自动化控制在供热系统中的应用
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摘要：为提高企业管理水平、加强热力管网调控手段,提高供热质量,节约能源,需要采用热网自动化控制技术,建立一套热力管网自动化控制综合网络系统。使各热力站实时数据能够通过网络传回公司中控室,这样不仅能够提高工作效率而且大大降低办公费用,同时,热力管网实现自动化控制将大大提高供热服务质量,降低了能源消耗。
关键词：自动化控制；供热；
中图分类号： TM7 文献标识码： A
1、自动化系统的功能
(1)办公自动化管理系统从管理层次分为三个方面:领导决策层,公司领导可以在网络上对各个业务部门的工作了解和查询,同时各个职能部门为领导决策提供相应的基础数据和建议,保证领导在网络上能够对业务部门工作有充分的了解。
部门间的信息传递,业务部门可以将本部门的业务数据传输到网络中,其它相关部门可以在网络上对业务数据查询,保证部门间的工作能够保持协调、同步进行,提高工作效率降低办公费用。
部门内部业务工作,各个部门可以对本部门的业务工作实现计算机管理,保证部门内部工作数据的可靠和高效,同时可以积累大量业务数据,发挥“网络计算”的巨大威力,为以后工作改进和技术进步提供基础数据。
(2)在功能上,该系统主要由四大系统组成:INTRANET系统将公司的办公、行政、人事劳资、供热运行及物资管理等系统全部集成在INTRANET的主页中,公司人员可以在主页中查询到各个部门及各个管理系统的信息资料,满足了公司内部信息资源共享的需要,基本实现办公自动化及无纸化,大大提高了办公效率,使得公司管理水平及手段有了很大的提高。
采暖收费系统,本公司采暖收费特点是针对物业收费,以及大公司整体作为收费主体,计算机采暖收费管理系统的建立,满足了采暖收费工作数据量大,数据不断变化的要求,保证了公司采暖收费工作的及时、高效、准确运行,使得采暖收费率保持在国内同行比较高的水平上,给公司创造了良好的社会和经济效益。
地理信息系统(热力设施管理系统):供暖热力管网及热力站等热力设施点多、面广,分布于城区各个区域,由于建设单位不同、建设时期不同,使得热力设施的技术档案比较混乱,技术档案管理工作处于比较落后的水平,管网及换热站等热力设施的图纸及数据查询管理、使用都比较困难。地理信息系统的建立,能够将所有热力设施的图纸数据以统一的标准及规格建立在计算机网络中,公司所有部门及有关人员都可以在网络上查询到所需要的数据及地图信息,满足了工程施工及供热运行工作的需要。
工程设计及技术档案管理系统:该系统能够在网络上进行工程图纸设计,实现计算机绘图,同时将工程设计方案、设计图纸、工程竣工图纸以及竣工资料等技术档案全部实行网络化管理,公司各个部门都可以在网络上查询工程的原始图纸及竣工资料,使得技术档案管理实现计算机网络化管理。
(3)热力管网自动化控制管理系统具备以下功能:数据采集及传输能够实时采集公司所有换热站(水―水站)的全部技术数据,包括压力、温度、流量、热量、水电消耗及水泵状态等各种基础数据,通过公司数据专线将各个热力站的数据传输到中控室,公司调度员可以在调度室了解到各个热力站的各项运行参数。
2、自控化系统设计的原则
自动化控制系统具有很大的功能优势，但是还要遵循一定的设计原则，在全面保证供热质量的基础上，形成经济运行、耗能减少的效果，因此，可以设计一套科学的工艺控制模式，在整个自动化控制的过程中，从目前的使用情况来看，主要采用的是热网系统，其中主要元件采用的是施耐德品牌，在不同机组的控制中，可以有效的控制整体运行，以达到可靠、简单、实用的目的，尤其是在整个换热系统的控制中，要全面思考稳定性、兼容性与开放性以及可拓展性的原则，形成自动化控制系统的优化设计。
3、传输热网的自动控制原理
集中供暖的规划是按照区域来划分的，每个区域设置一个供热站点。热力站根据整个供热系统的状态如温度等参数进行调整，自动控制阀门的开闭程度调整水流。传输热网自动化控制的一个关键问题是各个热力站与控制中心的监测数据传输，这部分涉及的关键技术下面将进行介绍。
整个监测控制系统主要由三个部分组成：热力站内的参数监测、专用的数据传输线路、控制中心处理器。系统的运行参数主要依靠传感器等设备进行监测，将数据经过数模转换，由PLC送入传输线路进行传递，将监测数据传输到控制器端。控制器经过数据的分析和处理后，将控制信号传输回热力站，PLC接收到控制信号后，依照控制信号控制各类开关的开闭情况，从而完成自动控制过程。
专用的数据传输线路采用GPRS无线传输模式或数据专线光纤，专有线路需要向相关部门申请才能使用。数据传输单元以TCP/IP协议为标准，将热力站与控制中心相连接。数据传输单元通过IP端口来识别传输终端，从而实现两端的点对点安全连接。连接时由数据传输单元向服务器提出连接申请，通过后方可建立连接进行数据传递。但是这个连接有时间限制，因此需要在数据里加入一个固定周期的数据作为标志，表明数据正在传输，保证传输线路的稳定性。
4、自动控制系统远程监控供热系统方式的优点
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，对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于热网自动化控制系统中，且已经积累了丰富的运行经验，智能化电气设备也有了较快的发展，这些都为网络控制系统应用于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。
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标，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、工作稳定、物理意义明确及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，不能在线与PID控制技术相结合，通过模糊控制在线自动调整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。
结束语
计算机管理及自动化控制系统对整个公司工作效率和管理水平的提高将起到巨大的推动效应,热网的自动化运行也收到较好的运行效果,会大大提高供热服务质量,节约大量的热量及电量,取得更为可观的经济效益。由于系统还处于建立和完善过程中,还有许多技术问题等待解决,因此,还需要我们积极工作,完善系统,使得计算机自动化系统能够稳定运行,为企业创造良好的经济效益和社会效益。
参考文献
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