淺析集中供熱自動化系統的協調與控制

于國墀

摘 要：文章介紹了集中供熱自動化系統的相關知識，從集中供熱自動控制系統的運行，協調與控制，集中供熱系統的自動故障診斷和操作，自動傳輸熱網供熱系統四個方面進行了詳細的論述，最后對供熱自動化系統中存在的一系列問題進行了分析研究。

關鍵詞：集中供熱；自動化系統；輸送

0 前言

最近幾年來，隨著城市集中供熱規模的不斷發展，供熱管網半徑日趨變大，各種問題也跟著出現，隨之帶來的管網失衡和熱耗難以有效控制，而且問題日益突出。所以為了使熱生產，輸送，分配，以及使用都處在有序的狀態下，在確保供熱系統的能源充分利用的情況下，建立和供熱系統相適應的控制系統，總的來說是從自動化控制方面和供熱行業的管理兩方面開始著手全面提高供熱技術水平的。供熱工程監控技術不僅對于保證供熱系統優質供熱，安全運行，經濟節能等具有至關重要的作用，同時也對環境保護具有非常重要的作用。專業人員都知道，供熱系統是由熱源，管網，以及用戶組成的一個復雜系統。眾所周知，傳統的管網手工調節要到流量和溫度等變化情況的影響，能夠達到管網均衡供熱才能有效降低熱耗。國內熱網調節手段往往是憑借經驗進行調節，調節效果不盡人意。隨著供熱負荷不斷增加，管網控制問題日漸突出，為了提高供熱系統的能源利用，就必須建立相匹配的控制系統。首先要從自動化控制方面著手提高供熱技術水平，掌握供熱系統的運行情況。其次是對熱力站內供熱運行的各種參數進行采集，這樣有利于保證供熱系統安全，合理的運行，并且可以根據運行狀況選擇最好的運行方式，維持供熱系統的供熱質量和供熱公司的效益。

1 集中供熱自動化系統

該集中供熱系統的中央管理工作站是微機監控系統的調度中心，通過它可以實現數據實時監測與存儲、圖形顯示與轉換、運行參數與狀態、中央調度及故障分析。具有集中監督管理和自動控制的功能； 通信網絡由接口機、RH-NTI 現場通訊接口及與之互連的通訊導線三部分組成。通訊速率為350bit/s～1400bit/s，環路電流15～25mA，最大通訊距離12km，通訊網絡能保證整個系統正常地工作；現場控制機既可獨立工作，又可以完成數據采集和控制，它配有一塊可同時顯示4個參數的壁掛式顯示屏，用來顯示檢測到的溫度、壓力、流量等參數。

2 集中自動化供熱系統的協調與控制技術

2.1 集中供熱自動控制系統的運行

我國的集中供熱水平與和外國的集中供熱相比有著很大的差別，我國自動化控制的水平還處在起步的階段，自動化技術在集中供熱的應用還比較緩慢。在這種情況下，熱力站只要通過在各個熱力站處的調節之后，才能使集中供熱的目標室溫基本上保持相同，最終達到系統中的每個用戶均勻供熱的目的，這樣也避免了近靠熱源端用戶過熱的模式。同時全網平衡控制軟件和組態軟件配合使用，利用通訊系統可以采集到熱力站的實時數據，這些實時數據中包含了一次網回水流量和一次網回水電動閥門的相關參數，全網平衡軟件根據數據進行分析之后，就可以調整一次網回水電動閥門的大小，有利于對溫度的合理控制。

2.2 集中供熱自動系統的協調

現場總線控制系統的最終目的是為了提高系統的可靠性和精確度，并且能夠延長信息傳輸的距離。它不但是一種全分布的控制系統，也是一個新型的網絡集成自動化系統。現場總線控制系統以現場總線為紐帶，通過基本控制和補償計算，實現綜合自動化等多項功能。管網的弊端是，數據要通過原有集團調度中心的監控網，首先把數據傳輸到調度中心，再次從調度中心接著把數據傳達至泵站，考慮到系統的安全性，所以要選擇多個管網不利點，根據預先設立的優先級，作為控制參照參數。因為熱電廠已經建立了CDMAIX無線數據網檢測站，所以電廠出口的參數可以通過CDMAlX無線數據網聯到分調度中心，并且通過高層網絡互聯到集團調度中心，最終由調度中心將數據下傳至泵站。

2.3 集中供熱系統的自動故障診斷和操作

通過微機控制及管理系統的遠動功能對熱力站的設備進行操作，減少了各值班人員的配備，有效提高熱網運行的穩定性。系統可根據自動調節蒸汽閥門的開度，滿足不同天氣的供熱需要，又節能降耗。由于供熱系統的調節速度緩慢，調節平衡時間長，根據控制算法對管網補水流量進行前期補償，以提高恒壓補水系統的變頻器輸出頻率，從而滿足管網壓力需要。利用模糊自適應控制方式建立系統最優工作點，使生產運行實現熱網平衡、高效，有效提高供熱效能。生產情況分析系統能夠在最短時間內發現故障點并及時發出警示，消除運行的故障損失。對于抗干擾問題，利用光電隔離技術，通過A/D轉換后增強了系統的可靠性。

2.4 自動傳輸熱網供熱系統

現代化的熱力調度與控制必須建立在信息平臺上才能保證熱網自動控制監查的安全運行，達到公共通訊網絡與多平臺的融合與共享。 調度控制中心把當天的天氣預報數據通過氣候模型系統的分析得到綜合電廠供熱參數，得出換熱站的平均控制參數值。然后系統將自動啟動控制參數偏差庫，確認熱力站接收到的控制參數，根據需要建立供熱模式，由此可以達到最優化控制的目的。熱量控制有利于實現節約熱能、降低消耗，同時也可以可以保障供熱系統逐步過渡到穩定狀態。

3 結論

在熱網自動化調節控制過程中，熱網部分是通過調節可以達到較準確的控制，基本上實現了避免用戶過冷或者是過熱的現象。在全網平衡軟件調節過程中，被控的調節閥門如果沒有投入到自動控制過程中，會直接造成自動調節的單一性，直接干預著數據的傳輸，所以在調節過程中需要設計出更加合理的系統，最終才能實現全網穩定供熱。

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