集中供热系统中热网的电气自动控制分析

张亚琼

（桂林理工大学南宁分校 广西 南宁 530001）

1 引言

现阶段，集中供热方式已经成为我国城市化建设的一部分，由于人们对集中供热的需求不断增加，也在一定程度上促进了集中供热行业的迅速发展，在发展过程中热网电气自动控制受到大众的欢迎和支持。就我国现阶段的供热系统而言，讲求供热自动化控制，主要分为两个方向，一个是热网自动化控制系统，另一个是热源自动化控制系统。热网自动化控制在城市化建设实施过程中凸显其优势，可以提升整个城市集中供热的质量，不仅可以在运行中及时发现故障所在，还能够有效降低能源消耗，从而实现热网运行和环境保护的协调关系。

2 我国城市集中供热热网电气自动控制系统的发展现状

近年来，我国科技不断发展，自动化控制系统应用在人们生活的方方面面，人们生活条件提高，追求更高质量的生活品质，加剧了自动化控制系统的普及和应用，自动化控制系统在集中供热系统中的应用取得了不错的成果，给人们提供更高质量的服务。自动控制系统的运行，给集中供热提供有效的技术支持[1]，在运作过程中可以实现对温度的自行控制，使得室内温度在供热系统的自我调节下能控制在一个规定的范围，避免波动太大带来的不良体验。

我国在自动控制系统部署中也存在一定的弊端，在接收到自动控制系统带来的优势以后，人们逐渐对自动控制系统更加认可，并且支持集中供热系统的发展。目前，就技术层面而言，自动控制系统已经完全融入国外的发展中，但是我国由于技术、水平以及经济等方面的制约，城市集中供热系统与国外的发展仍有一定的距离。

比如，我国城市集中供热自动控制系统起步较晚，目前也属于发展的初级阶段，热网自动控制系统还不能完全实现信息化和自动化管理，在热网的控制和管理上还存在一定的缺陷，想要达到信息化和自动化管理还需要进一步研究和优化。根据现阶段我国自动控制系统运用现状来看，虽然涉及领域较多，并且在集中供热系统中有明显的效果，但是由于技术各方面还不够成熟，在自动化控制方面还存在很大的上升空间，我国相关人员需要引进先进的技术，使自动化控制系统朝着更好的方向发展，促进热网自动化控制系统运行效率的同时，实现自动化控制系统的多元化发展。

3 城市集中供热系统自动化调控的基本原理及优势分析

3.1 供热系统调控基本原理

自动化控制系统的运行离不开热力站和热源厂的共同运作，系统在运行的过程中可以实现对热力站的自动化实时监测和控制，通过运行的速度和效果获取相关的数据[2]，另外热力站和网络的调控可以通过中央中心控制室来实现，在很大程度上提升了系统运行的效率。

热网自动化控制系统运行的核心在于自动化，可以充分发挥自动化运行的优势和价值，其运行过程主要分为以下三个部分，第一是热源厂的中心控制室优势，在自动化控制系统运行中，热力站仪器设备的运行状况和实时运行效率都可以通过热源厂进行远程操作和控制，针对多个仪器设备的运行数据进行研究和分析，利用计算机的技术优势可以掌握运行的准确数据，然后根据所得参数对热力站的仪器设备进行监测，在获得相关的指令以后，实现指令传输和制定的准确性。只有这样，才能保证系统在运行中的安全性和效率，促进热源厂对自动化控制系统调整的效率提升，为自动化控制系统提供更加安全的运行环境。

其次是针对小区的热力站，主要是通过控制小区的阀门来达到自动化监测和调控的目的。热源厂的远程控制对于小区的内热力站阀门起到一定的调节作用，在进行调节和控制之前会对温度值进行测定，其主要运作原理是通过对上一次系统的运作指令分析，然后通过操控一次网回水阀门来实现自动化管理。

最后环节是通信系统的优势，通信系统在传输方面发挥着重要作用，自动化控制系统就是通过信息和数据的传输来实现调节和控制[3]，这个过程借助热力站和中心控制的运行数据来进行，见图1。

图1 换热站简图

3.2 热网电气自动控制的优势分析

目前，自动化控制系统运用越来越广泛，并且依靠信息技术可以解决一些人力不能解决的问题，在很大程度上弥补人工操作存在的不足。同时，热网电气自动控制系统在发展过程中不断进步和完善，在各领域上体现了巨大的运用价值和优势。与传统的集中供热相比，自动化控制系统存在以下优势：

（1）传统的集中供热基本上靠人力来解决，存在很多缺陷，在运作中很难通过人工发现一些故障点，但是热网电气自动控制系统可以节省大量的人工，解决一些比较复杂的技术问题。

