自控技術(shù)在城市集中供熱中的應(yīng)用

于洋　閆曉冬

摘要：該文主要介紹了計算機自動控制技術(shù)在煙臺市福山區(qū)集中供熱中的應(yīng)用特點及所取得的節(jié)能效果，提出了計算機控制系統(tǒng)在福山熱力集團公司供熱工程應(yīng)用中的特點、基本功能、調(diào)節(jié)策略及其實例應(yīng)用，指出通過采用自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了熱網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，使城市集中供熱自控系統(tǒng)更趨于穩(wěn)定和完善。

關(guān)鍵詞：熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)；視頻監(jiān)控；自控技術(shù)

中圖分類號：TP302 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）26-6249-04

隨著城市建設(shè)規(guī)模擴大、住宅小區(qū)數(shù)量增多，集中供熱已發(fā)展成為目前主要的供熱手段，較以往分散式供熱可節(jié)約能源、提高能源利用率，易于實現(xiàn)科學(xué)管理，提高供熱質(zhì)量。集中供熱是城市現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，也是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。

目前我國集中供熱尚處于發(fā)展中階段，能源利用率有很大的提升空間，隨著自控技術(shù)與計算機應(yīng)用的普及，在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用自控技術(shù)來提高供暖質(zhì)量及能效已成為當(dāng)前發(fā)展的主要趨勢。

1 系統(tǒng)概述

我公司采用區(qū)域鍋爐房供熱，目前供暖面積達(dá)150萬㎡，供熱站46個，供汽站1個。供熱管網(wǎng)遍布福山城區(qū)，隨著城市規(guī)模的不斷擴大，管網(wǎng)的覆蓋面也不斷擴大，水力平衡調(diào)試、換熱站管理、供暖質(zhì)量分析等方面工作量非常大。傳統(tǒng)供暖模式需要站內(nèi)有人值守，調(diào)節(jié)供暖參數(shù)，工作量比較大，且費用成本較高。

我公司采用北京碩人時代科技有限公司的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)（圖1）。STEC2000控制器來監(jiān)控站內(nèi)數(shù)據(jù)，上位機使用HOMS5.0熱網(wǎng)監(jiān)控軟件，能夠?qū)崟r采集所有換熱站的技術(shù)數(shù)據(jù)，包括壓力、溫度、流量、熱量及水泵狀態(tài)等，通過網(wǎng)通ADSL寬帶網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心。調(diào)度中心可對整個熱網(wǎng)的各項參數(shù)進行分析、考核及管理，結(jié)合水、電進行數(shù)據(jù)對比，隨時了解整個熱網(wǎng)的能耗情況，便于掌握熱網(wǎng)的運行狀態(tài)，進行效益分析，進而更加合理地指導(dǎo)運行工作，提高熱網(wǎng)運行調(diào)度水平，提升供暖質(zhì)量。2 控制策略

系統(tǒng)控制為STEC2000PAC現(xiàn)場控制器，配備AI 、AO、DO、DI及通訊卡，集合現(xiàn)場溫度變送器、壓力變送器、流量計、變頻器、電動閥等儀表、儀器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，各種參數(shù)的輸入、輸出和控制操作，一些復(fù)雜的控制命令可通過現(xiàn)場對STEC2000控制器進行編程來實現(xiàn)，變頻器和電動閥的動作命令也可由此發(fā)出。調(diào)度中心配備2臺服務(wù)器，1臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，1臺通訊服務(wù)器，2臺服務(wù)器可互為備用，使用HOMS5.0熱網(wǎng)監(jiān)控管理軟件，服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)從現(xiàn)場控制器中采集運行參數(shù)，使數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)不斷更新，確保管理人員監(jiān)測到實時數(shù)據(jù)，一些控制命令也可以通過HOMS5.0向現(xiàn)場控制器發(fā)出。HOMS5.0還兼?zhèn)淞撕芏鄶?shù)據(jù)分析功能，比如各種歷史數(shù)據(jù)查詢、各種數(shù)據(jù)曲線查看、站內(nèi)數(shù)據(jù)及通訊情況報警等功能，可方便運行人員進行管理。另外HOMS5.0可輕松地通過Internet或局域網(wǎng)訪問，只需在IE瀏覽器輸入IP地址，輸入相應(yīng)操作權(quán)限的登陸用戶名和密碼，便可進行數(shù)據(jù)瀏覽和控制指令的發(fā)送。通訊方面采用10M光纖接入，換熱站動態(tài)IP的ADSL網(wǎng)通寬帶接入，站內(nèi)通過路由modem撥號獲得外網(wǎng)IP地址，通過現(xiàn)場控制器將modem的公網(wǎng)IP上報至調(diào)度中心服務(wù)器上，通過HOMS5.0設(shè)置數(shù)據(jù)采集時間周期，一般為30秒。

3.3 參數(shù)報警

HOMS5.0具有強大的參數(shù)報警功能，可設(shè)置所有參數(shù)的報警值，并進行聲音提示報警。報警值可設(shè)置成高高、高、低、低低四個等級，如可設(shè)置一級網(wǎng)流量參數(shù)報警，當(dāng)系統(tǒng)流量發(fā)生較大變化時，通過報警可快速知道參數(shù)變化情況，從而采取措施，避免事故發(fā)生。報警參數(shù)設(shè)置界面（圖7）。

3.4 實現(xiàn)換熱站視頻監(jiān)控

我公司換熱站遍布福山區(qū)各個小區(qū)，面積廣、數(shù)量多，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)可在控制室內(nèi)了解到各站內(nèi)的情況。視頻系統(tǒng)應(yīng)用?？敌l(wèi)視的設(shè)備技術(shù)，通過ADSL寬帶線路將現(xiàn)場情況傳到視頻服務(wù)器上，可根據(jù)服務(wù)器硬盤容量來設(shè)置保存時間，保存的視頻數(shù)據(jù)可隨時調(diào)出觀看，現(xiàn)場配備紅外感應(yīng)報警器，當(dāng)站內(nèi)進入人員時即向調(diào)度室進行報警，通過監(jiān)控系統(tǒng)可直接查看到站內(nèi)情況，從而保證站內(nèi)設(shè)備安全，也可及時有效地掌握站內(nèi)情況。結(jié)合熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及控制功能，可實現(xiàn)分配站無人值守。

4 節(jié)能分析

目前我公司有47個換熱站，通過應(yīng)用自控系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)，均實現(xiàn)了無人值守，節(jié)省了大量人力、物力，杜絕人工值守疏忽導(dǎo)致的各種安全隱患，同時也提高了工作效率。

通過熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，可靈活調(diào)節(jié)、調(diào)度管網(wǎng)水力平衡，做到有據(jù)可依、有據(jù)可查，結(jié)合室溫采集參數(shù)，可在大范圍上免除供熱過剩和末端溫度不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的弊端，結(jié)合混水供暖方式使系統(tǒng)在不增加設(shè)備的情況下擴大8%以上的供暖面積。

5 總結(jié)

隨著自控技術(shù)智能化程度不斷提高，此套設(shè)備還存在很大的應(yīng)用提升空間，目前只使用了部分功能，在節(jié)能方面還有很大的潛力。結(jié)合熱網(wǎng)換熱站混水供暖方式，在混水管加上電動調(diào)節(jié)閥，可設(shè)置恒定的二級網(wǎng)供暖溫度，也可根據(jù)室外溫度設(shè)定修正曲線來自動調(diào)節(jié)，總之應(yīng)用自動控制技術(shù)發(fā)展集中供熱已成為當(dāng)下節(jié)能技術(shù)的主要手段之一。

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