戰(zhàn)衛(wèi)平

[摘? ? 要 ]隨著城市化建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，集中供熱已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾岱绞?，為了更好地滿足集中供熱系統(tǒng)的需求，熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制也開始逐漸發(fā)展起來，集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展水平越來越高，兩者之間的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了彼此的促進(jìn)和成就。電氣自動(dòng)控制讓熱網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化發(fā)展水平不斷提升，同時(shí)還提高了資源的應(yīng)用效率，減少資源浪費(fèi)。那么在這樣的大背景下，集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)化控制更好地發(fā)展，成為當(dāng)前熱網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的前提。基于此，本文就以集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制進(jìn)行了分析和討論，對提高集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)化控制方法進(jìn)行了分析和探討，為實(shí)現(xiàn)集中供熱系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制提供了一些參考建議。

[關(guān)鍵詞]集中供熱系統(tǒng);電氣自動(dòng)化;熱網(wǎng)

[中圖分類號]TU995 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）11–000–03

[Abstract]With the continuous development of urbanization and science and technology， central heating has become an important way of heating in people's daily life. In order to better meet the needs of central heating system， electrical automatic control of heating network has gradually developed. The development level of central heating system is higher and higher， and the development between the two has achieved mutual promotion and achievements. Electrical automatic control not only improves the automation and intelligent development level of heat supply network system， but also improves the application efficiency of resources and reduces the waste of resources. So in this context， how to better develop the electrical automation control of the heating network in the central heating system has become the premise of the innovation and development of the current heating network system. Based on this， this paper analyzes and discusses the electric automatic control of the heating network in the central heating system， analyzes and discusses the methods of improving the electric automatic control of the heating network in the central heating system， and provides some reference suggestions for realizing the electric automatic control of the central heating system.

[Keywords]central heating system; electrical automation; heating network

在我國城市化發(fā)展的過程中，集中供熱系統(tǒng)逐漸發(fā)展并被應(yīng)用在城市生活中，而集中供熱系統(tǒng)的快速發(fā)展離不開熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)。我國的集中供熱系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括兩個(gè)方面：第一，熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的應(yīng)用可以在供熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，第一時(shí)間對其進(jìn)行維修和處理，提高熱網(wǎng)運(yùn)行的效率;第二，熱源自動(dòng)化控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以減少能源的消耗，同時(shí)還可以有效地讓熱網(wǎng)運(yùn)行過程中的能源和消耗實(shí)現(xiàn)平衡，有著很強(qiáng)的穩(wěn)定性。由此可見，集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用和價(jià)值已經(jīng)非常明顯，其對供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行和能源的合理利用有著重要的保障作用。

1 熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制的原理與優(yōu)勢

熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用后，促進(jìn)了集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展。熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅能夠使得供熱系統(tǒng)的溫度更加均衡，還能夠更好地為居民提供服務(wù)，尤其是該系統(tǒng)能夠降低能量的損耗，發(fā)揮著節(jié)能環(huán)保的作用。因此，對熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制進(jìn)行分析和研究具有現(xiàn)實(shí)意義，有效解決了當(dāng)前城市集中供熱系統(tǒng)的問題，使得集中供熱行業(yè)得到全面發(fā)展。以下對熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制的原理和發(fā)揮出的主要優(yōu)勢進(jìn)行了一一剖析。

1.1 基本原理

熱網(wǎng)自動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崃φ鹃_展檢測和監(jiān)控，幫助熱力站能夠及時(shí)檢測出可能存在的問題，通過檢測及時(shí)找出解決的方案，提升熱力站的供熱控制效果。其中，熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的自動(dòng)調(diào)控，主要由中心調(diào)度控制室（主要對所有范圍內(nèi)的熱力站的儀器和相關(guān)的設(shè)備開展遠(yuǎn)程的監(jiān)控，相關(guān)人員根據(jù)監(jiān)控的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況進(jìn)行對比，然后再根據(jù)控制指令，開展對熱網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制）、通信系統(tǒng)（負(fù)責(zé)中心控制、熱力站等相關(guān)數(shù)據(jù)、信息的傳輸）和各小區(qū)的熱力站（熱力站主要是在接受上一級的系統(tǒng)指令后能夠根據(jù)具體的溫度值等對閥門開展調(diào)節(jié)和控制）構(gòu)成。

1.2 優(yōu)勢分析

1.2.1 保持供熱均衡

熱力站在供熱過程中很容易出現(xiàn)供熱不均衡的情況，這主要是由于不同熱力站的控制系統(tǒng)供熱能力存在偏差，控制系統(tǒng)控制水平的差異就會(huì)直接導(dǎo)致供熱不均衡的問題，一些居民就會(huì)認(rèn)為供熱溫度過高，而有的居民卻認(rèn)為供熱溫度不足。供熱不均衡對居民正常生活造成一定影響。熱網(wǎng)電氣自動(dòng)化的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)中央控制系統(tǒng)對每個(gè)供熱站的供熱系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，無論是居住在供熱站附近還是較遠(yuǎn)的居民都可以享受均衡供熱。在中央供熱系統(tǒng)的控制下，熱力站可以充分發(fā)揮自己供熱功能，使各個(gè)區(qū)域熱量供應(yīng)保持均衡。

