談自動(dòng)控制在熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

張學(xué)志

(太原市熱力公司城南供暖分公司，山西太原 030045)

談自動(dòng)控制在熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用

張學(xué)志

(太原市熱力公司城南供暖分公司，山西太原 030045)

對(duì)熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，探討了熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)策略，并從自動(dòng)化信息傳輸、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)等方面，介紹了自動(dòng)控制在熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，以期為供熱系統(tǒng)現(xiàn)代化發(fā)展提供參考。

熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，自動(dòng)化，信息傳輸，監(jiān)控系統(tǒng)

供熱系統(tǒng)自動(dòng)化已經(jīng)越來越成為供熱行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，也是供熱企業(yè)今后發(fā)展的重要方向。雖然許多區(qū)域供熱系統(tǒng)已經(jīng)完成了自動(dòng)化控制設(shè)備的安裝，但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中仍缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)，手工操作仍較為普遍，熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)際效率仍未得到顯著提高。為實(shí)現(xiàn)供熱效果的改善，就需要在明確熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)于供熱行業(yè)各供熱企業(yè)而言，加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，不僅關(guān)系到企業(yè)供熱服務(wù)品質(zhì)的提升，還關(guān)系到在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中自身的市場(chǎng)地位和前景發(fā)展。

1 熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)簡(jiǎn)述

熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)是對(duì)供熱設(shè)備的整體供熱體系進(jìn)行管控調(diào)度的整合系統(tǒng)，主要由通訊中心、調(diào)度中心和換熱站組成。整體系統(tǒng)的通訊實(shí)現(xiàn)是由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)完成的，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，方便工作人員盡早發(fā)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行狀況以及故障并進(jìn)行及時(shí)解決?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備除了進(jìn)行換熱站的溫度監(jiān)控，還對(duì)于設(shè)備的壓力大小以及液位高低等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制［1］。調(diào)度中心則借助于網(wǎng)絡(luò)通訊和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備對(duì)系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行系統(tǒng)控制，完成數(shù)據(jù)的分析與處理，即時(shí)發(fā)出工作人員的管控指令，保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)

熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)需要對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造，通過自動(dòng)化管控設(shè)備的安裝與應(yīng)用，形成熱網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)一方面由控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)整體系統(tǒng)的有效控制，另一方面則通過相關(guān)工作子系統(tǒng)的共同合作在相互配合的同時(shí)擁有獨(dú)立自我控制能力?？刂浦行哪軌?qū)崿F(xiàn)總體系統(tǒng)的調(diào)配控制，并對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行分散控制。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的引入，能夠?yàn)榭刂浦行膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的運(yùn)作情況，并通過其工作數(shù)據(jù)的采集和整合，完成分析與處理，進(jìn)而判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)并對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行警報(bào)，方便工作人員快速發(fā)現(xiàn)并及時(shí)分析故障和解決故障。便捷化和自動(dòng)化的操作是熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)控制的巨大優(yōu)勢(shì)，也是提升熱網(wǎng)調(diào)度效率與質(zhì)量的重要保證。

3 熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)分布自動(dòng)化應(yīng)用

熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)涉及到分布自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，通過對(duì)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的自動(dòng)化。熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)控制主要包括自動(dòng)化傳輸、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)三方面，各自分步自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)最終組成自動(dòng)化的熱網(wǎng)調(diào)度體系。

3.1 自動(dòng)化信息傳輸

自動(dòng)化信息傳輸是實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)連接的重要工具，其通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心與換熱站、通訊中心之間的串聯(lián)，為熱網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化操作打下重要基礎(chǔ)。自動(dòng)信息化傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)則依靠GPRS和PLC技術(shù)，完成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接和信息傳輸。其中，GPRS技術(shù)的應(yīng)用則為通訊系統(tǒng)的自動(dòng)化和條理化提供重要保障。

具體的構(gòu)架當(dāng)中，GPRS技術(shù)的應(yīng)用建立在GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，利用無線分組交換技術(shù)完成調(diào)度系統(tǒng)中控制中心和子系統(tǒng)的信息傳輸工作，方便相互之間進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的交流。控制中心利用GPRS技術(shù)接收并傳遞信息，監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)處理交互信息［2］。PLC技術(shù)在應(yīng)用時(shí)則需要進(jìn)行系統(tǒng)化的操作，主要涉及到如下步驟:

首先，對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化處理，通過對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)中控制中心和子系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)，為整體自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行提供前期準(zhǔn)備;其次，完成模擬數(shù)據(jù)采集，一方面需要受到控制的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理采集，在監(jiān)測(cè)完成后利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算處理，分析數(shù)據(jù)間的統(tǒng)一性，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的統(tǒng)一化和連續(xù)性;此外，對(duì)于所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，利用相應(yīng)控制軟件集成，尤其是各個(gè)子系統(tǒng)反饋而來的數(shù)據(jù)信息，集成處理后形成特殊數(shù)據(jù)體系，使其為PLC系統(tǒng)識(shí)別處理，進(jìn)而為PLC自動(dòng)化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ);另外，利用PLC自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)溫度和流量等數(shù)據(jù)的合理化布局，消除控制的集成化，降低整體系統(tǒng)工作壓力的同時(shí)避免PLC自動(dòng)操作壓力。同時(shí)，在投入運(yùn)用時(shí)，首先進(jìn)行應(yīng)用軟件測(cè)試，通過對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算和測(cè)試保證程序運(yùn)行良好。利用錯(cuò)誤警報(bào)功能對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行中的問題進(jìn)行檢測(cè)和提醒，保證自動(dòng)信息傳輸功能的穩(wěn)定性。

