集中供熱的智慧化管理與控制策略探討

許廣平

摘 ?要：就目前的情況來講，供熱企業(yè)的換熱站一般依靠人工操作，以電話通訊的方式進行連接，實效性和智能性都非常差，不僅占用了大量的人力資源，而且換熱站之間的聯(lián)系和配合并不算緊密，多數(shù)情況是各自為戰(zhàn)，導致目前的供熱管網(wǎng)如同一盤散沙。該文對智慧化的供熱工作以及智慧化供熱系統(tǒng)的設計做了較為詳盡的闡述，對智慧化供熱系統(tǒng)的控制策略給出了自己的建議。希望通過該文的閱讀，能夠給從事供熱的智慧化管理相關領域的研究工作者提供一定的幫助和啟發(fā)。

關鍵詞：集中供熱 ?智慧化管理 ?控制系統(tǒng)

中圖分類號：TU833 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）07（a）-0092-02

對于目前的集中供熱企業(yè)來講，因為城市化進程的進一步加深，導致目前的供熱企業(yè)所面臨的供熱壓力大大增加，在這樣的情況下，為了滿足逐漸增加的供熱需求，集中供熱企業(yè)一般拿出的對策為增加換熱站的個數(shù)，在很多人口密集的大城市，一個集中供熱企業(yè)下設換熱站多達上百個，這些換熱站組成了城市供熱網(wǎng)絡，它們之間的協(xié)同和配合能夠極大地提高整體的供熱效率，提高資源利用率的同時降低供熱成本。

1 ?智慧化供熱現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢

隨著社會的發(fā)展和進步，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎的大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)在為人們的日常生活和工作提供著極大的便利，但是，大數(shù)據(jù)時代的到來，也加速了各行各業(yè)的變革，以電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)為核心的數(shù)據(jù)共享和智能化已經(jīng)成為了各行各業(yè)在未來的發(fā)展方向。作為供熱企業(yè)，關乎百姓在冬季的正常生活和資源的大量消耗，供熱工作中如何更好地引入智慧化的管理，決定著供熱企業(yè)能否滿足當下的時代和居民需求，也就是決定了集中供熱企業(yè)在未來的發(fā)展前景。

2 ?換熱站的工藝原理

換熱站的正常工作一般是由熱交換系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和補水系統(tǒng)組成的，其工作原理是將一次網(wǎng)產(chǎn)生的高溫或者蒸汽以熱交換的方式傳遞到用戶的家中。所以在這個過程中，主要的工作組件就是熱交換系統(tǒng)，通過熱交換系統(tǒng)將一次網(wǎng)的熱量交換到二次網(wǎng)的水循環(huán)系統(tǒng)中。在這個過程中，必須要保證一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的壓力平衡，當出現(xiàn)壓力不平衡的問題時，需要通過一些手段進行調(diào)整，這樣才能確保整體的供熱網(wǎng)絡壓力穩(wěn)定。對于供熱系統(tǒng)來說，由于供熱效果和供熱的工作受到實際的環(huán)境溫度、壓力、供熱需求和時間段的影響，因此對于換熱站來講，要實時根據(jù)實際情況進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)。也正是因此，換熱站的工作量相當繁雜，需要根據(jù)整體的實際情況進行實時的調(diào)節(jié)，這就需要各個換熱站之間做好協(xié)調(diào)工作，避免能源的浪費或者用戶的不滿。

3 ?智慧化管控與換熱站的設計思路

3.1 智慧化管控原理

智慧化管控的原理，實際上就是利用了物聯(lián)網(wǎng)作為基礎。物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是利用電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)在商品與商品、人與商品之間形成更加智能的聯(lián)系。由于商品也是物品，所以這個網(wǎng)絡被稱作物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的工作原理主要分成3個部分，第一個部分是對物品的全面感知，這個部分實際上就是對商品進行較為詳盡的描述，收集商品相關的各種信息。之所以叫作全面感知，就是這個信息采集過程中是模擬用戶的感知進行信息采集的，所以對于商品的信息采集的更加全面[1]。

信息采集之后，需要對信息進行統(tǒng)一的處理封裝然后集中存儲到處理器當中。最后就是當用戶的需求信息發(fā)送到控制系統(tǒng)之后，智能化地對商品信息進行篩選和匹配，對于滿足用戶需求的信息進行處理和傳輸。也就是說，物聯(lián)網(wǎng)的設計思路實際上是信息采集、傳送和處理與一體的智能化管控網(wǎng)絡。

3.2 供熱系統(tǒng)分析

目前我國的集中供熱系統(tǒng)在實際的供熱過程中，會出現(xiàn)供熱不平衡的情況，也就是所謂的冷熱不均，出現(xiàn)這種問題會導致用戶的不滿和資源的浪費，直接影響了公司的實際收益和口碑。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況的原因很多，在建設、線路規(guī)劃設計、施工、改建等方面都可能對供熱情況造成影響。不過供熱不均產(chǎn)生的最大問題，還是因為各個換熱站的工作不利。換熱站本身的作用就是調(diào)節(jié)熱源的供熱情況的，當熱源供熱充足的時候，要保證用戶舒適，當熱源供熱不足的時候，要及時對供熱情況進行補充。

