时具备打印和屏幕显示的功能，不仅能打印图形、流程，可以进行数据的整理以及打印，使全部的有用数据都能够呈现在纸上，清晰可见；还可以利用屏幕去显示各个供热站（换热站）的出水温度和流量及压力、指定热用户室内供热温度、主干管道流量和压力、事故故障、天气情况等参数信息。

（2）通讯网络：通讯网络主要就是起到连接的作用，一般来说是连接监控中心以及控制节点，经过连接实现数据的流通，从而控制整个热网的自动化控制系统，使热网在整个系统中按照设定的温度高效便捷的运行，减少人工控制带来的风险以及人工支出。

（3）控制节点：控制节点是进行整个系统反馈的重要工具，将通讯网络传输的数据进行转述和分析，进行信息的反馈，同时也需要接受监控中心传来的要求以及命令，从而达到自动化系统的顺利运行。

3 热网控制自动化系统的运行原理分析

城市集中供热系统的调节以及控制能力会对热网自动化控制系统的运行效果产生直接影响，通常来说，城市集中供热一般都是建立在热力站控制的基础上，这样就可以自动化地调节水温，同时保证水温的均匀以及平衡。其实现热网系统自动化控制的一般过程如下：首先经过热力站自控系统，尽管采暖自控的根本目标是实现热用户室内温度的均衡流动，但是距离的限制以及路线的分布会对温度产生直接的影响，难以实现直接的控制和把控。因此，必须通过热力站自控系统的调节来达到热交换器里面的水温调节。热源自控系统也能够根据热力站的要求，实现自动化控制，调节好热源以及热交换器的二次供水压力。热网自动化SCADA系统，作为生产的工具，轻松实现热网的自动化以及监控，如图1。

图1

3.1 热网监控系统的构架分析

热网远程监控系统是由监控中心以及远程的终端站来构成，主要是包含4层结构：感知层、网络层、平台层以及应用层。感知层就是通过数据采集实现整体的感知，主要的组成要素一般包括PCL控制器、电源、流量、电动阀门等，经过组合能够有效提升供热质量，降低能源的消耗。网络层主要指的就是通讯网络，通过网络结构将数据进行不断地流通和传输，送达控制中心进行调节，对数据进行监测、调度和控制，从而整体把握整个通讯网络。平台层相当于数据接收器，主要的作用就是接收不同平台发来的数据，及时进行数据的接收与指令的发送。

3.2 远程终端站的控制分析

远程终端的监控一般由专业的巡检人员进行监控，他们可以直接在电脑终端进行人机界面的操控，接收热网系统的指令进行运行。热网的数据采集以及换热站系统的控制是远程终端站的重要组成部分。换热站系统的控制是实现自动化看守的必要环节。在分时控制中，必须要在特定的时间里进行热量的控制，白天温度，晚上进行热量的调节，节约能量，减少能源的浪费以及各种污染物的排放。循环泵以及补水泵的控制都非常必要，循环泵就是经过运行来调节供热系统、节约能量。补水泵则是保证系统在规定的压力之下运行，实现定压的控制与调节。

3.3 通信系统的运行

通信系统身为数据的传输通道，是实现供电以及供热的必要渠道。因此，在城市的集中供热中，应当根据具体的情况选择最佳的方式，实现最终的供热目标。

3.4 热网监控系统

热网的监控系统可以最大程度上实现数据共享，工控机能够将数据进行整理和换算，并且将数据进行共享，最后将数据上传给需要的界面与用户。其中监控中心的作用也不容忽视，其作用如下。首先，数据的传输和监控能够有效实现远程采集以及数据的实时监控。远程控制是实现自动化的重要门槛，通过数据的自动采集实现数据的自动化调控和分配，这样能够大大减少人工的控制与使用。保证随时的调度问题能够实现，包括水温、压力、流量、热量以及水源的消耗等问题，所有的调度都可以从人机界面直接输出，不需要传统的纸质打印。

4 热网控制自动化系统的作用分析

热网系统自动化的原理以及运行机制经过分析可以大致的了解，那么热网控制自动化系统的实施又有哪些实际的意义呢？下面就来进行具体且实际的分析和探索。

4.1 从经济效益上来看

热网控制自动化系统的控制能够为社会带来巨大的经济效益，实时的自动化监控，不仅达到了节能减排，避免了传统的城市供热系统中人工使用所带来的不便以及能源资源的浪费，而且还可以科学有效的调节温度，使温度均衡的进行分布，实现节能减排。及时调取数据的便捷性也能够实时掌控运行状况，一旦出现运行问题，便于及时进行维修与检测。

4.2 从社会效益上来看

远程监控系统的使用便于调节温度不均匀以及水力不均匀的现象，使各换热站可以在最好的状态下运行，实现供热效果的改善，使供热系统向最佳完善和最佳高效的方向发展。最重要的社会效益就是通过热网系统的自动化控制，可以实现能源的节约以及环境的保护，为国家的能源节约以及绿色城市的建设贡献力量。

5 结语

城市供热系统中的热网控制自动化系统不仅是当前我国客观的形势所决定，同时也受到世界上其他发达国家的影响，英美等众多发达国家为了实现城市供热的安全高效，通过热网的自动化控制系统，使城市的供热既安全、又绿色，极大实现了经济的节约以及环境的保护。因此通过以上分析和探索，我们也应当紧跟时代的步伐，建设城市供热系统的高效模式，解放人力，节省人工监管需要的支出。同时伴随着城市化进程的不断加快，城市环境也在不断恶化，因此为了保护我们赖以生存的家园，也应当绿色取暖，建设城市热网控制的自动化系统，实现城市的环境保护。

[1] 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.

[2] 白秀梅.城市集中供热系统中的热网控制自动化系统[J].电子世界 ,2013,（13）:31-32.

[3] 周守军.基于管网动态模型的城市集中供热系统参数预测及运行优化研究[D].山东大学,2012.