集中供热系统中热网的电气自动控制探究重点探寻

2021-04-03郝志民

建筑与装饰 2021年17期

郝志民

天津市热电有限公司天津 300202

引言

对于采用电气自动控制的集中供热系统主要需要关注热源自动化和热网自动化这两个部分。集中供热系统中的电气自动控制系统能够迅速发现整个系统中存在的运行故障问题，缩短运行调节时间，降低总体热量消耗，稳固整个系统的使用平衡性和操作稳定性。实现整个集中供热系统的节能环保，并且提升系统的安全稳定系数。

1 集中供热系统电气自动化控制优势分析

电气工程自动化控制技术是一项综合技术，主要包括的内容有自动化，电子技术，网络计算机技术，电气，机械设备等。为了确保电气工程自动化控制技术能够得到有序应用，要科学安排电气工程自动化控制的组合方式。电气自动化控制技术的发展理论是建立在电磁感应定律、基尔霍夫电路两者的组合应用基础之上。这两者的有机结合反映了人们在电能利用，生产，传输，使用全过程的真实应用情况。电气工程自动化控制技术中涉及的技术核心关键因素是控制理论。电气工程自动化控制技术应用实践能够实现卫星通信技术，自动控制系统和现代电子计算机技术的三者结合。目前，我国的集中供热系统电气自动化控制网络正在朝着分布式控制转变，在统一的大数据平台之上可以实现信息的实时共享。云计算自身强大的数据分析能力能够在保证集中供热系统调度运行安全稳定的基础之上，对集中供热系统的经济运行状况进行准确的评估。在计算机网络的计算概率可靠性分析之下，能够在智能热网应用扩大化的今天满足供热调度系统对供热参数分析的要求。诸如在集中供热系统停运之后，通常供热负荷会发生变化，尤其是大量的新建负荷和并网负荷并入集中供热系统后会使供热系统水力工况计算变得极为复杂，给下个采暖季供热启动运行带来更多的难题。集中供热系统启动运行可基于供热系统水力工况和热力工况模拟分析方法，并充分利用分布式控制的计算模式能够在实现多热源的资源共享，并能够再同云计算共同协作的基础之上找到科学合理的供热调节方案。在集中供热管理中使用电气自动化能够有效降低人员配置的人数，简化复杂的管理问题。顺利实现满足用户需要的同时缩减成本，实现企业的长久可持续发展[1]。

2 集中供热热网电气自动控制系统

集中供热热网的组成单元包括热源（热电供热机组或供热锅炉），一次管网，换热站（换热站的设备一般为循环泵、补水泵、补水箱、换热器等），二次网，热用户等。目前，城市集中供热系统发展很迅速，部分大型城市换热站数量庞大，要实现集中供热系统的电气自动控制，一是在各换热站安装自动控制设备（加装有远程控制程序）；二是设立供热系统自动控制总调度系统，汇总和分析各换热站传输上来的数据，根据实际情况发出调度指令。集中供热热网中的电气自动控制系统需要完成调试供热负荷，自动控制系统操作，及时反馈供热系统运行工况，将相匹配的供热运行参数数值及时借助大数据分析技术进行统计分析，以便调度工作人员及时分析判断故障问题[2]。

3 供热系统数据处理中心组建

3.1 简述供热系统数据中心

供热系统数据中心的组建需要以以太网为核心开展数据计算，数据信息传递，数据信息储存等工作。供热系统数据中心的建设需要能够完成复杂精密计算的计算机系统，配套的计算机设备，通信设备，服务器等。这样看来可以发现数据中心组建的重点内容为网络带宽总容量和优化的网络。集中供热的电器自动控制系统中设置中央数据处理器的操作系统可以实时处理相关数据和信息，应具有Intermet接口，也可进行无线通信，也应具有USB接口，数据信号可以通过多通道输入及输出[3]。

