浅析集中供热自动化系统的协调与控制

浅析集中供热自动化系统的协调与控制
摘要：为了集中供热更加节能降耗、更加方便管理，在充分考虑到锅炉、热网
设备、工艺现状及控制要求的前提下，提出各热力站分散就地控制、中控室集中
监控调度、总体协调的控制方案。

经实践证明该系统将大幅度的降低供热企业成本，显著提高供热企业的经济效益。

关键词：集中供热；自动控制；供热自动化
1 集中供热自动化系统的意义
集中供热系统自控制技术的广泛应用，使热能得到高效地利用，降低供热成本，提高供热效率，使供热效果显著提高。

随着自控制技术的提高与完善，供热
自控系统将实现智能化，将大流量，小温差、前段过热，末端冷、热能利用率低
的传统运行模式，转变为小流量、大温差、热网平衡的经济运行模式；实现通过
数据模块将用户室内温度、供水温度、流量、调节阀开度等数据相关联动，自动
控制，使整个供热系统分时段变流量调节，最终供热系统达到最佳运行状态。

2 集中供热自动化系统的组成
2.1集中供热自动化系统
根据供热系统的组成可将集中供热系统的自控部分为热源部分、管网及中继
泵站和热力站部分。

这几部分并不是孤立地运行，而是相互结合构成的联动系统。

它包括调度中心，数据远传系统和热力站控制系统。

数据远传系统是连接调度中
心和热力站控制系统的桥梁。

2.2集中供热系统的热计量
集中供热系统的热计量根据使用者的不同可分为热用户的计量、热力站的计
量及热源出口的计量。

3 自动化控制在供热系统中的应用
3.1自动控制系统远程监控供热
远程自动监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。

目前，计算机网络技术已经普遍应用于热网自动化控制系统中，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为热网自控运行奠定了良好的基础。

现场总线监控方式使系统设计更加有针对性，对于不同的间隔可以有不同的功能，这样可以根据间隔的情况进行设计。

采用这种监控方式除了具有远程监控方式的
全部优点外，还可以减少大量的隔离设备。

城市供热管网无线远程监控系统由系
统中的传感器来完成对监测因子的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包
括温度、压力、流量等，这些监测因子由测控终端使用不同的方法进行测量获得
一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由GPRS 网络向监控中
心传输数据，监控中心来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供
实时数据查询等任务，当温度或压力超过设定范围时，自动开启或关闭电动调节阀。

整个系统可达到安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效地将真实的城
市供热管网信息展现在管理人员面前。

3.2自动控制在供热系统中对热量策略的实际应用
在实际应用中，室外温度实际值是一个关键参量，因而室外温度设置点的选
取显得尤为重要，由于热网供热控制属于大滞后，大惯性、多变量、差异性系统。

如果控制参数设置不当，可能无法实现控制目标，调节过慢使响应时间过长，达
不到系统要求，过快又易引起超调，甚至产生震荡。

针对供热系统的控制特点，
如何提高控制系统各项性能指针，将传统手动控制方法改到自动控制调节效果并
明显提高了。

尽管传统 PID 校正控制以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整
方便等优点在控制中被广泛采用，但是PID 控制参数一般都是人工整定，有其局
限性，调度系统与 PID 控制技术相结合，通过模糊控制在线的自动调整 PID 的各
个控制参数，大大改善了控制系统的动态响应性能和稳态性能。

3.3自动传输城市热网供热的系统数据，进行多平台的融合
现代化的热力调度和控制必须要建立在现代化的通讯平台与信息平台上，只
有完善的通讯网络才能够确保热网自动控制的安全运行，达到提高供热质量和降
低热能消耗的目的，国内供热较早的热力公司，目前已经实现了通讯平台集成无
线传输、CDMA、ADSL等多种公共通讯网络，并实现了多平台的融合与共享。

4 集中自动化供热系统的协调与控制技术
4.1集中供热自动控制系统的运行
我国的集中供热水平与和外国的集中供热相比有着很大的差别，我国自动化
控制的水平还处在起步的阶段，自动化技术在集中供热的应用还比较缓慢。

在这
种情况下，通过在各个热力站处的调节之后，才能使集中供热的目标室温基本上
保持相同，最终避免了热力入口和末端的温差过大问题。

同时全网平衡控制软件
和组态软件配合使用，利用通讯系统可以采集到热力站的实时数据，这些实时数
据中包含了一次二次测压力和温度、一次网流量和一次网电动阀门的相关参数，
调度系统根据数据进行分析之后，通过调节一次测电动调节阀的大小到达全网平衡，有利于对温度的合理控制。

4.2集中供热自动系统的协调
现场总线控制系统的最终目的是为了提高系统的可靠性和精确度，并且能够
延长信息传输的距离。

它不但是一种全分布的控制系统，也是一个新型的网络集
成自动化系统。

现场总线控制系统以现场总线为纽带，通过基本控制和补偿计算，实现综合自动化等多项功能。

管网的弊端是，数据要通过原有集团调度中心的监
控网，首先把数据传输到调度中心，再次从调度中心接着把数据传达至二级调度
中心，考虑到系统的安全性，所以要选择多个管网不利点，根据预先设立的优先级，作为控制参照参数。

因为热电厂已经建立了CDMA无线数据网检测站，所以
电厂出口的参数可以通过CDMA无线数据网联到二级调度中心，再由二级调度中
心将数据传达到个热力站。

4.3集中供热系统的自动故障诊断和操作
通过微机控制及管理系统的远控功能对热力站的设备进行操作，减少了各值
班人员的配备，有效提高热网运行的稳定性。

系统可根据天气自动调节阀门的开度，满足不同天气的供热需要，又节能降耗。

由于供热系统的调节速度缓慢，调
节平衡时间长，根据控制算法对管网补水流量进行前期补偿，以提高恒压补水系
统的变频器输出频率，从而满足管网压力需要。

利用模糊自适应控制方式建立系
统最优工作点，使生产运行实现热网平衡、高效，有效提高供热效能。

生产情况
分析系统能够在最短时间内发现故障点并及时发出警示，消除运行的故障损失。

对于抗干扰问题，利用光电隔离技术，通过A/D转换后增强了系统的可靠性。

4.4自动传输热网供热系统
现代化的热力调度与控制必须建立在信息平台上才能保证热网自动控制的安
全运行，达到公共通讯网络与多平台的融合与共享。

调度控制中心把当天的天气
预报数据通过气候模型系统的分析得到综合电厂供热参数，得出热力站的平均控
制参数值。

系统将自动启动控制参数偏差库，确认热力站接收到的控制参数，根
据需要建立供热模式，由此可以达到最优化控制的目的。

热量控制有利于实现节
约热能、降低消耗，同时也可以保障供热系统逐步过渡到稳定状态。

5 结论
在热网自动化调节控制过程中，热网部分是通过调节可以达到较准确的控制，基本上避免用户过冷或者是过热的现象。

在调度系统调节过程中，被控的调节阀
门如果没有投入到自动控制过程中，会直接造成自动调节的单一性，直接干预着
数据的传输，所以在调节过程中需要设计出更加合理的系统，最终才能实现全网
稳定供热。

参考文献：
[1]左明月，李艳珍.集中供热系统热力站的优化设计[J].智能城市.2017（05）
[2]王杨.浅析集中供热系统中热力站运行的优化[J].科技展望.2015（03）
[3]王振兴.集中供热系统中热网的电气自动控制标准[J].中国标准化.2017（14）
[4]吴宏艳.集中供热系统的热网自动化控制的探讨[J].科技展望.2016（28）。