淺談供熱遠程控制

劉軍

摘要：我國以前的熱水供暖系統(tǒng)大部分采用上供下回單管同程式系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的幾乎沒有可調(diào)性，智能化更無從談起，而要想改變我國當前供暖系統(tǒng)收費和管理的低效率與不完善，以及資源浪費的運作模式，就要利用電子信息技術(shù)開發(fā)出種高效率的管理理軟件平臺，利用智能化、可調(diào)節(jié)的供暖管理理方式，達到居民以卡交費，自主控制供暖的溫度、供暖時段和供暖長度的全新的管理模式。

關(guān)鍵詞：供熱；遠程控制

隨著經(jīng)濟水平的進步，各種科學技術(shù)日新月異，隨著計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)的興起和發(fā)展，自動化控制技術(shù)逐步開始出現(xiàn)在我們的日常生產(chǎn)生活中，并發(fā)揮了其驚人的具大作用，而自動化控制是現(xiàn)代化供暖系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，具有安全穩(wěn)定、省時省力等優(yōu)點，自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測整個系統(tǒng)的工況，及時反映運行故障，并實現(xiàn)一些故障的自動化監(jiān)控和修復(fù)，是比較符合新世紀供暖系統(tǒng)建設(shè)理論的一種控制系統(tǒng)，自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了供暖系統(tǒng)控制的高效性、安全性以及可靠性。

1供暖系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

供暖系統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)主要由三大模塊組成：現(xiàn)場采集控制模塊、遠程傳輸控制模塊、調(diào)度室監(jiān)控模塊，下面對三大模塊分別加以介紹：一是現(xiàn)場采集控制模塊：現(xiàn)場采集控制模塊的核心部分由一系列可編程操作的邏輯控制器組成，主要包括壓力傳感變送器、溫度傳感器變送器、流量計、加壓變頻器以及電動調(diào)節(jié)閥門等部件，而其中，壓力傳感變送器和溫度傳感變送器負責對現(xiàn)場監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集分析，這些監(jiān)控數(shù)據(jù)往往表現(xiàn)為電流信號的形式；流量計負責供暖量的記錄，通常采用485串口的總線接口實現(xiàn)對多臺流量計的連接，由此可見，現(xiàn)場采集控制模塊主要負責對現(xiàn)場的溫度、壓力和流量等數(shù)據(jù)的搜集和統(tǒng)計，并且也對現(xiàn)場的加壓泵和閥門進行控制，對現(xiàn)場信息數(shù)據(jù)進行采集并將其傳遞給調(diào)度室，可以實現(xiàn)調(diào)度室指令輸出后對設(shè)備的管理和操作控制，而由于室內(nèi)供暖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)繁復(fù)，很難通過簡單的一處數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)對全系統(tǒng)的控制，所以為了實現(xiàn)對供暖系統(tǒng)的全面控制，數(shù)據(jù)采集往往會在線路的多個站點進行，并通過完善的采集控制系統(tǒng)，及時分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對對系統(tǒng)執(zhí)行調(diào)度命令的控制；二是遠程傳輸控制模塊：遠程傳輸模塊主要負責完成調(diào)度室和現(xiàn)場站點之間的信息數(shù)據(jù)傳輸工作，通常由調(diào)制解調(diào)器組成的專線系統(tǒng)來進行信息傳遞，一般采用安全系數(shù)良好、可靠性較強，功能較完善、傳輸距離和傳輸能力都達到要求的調(diào)制解調(diào)器來控制，因為調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)自身具有良好的糾錯和校檢數(shù)據(jù)能力，避免了使用時的校檢工作；而且調(diào)制解調(diào)器操作簡單、運行單位和系統(tǒng)保持一致，進而節(jié)省了大量的操作時間；三是調(diào)度室監(jiān)控模塊：調(diào)度室監(jiān)控模塊主要通過計算機控制，來接收各個監(jiān)測站點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的調(diào)度和分析，調(diào)度室監(jiān)模塊分則主要由監(jiān)控計算機和服務(wù)器構(gòu)成，監(jiān)控計算機的作用是對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進行分析處理并向站點發(fā)出控制命令，而服務(wù)器則主要負責對采集來的數(shù)據(jù)進行儲存和統(tǒng)計，并對已建立起來的數(shù)據(jù)庫進行管理，調(diào)度室監(jiān)控為工作人員了解相關(guān)站點的信息和工作提供了便利，有利于后續(xù)工作的開展。

2取暖系統(tǒng)自動控制方案

可編程控制器通過對一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)，二次網(wǎng)循環(huán)泵、補水泵變頻器的控制，實現(xiàn)了多種供熱模式的自動運行，供熱的調(diào)節(jié)模式有改變二次網(wǎng)供水溫度的質(zhì)調(diào)節(jié)，改變二次網(wǎng)供水流量的量調(diào)節(jié)，改變溫度和流量的聯(lián)合調(diào)節(jié)幾種模式，而通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥改變二次網(wǎng)供水溫度，供水溫度可根據(jù)室外溫度自動調(diào)節(jié)再復(fù)合時間修正，也可設(shè)置固定的數(shù)值，通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵變頻器改變二次網(wǎng)供水流量，變頻器就可由供水壓力設(shè)置也可由供回水壓差設(shè)置。，換熱機組的全自動控制提高了熱量的利用率，提高了供熱質(zhì)量，通過變頻器的使用也節(jié)省了電能。