1.2.2 有效利用資源，避免資源浪費(fèi)

熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制還可以使資源能夠得到有效運(yùn)用。當(dāng)前供暖地區(qū)主要集中在我國北方，在冬季很多居民都會(huì)通過燃燒煤炭實(shí)現(xiàn)供暖，煤炭燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，但是這些熱量很大一部分會(huì)被消耗。為此，供熱系統(tǒng)的構(gòu)建要具有科學(xué)性和合理性，這樣才能避免熱量浪費(fèi)，使其能夠得到有效利用。自動(dòng)控制技術(shù)的運(yùn)用可以有效利用這些熱量，使熱量供應(yīng)更加均衡，避免熱量消耗。中央調(diào)控設(shè)備對整個(gè)熱力站進(jìn)行系統(tǒng)控制，不同熱力站將供熱數(shù)據(jù)利用無線電上傳至中央調(diào)控系統(tǒng)，中央調(diào)控系統(tǒng)就可以結(jié)合不同熱力站的熱量情況進(jìn)行調(diào)控，使各個(gè)熱力站的熱量供應(yīng)趨于平衡，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對資源的有效利用。通過對熱量的均衡控制可以有效避免資源浪費(fèi)。

2 我國城市集中供熱熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀探究

最近幾年，自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，集中供熱系統(tǒng)也開始對自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用。國外現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)控制自動(dòng)化，然而我國因?yàn)楦鞣N條件的制約，如經(jīng)濟(jì)實(shí)力不夠、技術(shù)水平比較低、城市集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化程度還比較低、自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展比較慢等，甚至有的地區(qū)還在采用傳統(tǒng)的方式對熱網(wǎng)進(jìn)行管理、信息網(wǎng)絡(luò)還不具備控制和調(diào)節(jié)熱網(wǎng)的功能，這就導(dǎo)致自動(dòng)化控制系統(tǒng)沒有發(fā)揮出應(yīng)有的效用。雖然我國在集中供熱熱網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用了自動(dòng)化系統(tǒng)，并取得了一些成效，但是熱網(wǎng)控制和管理還沒有完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還需要通過引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來提升城市集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化程度，并推動(dòng)自動(dòng)化控制多元化發(fā)展，從而更充分地體現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在熱網(wǎng)管理中的優(yōu)勢。

3 熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 主控設(shè)備

熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，熱網(wǎng)的熱力參數(shù)需要集中供熱系統(tǒng)結(jié)合設(shè)備反饋、供能需求等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，以便于實(shí)現(xiàn)熱能的最大利用率，滿足熱能供給需求。常用的熱網(wǎng)熱力參數(shù)有內(nèi)壓、流量、溫度等方面的數(shù)值信息，電氣自動(dòng)控制設(shè)備可以整合各種熱力參數(shù)信息，并對其進(jìn)行均衡、高效地控制，進(jìn)而維持熱網(wǎng)供能的有序、節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制主控設(shè)備主要包括中央數(shù)據(jù)處理器、變頻器、電動(dòng)閥、傳感器等設(shè)備，其中中央數(shù)據(jù)處理器是熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心組件，其可以實(shí)時(shí)捕獲掌控?zé)峋W(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的各類數(shù)據(jù)信息，并及時(shí)將其分析處理;電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)備需在信號動(dòng)態(tài)指導(dǎo)下對熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而熱力壓力參數(shù)對熱網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的影響可忽略不計(jì)。因此，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)備在熱網(wǎng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用可以顯著提升熱網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性、安全性;變頻器設(shè)備具有保護(hù)熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的電壓、電源線路、電動(dòng)機(jī)的重要作用，其可改變系統(tǒng)中各種泵類的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，還可以實(shí)時(shí)切換電機(jī)數(shù)據(jù)，以此保障熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制的實(shí)時(shí)性、高效性。此外，傳感器設(shè)備以及現(xiàn)場控制器設(shè)備也是熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成構(gòu)件。

通常情況下，我國的熱網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)都會(huì)設(shè)置現(xiàn)場控制器來確保集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。現(xiàn)場控制器的具體作用有兩方面，一方面可以對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行深入性研究，另一方面則是可對電流、水溫以及水壓等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集分析，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的指令。

在熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要通過溫度、一次網(wǎng)流量、二次網(wǎng)循環(huán)流量以及管道內(nèi)壓等熱力參數(shù)，進(jìn)行設(shè)備控制。利用熱力參數(shù)開展電氣自動(dòng)控制的設(shè)備主要有中央數(shù)據(jù)處理器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器以及現(xiàn)場控制器這4種。其中中央數(shù)據(jù)處理器技術(shù)能夠?qū)Σ僮飨到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)處理，借助Internet接口以及USB接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的輸入、輸出工作。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥則是通過對信號進(jìn)行動(dòng)態(tài)性調(diào)節(jié)，繼而實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的節(jié)能性與環(huán)保性。變頻器具備接地故障保護(hù)、短路保護(hù)等功能，因此在具體的應(yīng)用過程中能夠改變泵類的轉(zhuǎn)矩，能夠自由性的連接輸入、輸出端口，實(shí)現(xiàn)電機(jī)數(shù)據(jù)以及命令數(shù)據(jù)的自由切換。為了降低熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)處理器工作量，工作人員會(huì)在每個(gè)換熱站設(shè)置現(xiàn)場控制器，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息參數(shù)的采集分析，通過對電流狀態(tài)、泵狀態(tài)、出水溫度以及水位、水壓等信息參數(shù)的記錄分析，在結(jié)合上位機(jī)下發(fā)程序后發(fā)出部分控制指令，提升熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

3.2 熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制過程

在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中變頻器是非常關(guān)鍵的構(gòu)成組件，其對電氣自動(dòng)化控制程序起著重要的調(diào)節(jié)作用，具有較好的控制調(diào)節(jié)性能，具體調(diào)節(jié)過程為：在電氣自動(dòng)化控制運(yùn)行過程中二次管網(wǎng)常會(huì)出現(xiàn)一定量的動(dòng)態(tài)變化，這種變化趨勢可以通過中央控制器內(nèi)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置而監(jiān)測獲取到，一旦動(dòng)態(tài)變化的信息被傳遞至監(jiān)測裝置中，其則會(huì)在短時(shí)間內(nèi)對二次管網(wǎng)中數(shù)據(jù)信息進(jìn)行完整收集，并同時(shí)利用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對所采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，之后會(huì)在信息傳輸端口的支持下將處理后的結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)輸送至變頻器中。當(dāng)變頻器接收此信號之后，則會(huì)根據(jù)具體的信息結(jié)果對水泵實(shí)行頻率控制，從而確保二次管網(wǎng)中的各項(xiàng)壓力指標(biāo)都可以被控制在合理范圍之內(nèi)，繼而保障供熱系統(tǒng)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高供熱系統(tǒng)工作運(yùn)轉(zhuǎn)的整體效率。此外，利用溫度傳感器也可以實(shí)現(xiàn)對管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并通過利用CPU系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對所采集動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)信息的整合與分析，接著再利用調(diào)節(jié)閥完成對供熱系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)，其中主要針對的是二次供水的溫度。

3.3 供熱系統(tǒng)中涉及自動(dòng)控制軟件

在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，需要運(yùn)用自動(dòng)控制軟件作為系統(tǒng)運(yùn)行的重要支撐，通過自動(dòng)控制軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對全網(wǎng)控制，從而確保熱網(wǎng)溫度保持相對平衡。在自動(dòng)控制軟件具體應(yīng)用過程中，會(huì)對熱網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行日常的收集，然后再根據(jù)從熱網(wǎng)中獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，包括循環(huán)水溫度、調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)等，通過對這些參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、保存，進(jìn)而得出二次網(wǎng)循環(huán)水的調(diào)節(jié)溫度，從而實(shí)現(xiàn)對熱網(wǎng)中各環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)閥的有效控制，確保熱網(wǎng)中的各項(xiàng)參數(shù)在經(jīng)過其調(diào)節(jié)后達(dá)到均衡狀態(tài)。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，自動(dòng)控制軟件同時(shí)還具有一定的設(shè)備遠(yuǎn)程操控功能，可以實(shí)現(xiàn)對熱網(wǎng)中的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)，對數(shù)據(jù)傳送的全過程進(jìn)行有效地管理，并且可以根據(jù)獲取到的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格。此外，在自動(dòng)控制軟件中，具有保密處理功能，實(shí)現(xiàn)對所獲得的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行的保密處理，并根據(jù)登錄權(quán)限的設(shè)置，以及防病毒軟件的安裝等措施，滿足數(shù)據(jù)保護(hù)要求，確保其運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

在現(xiàn)代社會(huì)下，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展水平不斷提高。通過將自動(dòng)化控制技術(shù)與集中供熱系統(tǒng)將結(jié)合，可以提高供熱水平，滿足廣大人民群眾供暖需求，推動(dòng)社會(huì)快速發(fā)展?？梢哉f，集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制乃是市場化發(fā)展必然趨勢。在集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制下，供熱更加穩(wěn)定，供熱效率也比較高。集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制技術(shù)對于提升城市發(fā)展也具有重要的意義。本次分析了集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動(dòng)化控制，從中可以了解到系統(tǒng)的使用方式以及該系統(tǒng)的價(jià)值。為提升集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制水平，我國需要關(guān)注國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，掌握先進(jìn)技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用方法、技巧等，以強(qiáng)化系統(tǒng)性能。與此同時(shí)，要總結(jié)集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制經(jīng)驗(yàn)，以便保證系統(tǒng)應(yīng)用效果。

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