集中供熱系統中熱網的電氣自動控制分析

張亞瓊

（桂林理工大學南寧分校 廣西 南寧 530001）

1 引言

現階段，集中供熱方式已經成為我國城市化建設的一部分，由于人們對集中供熱的需求不斷增加，也在一定程度上促進了集中供熱行業的迅速發展，在發展過程中熱網電氣自動控制受到大眾的歡迎和支持。就我國現階段的供熱系統而言，講求供熱自動化控制，主要分為兩個方向，一個是熱網自動化控制系統，另一個是熱源自動化控制系統。熱網自動化控制在城市化建設實施過程中凸顯其優勢，可以提升整個城市集中供熱的質量，不僅可以在運行中及時發現故障所在，還能夠有效降低能源消耗，從而實現熱網運行和環境保護的協調關系。

2 我國城市集中供熱熱網電氣自動控制系統的發展現狀

近年來，我國科技不斷發展，自動化控制系統應用在人們生活的方方面面，人們生活條件提高，追求更高質量的生活品質，加劇了自動化控制系統的普及和應用，自動化控制系統在集中供熱系統中的應用取得了不錯的成果，給人們提供更高質量的服務。自動控制系統的運行，給集中供熱提供有效的技術支持[1]，在運作過程中可以實現對溫度的自行控制，使得室內溫度在供熱系統的自我調節下能控制在一個規定的范圍，避免波動太大帶來的不良體驗。

我國在自動控制系統部署中也存在一定的弊端，在接收到自動控制系統帶來的優勢以后，人們逐漸對自動控制系統更加認可，并且支持集中供熱系統的發展。目前，就技術層面而言，自動控制系統已經完全融入國外的發展中，但是我國由于技術、水平以及經濟等方面的制約，城市集中供熱系統與國外的發展仍有一定的距離。

比如，我國城市集中供熱自動控制系統起步較晚，目前也屬于發展的初級階段，熱網自動控制系統還不能完全實現信息化和自動化管理，在熱網的控制和管理上還存在一定的缺陷，想要達到信息化和自動化管理還需要進一步研究和優化。根據現階段我國自動控制系統運用現狀來看，雖然涉及領域較多，并且在集中供熱系統中有明顯的效果，但是由于技術各方面還不夠成熟，在自動化控制方面還存在很大的上升空間，我國相關人員需要引進先進的技術，使自動化控制系統朝著更好的方向發展，促進熱網自動化控制系統運行效率的同時，實現自動化控制系統的多元化發展。

3 城市集中供熱系統自動化調控的基本原理及優勢分析

3.1 供熱系統調控基本原理

自動化控制系統的運行離不開熱力站和熱源廠的共同運作，系統在運行的過程中可以實現對熱力站的自動化實時監測和控制，通過運行的速度和效果獲取相關的數據[2]，另外熱力站和網絡的調控可以通過中央中心控制室來實現，在很大程度上提升了系統運行的效率。

熱網自動化控制系統運行的核心在于自動化，可以充分發揮自動化運行的優勢和價值，其運行過程主要分為以下三個部分，第一是熱源廠的中心控制室優勢，在自動化控制系統運行中，熱力站儀器設備的運行狀況和實時運行效率都可以通過熱源廠進行遠程操作和控制，針對多個儀器設備的運行數據進行研究和分析，利用計算機的技術優勢可以掌握運行的準確數據，然后根據所得參數對熱力站的儀器設備進行監測，在獲得相關的指令以后，實現指令傳輸和制定的準確性。只有這樣，才能保證系統在運行中的安全性和效率，促進熱源廠對自動化控制系統調整的效率提升，為自動化控制系統提供更加安全的運行環境。

其次是針對小區的熱力站，主要是通過控制小區的閥門來達到自動化監測和調控的目的。熱源廠的遠程控制對于小區的內熱力站閥門起到一定的調節作用，在進行調節和控制之前會對溫度值進行測定，其主要運作原理是通過對上一次系統的運作指令分析，然后通過操控一次網回水閥門來實現自動化管理。

最后環節是通信系統的優勢，通信系統在傳輸方面發揮著重要作用，自動化控制系統就是通過信息和數據的傳輸來實現調節和控制[3]，這個過程借助熱力站和中心控制的運行數據來進行，見圖1。

圖1 換熱站簡圖

3.2 熱網電氣自動控制的優勢分析

目前，自動化控制系統運用越來越廣泛，并且依靠信息技術可以解決一些人力不能解決的問題，在很大程度上彌補人工操作存在的不足。同時，熱網電氣自動控制系統在發展過程中不斷進步和完善，在各領域上體現了巨大的運用價值和優勢。與傳統的集中供熱相比，自動化控制系統存在以下優勢：

（1）傳統的集中供熱基本上靠人力來解決，存在很多缺陷，在運作中很難通過人工發現一些故障點，但是熱網電氣自動控制系統可以節省大量的人工，解決一些比較復雜的技術問題。

（2）第二個優勢是服務質量上，實現自動化控制可以提升運行效率，為用戶帶來更好的服務質量，熱網電氣自動控制可以對用戶室內的溫度進行實時監測和調控，控制適當的溫度和熱量，給客戶帶來新的體驗。