3.2 集中供热运维自动化系统的结构

集中供热数据中心运维自动化系统的部件包括管理门户，网络自动化组件，服务器自动化组件，数据采集，自动化引擎组件，故障恢复组件，报表组件这六个部分。这样的集中供热运维自动化系统能够完成故障自动排除的工作。利用数据监测平台的功能，提取故障信息，通过匹配微服务知识库，触发高性能数据引擎获得故障现场快照，并执行相应操作，达到快速恢复供热运行问题的效用。该组件包括的高性能搜索引擎可以在海量数据中快速定位故障，并把非优化的数据通过可视化图表的方式展现在前台，为快速锁定供热运行问题提供便捷通道。该组件支持微服务知识库和微服务应用的方式进行灵活的场景拓展，实现一个个面向具体运维场景的供热运行故障恢复自动化。数据中心需要处理的信息数据变多之后，会使得系统的运转负荷增加，系统的维护工作变得复杂，操作人员在软件安排配置问题上会存在疏漏。此时就需要将自动监测系统适当地调整，使得系统维护人员能够借助远程终端控制技术，顺利完成维护系统的软件配置监测，梳理软件数据的传达，一旦发现异常数据，借助关联连接依赖等设计，对CI层级设计做好管理。当发现约定配置和信息设置不一致，并不需要更改系统软件的设计。之外的情况要使用事先预设的变更系统，完成对自动监测配置系统的更改。要根据数据分析执行的任务进行合理分类，根据流程推演顺利实现任务分析。供热系统数据中心运维系统在日常运行中会出现故障，这些故障信息需要及时传达给系统和操作管理人员，才能完成预警提示作用。这样就能顺利实现故障处理排除，辅佐系统维护人员顺利完成系统的维护工作[4]。

4 热网电气自动控制系统的其他系统设计方法

4.1 重要的控制设备系统

集中供热系统在运转期间电气控制系统需要注重调节的部分是热力参数，具体包括一次网流量、压力和温度，二次网的管道的流量、压力和温度。涉及的主要设备除了上文提到的中央数据处理器之外，还有变频器、电动调节阀、现场控制器。变频器主要是用来调节改变循环水泵电机运行频率的设备，能够对输入和输出端口使用切换数据，自由连接的输出和输入端口，实现欠压或者过压保护。除此之外还能实现对短路，接地故障，电动机保护等功能设计。电动调节阀的信号动态调节系统对供热系统压力波动影响小，这种调节方式更加稳定节能。现场控制器一般安装于各个换热站，能够实时采集分析换热站当天当时的运行情况，能够顺利记录压力温度等信息，并根据上位机下达的数据程序指令做出控制工作[5]。

4.2 供热系统的电气自动控制过程

通过变频器可以对循环泵和补水泵进行控制，从而改变二次管网的压力和流量。压力变送器和差压变送器可以采集二次管网系统压力、流量的改变量并传送到现场控制器进行数据处理，控制器根据上位机下发的程序向变频器发出指令，使变频器准确控制补水泵和循环泵的转速，从而实现二次循环系统以指定的压力和流量运行。温度传感器收集室外室内的温度数值以及热力站内部的供水温度参数，并将这些参数及时送达现场控制器进行分析处理。现场控制器根据预设的标准运行温度，结合实时采集的数值信息，瞬时调节补偿温度数值确定二次网循环水的供水温度。控制器能够对于一次网的流量调节阀提出的控制指令内容进行调整，从而改变进入换热器的一次流量数据，达到改变二次供水温度的目的。由于控制现场控制器的通信网络系统的是GPRS网络，作为供热系统的管理者，我们应该密切关注一个循环周期生成的信息内容，结合相关的公式做出计算，根据科学计算得出的数据进行细微的调整，明确第一个调整幅度所花费的时间周期，以达到准确下发指令的目的[6]。

4.3 自动控制软件系统

自动控制软件系统能够有效实现全网的信息数据平衡，将从热网中获取的运行参数进行分类，按照其来源可以划分为电动阀门反馈数值，二次网循环水温度等信息内容。电气自动控制软件录入数据信息系统之后，二次网循环期望温度可以借助调节公式计算出相关参数。经由GPRS通信网络实现对调节阀的指令传输，实现对各个热循环网络内部的供热数值一键调整，从而达到对同一类型的热负荷下发同一供热温度的目的。自动控制系统还可以远程监控供热系统的运行情况，顺利完成对没有登录权限的数据隔离，保证整个系统的安全统一性[7]。