淺析集中供熱自動化系統(tǒng)的協(xié)調與控制

于國墀

摘 要：文章介紹了集中供熱自動化系統(tǒng)的相關知識，從集中供熱自動控制系統(tǒng)的運行，協(xié)調與控制，集中供熱系統(tǒng)的自動故障診斷和操作，自動傳輸熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)四個方面進行了詳細的論述，最后對供熱自動化系統(tǒng)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(tǒng)；輸送

0 前言

最近幾年來，隨著城市集中供熱規(guī)模的不斷發(fā)展，供熱管網(wǎng)半徑日趨變大，各種問題也跟著出現(xiàn)，隨之帶來的管網(wǎng)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(chǎn)，輸送，分配，以及使用都處在有序的狀態(tài)下，在確保供熱系統(tǒng)的能源充分利用的情況下，建立和供熱系統(tǒng)相適應的控制系統(tǒng)，總的來說是從自動化控制方面和供熱行業(yè)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(jiān)控技術不僅對于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質供熱，安全運行，經(jīng)濟節(jié)能等具有至關重要的作用，同時也對環(huán)境保護具有非常重要的作用。專業(yè)人員都知道，供熱系統(tǒng)是由熱源，管網(wǎng)，以及用戶組成的一個復雜系統(tǒng)。眾所周知，傳統(tǒng)的管網(wǎng)手工調節(jié)要到流量和溫度等變化情況的影響，能夠達到管網(wǎng)均衡供熱才能有效降低熱耗。國內熱網(wǎng)調節(jié)手段往往是憑借經(jīng)驗進行調節(jié)，調節(jié)效果不盡人意。隨著供熱負荷不斷增加，管網(wǎng)控制問題日漸突出，為了提高供熱系統(tǒng)的能源利用，就必須建立相匹配的控制系統(tǒng)。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(tǒng)的運行情況。其次是對熱力站內供熱運行的各種參數(shù)進行采集，這樣有利于保證供熱系統(tǒng)安全，合理的運行，并且可以根據(jù)運行狀況選擇最好的運行方式，維持供熱系統(tǒng)的供熱質量和供熱公司的效益。

1 集中供熱自動化系統(tǒng)

該集中供熱系統(tǒng)的中央管理工作站是微機監(jiān)控系統(tǒng)的調度中心，通過它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測與存儲、圖形顯示與轉換、運行參數(shù)與狀態(tài)、中央調度及故障分析。具有集中監(jiān)督管理和自動控制的功能； 通信網(wǎng)絡由接口機、RH-NTI 現(xiàn)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(huán)路電流15～25mA，最大通訊距離12km，通訊網(wǎng)絡能保證整個系統(tǒng)正常地工作；現(xiàn)場控制機既可獨立工作，又可以完成數(shù)據(jù)采集和控制，它配有一塊可同時顯示4個參數(shù)的壁掛式顯示屏，用來顯示檢測到的溫度、壓力、流量等參數(shù)。

2 集中自動化供熱系統(tǒng)的協(xié)調與控制技術

2.1 集中供熱自動控制系統(tǒng)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(jié)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(tǒng)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(wǎng)平衡控制軟件和組態(tài)軟件配合使用，利用通訊系統(tǒng)可以采集到熱力站的實時數(shù)據(jù)，這些實時數(shù)據(jù)中包含了一次網(wǎng)回水流量和一次網(wǎng)回水電動閥門的相關參數(shù)，全網(wǎng)平衡軟件根據(jù)數(shù)據(jù)進行分析之后，就可以調整一次網(wǎng)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(tǒng)的協(xié)調

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的最終目的是為了提高系統(tǒng)的可靠性和精確度，并且能夠延長信息傳輸?shù)木嚯x。它不但是一種全分布的控制系統(tǒng)，也是一個新型的網(wǎng)絡集成自動化系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)以現(xiàn)場總線為紐帶，通過基本控制和補償計算，實現(xiàn)綜合自動化等多項功能。管網(wǎng)的弊端是，數(shù)據(jù)要通過原有集團調度中心的監(jiān)控網(wǎng)，首先把數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{度中心，再次從調度中心接著把數(shù)據(jù)傳達至泵站，考慮到系統(tǒng)的安全性，所以要選擇多個管網(wǎng)不利點，根據(jù)預先設立的優(yōu)先級，作為控制參照參數(shù)。因為熱電廠已經(jīng)建立了CDMAIX無線數(shù)據(jù)網(wǎng)檢測站，所以電廠出口的參數(shù)可以通過CDMAlX無線數(shù)據(jù)網(wǎng)聯(lián)到分調度中心，并且通過高層網(wǎng)絡互聯(lián)到集團調度中心，最終由調度中心將數(shù)據(jù)下傳至泵站。

2.3 集中供熱系統(tǒng)的自動故障診斷和操作

通過微機控制及管理系統(tǒng)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(wǎng)運行的穩(wěn)定性。系統(tǒng)可根據(jù)自動調節(jié)蒸汽閥門的開度，滿足不同天氣的供熱需要，又節(jié)能降耗。由于供熱系統(tǒng)的調節(jié)速度緩慢，調節(jié)平衡時間長，根據(jù)控制算法對管網(wǎng)補水流量進行前期補償，以提高恒壓補水系統(tǒng)的變頻器輸出頻率，從而滿足管網(wǎng)壓力需要。利用模糊自適應控制方式建立系統(tǒng)最優(yōu)工作點，使生產(chǎn)運行實現(xiàn)熱網(wǎng)平衡、高效，有效提高供熱效能。生產(chǎn)情況分析系統(tǒng)能夠在最短時間內發(fā)現(xiàn)故障點并及時發(fā)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(tǒng)的可靠性。

2.4 自動傳輸熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)

現(xiàn)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(wǎng)自動控制監(jiān)查的安全運行，達到公共通訊網(wǎng)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(shù)據(jù)通過氣候模型系統(tǒng)的分析得到綜合電廠供熱參數(shù)，得出換熱站的平均控制參數(shù)值。然后系統(tǒng)將自動啟動控制參數(shù)偏差庫，確認熱力站接收到的控制參數(shù)，根據(jù)需要建立供熱模式，由此可以達到最優(yōu)化控制的目的。熱量控制有利于實現(xiàn)節(jié)約熱能、降低消耗，同時也可以可以保障供熱系統(tǒng)逐步過渡到穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結論

在熱網(wǎng)自動化調節(jié)控制過程中，熱網(wǎng)部分是通過調節(jié)可以達到較準確的控制，基本上實現(xiàn)了避免用戶過冷或者是過熱的現(xiàn)象。在全網(wǎng)平衡軟件調節(jié)過程中，被控的調節(jié)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(jié)的單一性，直接干預著數(shù)據(jù)的傳輸，所以在調節(jié)過程中需要設計出更加合理的系統(tǒng)，最終才能實現(xiàn)全網(wǎng)穩(wěn)定供熱。

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