（2）第二个优势是服务质量上，实现自动化控制可以提升运行效率，为用户带来更好的服务质量，热网电气自动控制可以对用户室内的温度进行实时监测和调控，控制适当的温度和热量，给客户带来新的体验。

（3）热网电气自动控制可以促进集中供热的信息化和自动化发展，通过实时监测可以提升运行的效率，以此保证自动控制系统能够在最短的时间内获取系统运行的准确数据，并进行分析，找出运行存在的问题，节约维修的时间。

（4）热网电气自动控制系统可以保证集中供热的质量，并且还能实现我国的绿色发展，减少能量的消耗和排放，促进我国可持续发展。

4 集中供热系统中热网电气自动控制方案

4.1 热网电气自动控制的主要设备

通常情况下，集中供热系统热网电气自动控制的主要设备是包括变频器、电动阀以及传感器等，集中供热系统要想实现统一管理，就需要加入自动化控制模块，在保证正常供热的同时，集中供热系统还要对运行的参数进行调整和控制，比如热网压力、热网流量以及室内温度等，只有自动化管理才能实现运行数据实时监测。一般情况下，集中供热系统是通过自动控制系统运作来传输相关的运行数据，自动控制系统的自动化运行离不开变频器、电动调节阀以及传感器的共同作用，其中传感器包含的结构较多，不同的传感器结构其功能性质不同。中央数据处理器在自动化控制系统中发挥着主导作用[4]，此功能可以对各方传来的数据进行分类处理，然后根据不同的设备运行分发不同的指令。变频器主要作用于泵类转行的方式，变频器的端口可以进行自动输入和输出数据，还能控制热网换气的数据。电动调节阀是集中供热系统中热网的主要电气自动控制设备，主要是具有调节的功能，热网以及压力对于电动调节阀的影响较小，在集中供热自动控制系统中可以保持供热的稳定性，见图2。

图2 温度调节控制原理图

通信设备在自动控制系统中发挥着不可替代的作用，利用通信设备使用网络端口传输数据，可以同时实现信号的输入和输出，可以帮助自动控制系统以超高的信息传输速度来响应信号源。另外，电动调节阀在自动控制系统中发挥着一定的作用，它对室内温度的调节以中央数据处理器发出的信号为标准，以此来对自动控制系统进行调节和控制，见图3。

图3 监控终端原理图

4.2 热网的电气自动控制过程

变频器主要是在电气自动控制过程中起着调节的作用，其主要调节过程做以下分析：

二次网在每次的运作中都会根据系统的控制出现压力变化，每当中央控制器上的监测装置感受到二次网的压力变化，就会立即进行数据收集，对二次网的压力变化进行深入分析，然后利用网络信息端口将信息传输到变频器中，供热系统能够一直保持高稳定的工作，要归功于变频器的控制，当变频器接收到网络端口传输来的信号后，就会对水泵进行频率控制，从而促进二次网的压力可以控制在一个稳定的范围内，以此保证供热系统能够稳步运行。此外，温度传感器也能帮助自动控制系统对运行的数据进行实时监测，同样是通过中央处理器的方式对数据进行分析和处理，最后通过调节阀来对二次供水的温度进行有效调节和控制，可以有效提高热网运转的效率，见图4。

图4 二次供水温度自控系统

4.3 供热系统中应用到的自动控制软件

自动控制软件就像人的大脑一样，是自动控制系统的核心，主要是对数据进行分析和处理。通过对自动控制软件的全局操控作用，集中供热系统在运行的过程中可以控制室内的温度，让其保持恒温运行。自动控制软件通过传感器得到热网循环水的温度、调节阀以及压力等的控制参数[5]。在收集到相关的数据之后，自动控制软件可以根据自身的情况对数据进行分析和处理，可以保证数据的准确性，然后向各个设备发出信号指令，来保证整个系统的正常运作。此外，自动控制系统利用信息技术的优势可以对所得数据进行加密处理，还能远程控制电气自动控制设备，给系统运行提供更加安全的环境，见图5。

图5 数据产生的过程图

5 结语

集中供热系统中自动控制系统的运用有着重要的现实意义，不仅可以促进供热系统的自动化发展，还能保证供热的质量，从而推动我国供热系统的发展。由于我国提倡绿色发展，自动控制系统在运行过程中可以减少能量消耗，实现自动化控制，弥补一些人工操作的不足，符合国家低碳环保的需求。自动控制系统的广泛运用，提高了我国集中供热系统的安全性和稳定性，在城市化建设中发挥着重要作用。文章针对现阶段自动控制系统的发展现状进行分析，使得相关人员更加了解自动控制系统的运行效率和功能。但是目前我国技术水平还存在很多不足，要想优化自动控制系统，就要不断引进先进的技术，结合国内外的技术和经验对自动控制系统进行研究和分析，以此不断优化系统，促进我国集中供热系统的长远发展。