3現(xiàn)場全自動無人值守控制方案

通過一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥控制二次網(wǎng)供水溫度，并可進行室外溫度補償功能，根據(jù)二次網(wǎng)供回水壓差或溫差作為反饋信號，循環(huán)泵采用變頻控制，二次網(wǎng)實現(xiàn)變流量控制，因此換熱機組可在“大溫差，小流量”節(jié)能狀態(tài)下運行，而根據(jù)二次網(wǎng)回水壓力作為反饋的信號，補水泵采用變頻補水；補水箱液位傳感器可自動控制水箱液位，而且具有低液位保護功能；二次回水管路可加裝泄壓電磁閥，如二次回水壓力超過設(shè)定值，電磁閥自動開啟進行泄壓至安全值后自動關(guān)閉；機組開機后可按預(yù)先設(shè)定好程序自動運行，管理人員只需定時對機組進行巡查。

4供暖系統(tǒng)智能化

在熱水供暖智能化系統(tǒng)原理中，它的核心設(shè)備就是一戶或幾戶共用的CPU，它可以根據(jù)室內(nèi)空氣溫度測量設(shè)備（一般用補償式熱電即可），反饋的信息與用戶預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)空氣溫度進行對比，進而調(diào)整安裝在用戶入口供水管上的電動調(diào)節(jié)閥開度，從而保證達到用戶要求的室內(nèi)溫度，同時通過可遠傳流量計測量熱量，通過可遠傳溫度計測量供回水溫差，CUP相應(yīng)就可以算出供暖系統(tǒng)向該用戶的散熱量，這個散熱量不是該用戶的真實用熱量。當然，各用戶CPU是聯(lián)網(wǎng)的，并且有主CPU，供暖智能化系統(tǒng)中，解決了供暖系統(tǒng)的缺陷：一方面其精確計量相鄰住房間的傳熱量，熱水供暖智能化系統(tǒng)因為測量了每個用戶的室內(nèi)空氣溫度并上傳給主CPU，相鄰住戶間的圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積及傳熱系數(shù)也可以按實際情況事先輸入主CPU，這樣主CPU就可以很容易計算出某一住戶與所有相鄰住戶間的傳熱量，最終也可以得出該用戶的真實耗熱量；一方面其及時發(fā)現(xiàn)熱計量的偏差問題，某個用戶在某一室外空氣溫度下，對應(yīng)于它的室內(nèi)空氣溫度，它的真實耗熱量應(yīng)該在一定范圍內(nèi)，如果主CPU在一定周期內(nèi)，一般以一天或幾天為一個比對周期，計量的該用戶的真實耗熱量超出這一范圍，計算機專家系統(tǒng)及運行管理人員就能及時檢查并發(fā)現(xiàn)哪里出了問題，及時修理，以免最后收費時造成糾紛；一方面由銀行代收熱費變得可能，熱水供暖智能化系統(tǒng)的主CPU可以與銀行的網(wǎng)絡(luò)相連接，這樣用戶可以隨時交納熱費及查詢用熱量，并且熱費也可以像電費一樣，實現(xiàn)隨時用多少熱量交多少錢，并可預(yù)存熱費的狀況；一方面其方便的控制室內(nèi)溫度，假設(shè)用戶5：00到家，供暖智能化系統(tǒng)可以根據(jù)實際情況，設(shè)計一個最佳方案，保證在5：00室溫達到要求，又最節(jié)約能源。如果供暖智化系統(tǒng)的主CPU與網(wǎng)絡(luò)相連，用戶在網(wǎng)上隨時地就可以設(shè)定室內(nèi)空氣溫度，節(jié)能效果會更佳。

5遠程監(jiān)控自動無人職守控制方案（SCADA）

選擇這種控制方式的換熱機組除了具備以上控制功能外，還具有遠程通訊功能，可選擇不同的通訊方式：有線（ADSL、寬帶通訊等）或無線（GPRS等），并且支持廣泛的通訊協(xié)議（Modbus，TCP/IP協(xié)議等），根據(jù)目前通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用情況看，有線網(wǎng)絡(luò)ADSL寬帶網(wǎng)應(yīng)用的普遍，無線網(wǎng)絡(luò)GPRS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的較廣泛，而通過上述通訊模式，可以把換熱機組一次側(cè)和二次側(cè)溫度、壓力、流量，室外溫度和室內(nèi)溫度，循環(huán)泵和補水泵的運行狀態(tài)和運行頻率，電動調(diào)節(jié)閥開度等機組參數(shù)實時的上傳到中央管理站，或與樓宇自控系統(tǒng)（BAS）進行連接，對換熱機組的運行狀況進行在線監(jiān)測，并具有供水溫度超高報警，回水壓力過低報警，水箱液位過低報警，供水壓力超壓報警，超壓自動泄壓，斷電自動保護和聯(lián)動等功能。通過監(jiān)控中心上位機與現(xiàn)場控制器的雙向通訊，管理人員可對機組控制參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)定，保證換熱機組始終處于最佳狀態(tài)，一切盡可掌握。

6結(jié)語

綜上所述，供暖系統(tǒng)在我國尤其是北方地區(qū)受到的重視越來越高，其能否正常發(fā)揮作用直接影響著人們的生活質(zhì)量，供暖系統(tǒng)中應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)不僅能夠使室內(nèi)供暖更加安全穩(wěn)定，而且在一定程度上也節(jié)省了人力物力，并且實現(xiàn)了對供暖問題的及時發(fā)現(xiàn)與盡早解決，而且當前，自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)在室內(nèi)供暖系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，也取得了顯著效果。

參考文獻：

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