因此，對于智慧化管控供熱網(wǎng)絡，也應該借助物聯(lián)網(wǎng)，建立3個層級，第一層是信息采集層級，切實了解用戶的需求;第二層級是信息傳送層級，保證用戶信息不失真地傳送到控制系統(tǒng);第三層級是處理層級，將收集到的用戶實時需求信息和各階段的供熱信息進行處理，將處理信號發(fā)布到各個換熱站進行統(tǒng)一的調(diào)度施行。

4 ?系統(tǒng)總體規(guī)劃設計

4.1 數(shù)據(jù)采集及執(zhí)行部分

數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行部分安裝在前端，主要由監(jiān)視和控制兩個部分組成，監(jiān)視部分對換熱站的實時工作情況進行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常則由報警裝置將情況上報到監(jiān)控中心。這時候，再由控制部分做出一定的執(zhí)行操作，最終對各個系統(tǒng)進行啟停的控制。另外，前端采集到的各種數(shù)據(jù)還會傳送給數(shù)據(jù)管理中心進行存儲、管控。數(shù)據(jù)采集主要采集的數(shù)據(jù)有各個換熱站的供熱網(wǎng)絡的供熱工作的實際運轉(zhuǎn)情況，主要是故障報錯，另外，也會對供熱網(wǎng)中的溫度、壓力，電氣設備的電流、電壓、功率等進行實時的監(jiān)視。

4.2 通信傳輸部分

對于通信部分來講，需要實現(xiàn)的功能是將各個換熱站采集到的信息匯總到中樞智能處理系統(tǒng)中，另外，也需要對智慧化管控中心發(fā)布的命令進行實時的傳送。目前我國的各個運營商所提供的網(wǎng)絡服務基本可以滿足供熱公司信號和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊骩2]。

這里要著重說的是，雖然目前我國已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)了光線通信的普及，但是光纖通信的成本對于擁有多個換熱站，網(wǎng)絡遍及整個城市的供熱站來講，其成本還是非常昂貴的，不過光纖通信由于傳輸信息速率快、傳輸效率高，如果信息采集前端有視頻采集設備的話，一般只能依靠光纖通信。

除了光纖通信之外，還可以使用電話撥號上網(wǎng)通信，這種已經(jīng)被廣大網(wǎng)民所淘汰的信息數(shù)據(jù)傳送方式，如果僅傳輸純數(shù)據(jù)包的話，其數(shù)率也可以滿足需求，成本能夠有效地降低。除此之外，還可以考慮GPRS傳輸，這種傳輸方式能夠做到實時在線，即用即耗，節(jié)約成本，但是由于很多換熱站都是在地下室或者GPRS信號盲區(qū)，信號傳輸效果并不理想。

4.3 智慧化管控中心

智慧化管控中心是智慧化管理系統(tǒng)的核心，由于供熱公司下轄的換熱站數(shù)量眾多，所以通過信息收集系統(tǒng)傳送到中樞管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量非常驚人。這些數(shù)據(jù)如果不經(jīng)過轉(zhuǎn)換、篩選和分析，那么這些數(shù)據(jù)就是一堆數(shù)字，并沒有任何作用，而由于數(shù)據(jù)量的龐大，人工沒辦法對其進行分析。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，當下的計算機的計算速度非常驚人，能夠在設定程序的情況下對采集到的數(shù)據(jù)進行實時的分析和處理，這些處理命令再通過通信傳輸部分下達到執(zhí)行終端，最終實現(xiàn)對換熱站的實時工作進行智慧化管控的目的[3]。

5 ?結(jié)語

智慧化管理能夠幫助供熱公司對分散的大量換熱站進行實時的控制，由于供熱效果受到實際情況的影響很大，如果不能對每個供熱站的具體情況進行實時、確切的掌握，那么就難以實現(xiàn)各個換熱站的協(xié)調(diào)和控制，降低成本和增加供熱效果就成了空談，所以，這就需要引入物聯(lián)網(wǎng)的理念，通過合理的數(shù)據(jù)收集和傳輸、處理，成功地實現(xiàn)對換熱站工作情況的實時監(jiān)控，這樣才能實現(xiàn)供熱企業(yè)的發(fā)展和進步。

參考文獻

[1] 隋修武，余保付，葛輝，等.基于Kingview的熱網(wǎng)遠程智能監(jiān)控策略研究[J].應用科學學報，2016（3）：352-360.

[2] 李秋香，嚴春照.和利時PLC在章丘市城區(qū)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的應用[J].自動化博覽，2018（7）：11.

[3] 李秋.城區(qū)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的應用[J].廣東理工，2018（1）：111-113.