3.2 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)注于兩大部分，即通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和調(diào)度監(jiān)控中心設(shè)計(jì)。首先，通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是整體設(shè)計(jì)的重中之重，其需要實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)以及各個(gè)分站之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)暢通，保證監(jiān)控功能和控制功能的良好運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)功能暢通后，對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的有效控制與調(diào)度;其次，調(diào)度監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)包括多個(gè)方面，除了防火墻和通訊網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與安裝外，還包括模擬屏、數(shù)據(jù)服務(wù)器和工程師工作站等硬件設(shè)施的設(shè)計(jì)安裝。各個(gè)部分的設(shè)計(jì)與分工應(yīng)相對(duì)分開明確，通過各個(gè)部分之間的協(xié)調(diào)操作完成整體調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的組成，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控與調(diào)度。

3.3 換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)

換熱站是熱網(wǎng)系統(tǒng)中換熱功能的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其在功能上要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，除了需要具備控制功能外，還需要具備監(jiān)視功能和遠(yuǎn)傳功能。

換熱站自動(dòng)控制站的硬件組成包括控制系統(tǒng)和液晶顯示操作終端，控制系統(tǒng)完成調(diào)度與控制的實(shí)際操作，液晶顯示操作終端則通過監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，方便工作人員進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行情況觀測(cè)，并利用終端系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息錄入功能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備操作現(xiàn)場(chǎng)的有效控制［3］。

控制功能的實(shí)現(xiàn)需利用PLC自動(dòng)化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)，在完成該技術(shù)的設(shè)計(jì)安裝后，通過該技術(shù)手段完成對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)施故障的防護(hù)控制，如設(shè)備出現(xiàn)暖氣爆裂故障時(shí)，則可利用該自動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)快速控制操作，避免爆裂現(xiàn)象擴(kuò)大引發(fā)更大的危險(xiǎn)和損失;監(jiān)視功能的實(shí)現(xiàn)則主要通過數(shù)據(jù)的傳輸與處理來實(shí)現(xiàn)［4］。在數(shù)據(jù)處理方面，首先由系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備對(duì)系統(tǒng)完整流程運(yùn)行后的參數(shù)情況以及設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行采集，在采集完成后交由系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的加工和處理，處理后的數(shù)據(jù)為二次數(shù)據(jù)，其篩除了系統(tǒng)控制所需數(shù)據(jù)外的數(shù)據(jù)，方便系統(tǒng)進(jìn)行快速應(yīng)用，提高控制效率。在數(shù)據(jù)處理完成過后，通過數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)對(duì)于二次數(shù)據(jù)進(jìn)行主畫面顯示，參數(shù)清晰地呈現(xiàn)在主畫面當(dāng)中，并完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分組，相互間同時(shí)運(yùn)行，不相互干擾而同時(shí)發(fā)生作用。

4 結(jié)語(yǔ)

加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)步伐，通過培養(yǎng)和引入大量高水平的研發(fā)人員，并通過學(xué)習(xí)借鑒的方式實(shí)際提高自身企業(yè)供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制應(yīng)用水平，是當(dāng)前迫切的工作任務(wù)之一。具體的實(shí)施則應(yīng)包括對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)分步自動(dòng)化的細(xì)致研究和整合，關(guān)注GPRS技術(shù)和PLC技術(shù)的研究應(yīng)用，并從熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)著手，提高整體熱網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的自動(dòng)化應(yīng)用水平。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平越高，熱網(wǎng)調(diào)度效率越高，供熱系統(tǒng)安全性得到保障，客戶的滿意度與企業(yè)的發(fā)展前景也就有了保障。

［1］ 李霄霞.變頻自動(dòng)控制技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010(27):191-193.

［2］ 剌慧東.自動(dòng)控制技術(shù)在鏈條爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.山西科技，2013(3):40-42，48.

［3］ 李志剛，孫麗萍，劉嘉新.熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.森林工程，2013(4):90-95，160.

［4］ 徐 軍.濟(jì)南熱力有限公司“智能熱網(wǎng)”系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展方案［J］.區(qū)域供熱，2013(5):85-88，98.

Discussion on the application of automatic control in thermal network dispatching system

Zhang Xuezhi
(Taiyuan Thermal Power Chengnan Heating Branch Company，Taiyuan 030045，China)

The paper briefly describes thermal network dispatching system，and explores the realizing strategies of automatic control of thermal network dispatching system.Starting from aspects of automatic information transmission，thermal network monitoring system，and automatic control system of heat exchange station，with a view to provide some guidance for modernized development of the heating system.

thermal network dispatching system，automation，information transmission，monitoring system

TU833

A

1009-6825(2016)35-0140-02

2016-09-26

張學(xué)志(1982-)，男，工程師