（3）熱網電氣自動控制可以促進集中供熱的信息化和自動化發展，通過實時監測可以提升運行的效率，以此保證自動控制系統能夠在最短的時間內獲取系統運行的準確數據，并進行分析，找出運行存在的問題，節約維修的時間。

（4）熱網電氣自動控制系統可以保證集中供熱的質量，并且還能實現我國的綠色發展，減少能量的消耗和排放，促進我國可持續發展。

4 集中供熱系統中熱網電氣自動控制方案

4.1 熱網電氣自動控制的主要設備

通常情況下，集中供熱系統熱網電氣自動控制的主要設備是包括變頻器、電動閥以及傳感器等，集中供熱系統要想實現統一管理，就需要加入自動化控制模塊，在保證正常供熱的同時，集中供熱系統還要對運行的參數進行調整和控制，比如熱網壓力、熱網流量以及室內溫度等，只有自動化管理才能實現運行數據實時監測。一般情況下，集中供熱系統是通過自動控制系統運作來傳輸相關的運行數據，自動控制系統的自動化運行離不開變頻器、電動調節閥以及傳感器的共同作用，其中傳感器包含的結構較多，不同的傳感器結構其功能性質不同。中央數據處理器在自動化控制系統中發揮著主導作用[4]，此功能可以對各方傳來的數據進行分類處理，然后根據不同的設備運行分發不同的指令。變頻器主要作用于泵類轉行的方式，變頻器的端口可以進行自動輸入和輸出數據，還能控制熱網換氣的數據。電動調節閥是集中供熱系統中熱網的主要電氣自動控制設備，主要是具有調節的功能，熱網以及壓力對于電動調節閥的影響較小，在集中供熱自動控制系統中可以保持供熱的穩定性，見圖2。

圖2 溫度調節控制原理圖

通信設備在自動控制系統中發揮著不可替代的作用，利用通信設備使用網絡端口傳輸數據，可以同時實現信號的輸入和輸出，可以幫助自動控制系統以超高的信息傳輸速度來響應信號源。另外，電動調節閥在自動控制系統中發揮著一定的作用，它對室內溫度的調節以中央數據處理器發出的信號為標準，以此來對自動控制系統進行調節和控制，見圖3。

圖3 監控終端原理圖

4.2 熱網的電氣自動控制過程

變頻器主要是在電氣自動控制過程中起著調節的作用，其主要調節過程做以下分析：

二次網在每次的運作中都會根據系統的控制出現壓力變化，每當中央控制器上的監測裝置感受到二次網的壓力變化，就會立即進行數據收集，對二次網的壓力變化進行深入分析，然后利用網絡信息端口將信息傳輸到變頻器中，供熱系統能夠一直保持高穩定的工作，要歸功于變頻器的控制，當變頻器接收到網絡端口傳輸來的信號后，就會對水泵進行頻率控制，從而促進二次網的壓力可以控制在一個穩定的范圍內，以此保證供熱系統能夠穩步運行。此外，溫度傳感器也能幫助自動控制系統對運行的數據進行實時監測，同樣是通過中央處理器的方式對數據進行分析和處理，最后通過調節閥來對二次供水的溫度進行有效調節和控制，可以有效提高熱網運轉的效率，見圖4。

圖4 二次供水溫度自控系統

4.3 供熱系統中應用到的自動控制軟件

自動控制軟件就像人的大腦一樣，是自動控制系統的核心，主要是對數據進行分析和處理。通過對自動控制軟件的全局操控作用，集中供熱系統在運行的過程中可以控制室內的溫度，讓其保持恒溫運行。自動控制軟件通過傳感器得到熱網循環水的溫度、調節閥以及壓力等的控制參數[5]。在收集到相關的數據之后，自動控制軟件可以根據自身的情況對數據進行分析和處理，可以保證數據的準確性，然后向各個設備發出信號指令，來保證整個系統的正常運作。此外，自動控制系統利用信息技術的優勢可以對所得數據進行加密處理，還能遠程控制電氣自動控制設備，給系統運行提供更加安全的環境，見圖5。

圖5 數據產生的過程圖

5 結語

集中供熱系統中自動控制系統的運用有著重要的現實意義，不僅可以促進供熱系統的自動化發展，還能保證供熱的質量，從而推動我國供熱系統的發展。由于我國提倡綠色發展，自動控制系統在運行過程中可以減少能量消耗，實現自動化控制，彌補一些人工操作的不足，符合國家低碳環保的需求。自動控制系統的廣泛運用，提高了我國集中供熱系統的安全性和穩定性，在城市化建設中發揮著重要作用。文章針對現階段自動控制系統的發展現狀進行分析，使得相關人員更加了解自動控制系統的運行效率和功能。但是目前我國技術水平還存在很多不足，要想優化自動控制系統，就要不斷引進先進的技術，結合國內外的技術和經驗對自動控制系統進行研究和分析，以此不斷優化系統，促進我國集中供熱系統的長遠發展。