冬季供暖節(jié)能控制系統(tǒng)中智能控制技術(shù)探析

李志永

摘要：本文結(jié)合當(dāng)前城市的供熱制度以及節(jié)能智能控制技術(shù)的重要意義，探討節(jié)能控制系統(tǒng)中智能控制技術(shù)的基本原理、主要工作流程以及軟硬件實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：冬季供暖;節(jié)能控制系統(tǒng);智能控制技術(shù)

1.節(jié)能智能控制技術(shù)的重要意義

利用節(jié)能智能控制技術(shù)具有非常重要的意義。第一，供暖系統(tǒng)采用節(jié)能智能控制技術(shù)是當(dāng)下提高資源利用效率、減少資源浪費(fèi)的客觀需要。有關(guān)的研究數(shù)據(jù)和資料充分說明，城市采用的全天連續(xù)供熱模式能源浪費(fèi)的比例可以達(dá)到總體建筑能源消耗的15%以上。在全社會(huì)資源緊缺同時(shí)利用效率不高的情況下，推廣節(jié)能智能控制技術(shù)是當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的客觀需要。第二，智能控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)常規(guī)技術(shù)條件下部分需要人工完成的工作，通過系統(tǒng)自動(dòng)的采集相關(guān)技術(shù)參數(shù)、溫度參數(shù)等實(shí)現(xiàn)全面、系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與控制，使系統(tǒng)可以完成對供熱設(shè)備工作狀態(tài)如溫度、流量等隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整的功能，做到均勻供熱、按需供熱、安全供熱，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自我診斷、自我監(jiān)控、量化管理等目標(biāo)。

2.節(jié)能智能控制系統(tǒng)的基本工作原理

供暖節(jié)能控制器在整個(gè)的智能控制系統(tǒng)中處于中樞和核心的地位，其主要的功能是對室內(nèi)溫度傳感器、供水溫度傳感器、供水壓力傳感器、出水溫度傳感器等提供的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)收集，并通過一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行適宜性分析。利用這種自動(dòng)分析、智能調(diào)節(jié)的控制方法，室內(nèi)的溫度始終會(huì)處于一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，既有效的滿足基本的生活、工作需求，同時(shí)也大大節(jié)省了一部分不必要的供暖資源，發(fā)揮了能源節(jié)約的作用。所以對于節(jié)能智能控制系統(tǒng)而言，智能控制是技術(shù)基礎(chǔ)，節(jié)約能源是最終目的，滿足人類生活需求是基本條件。

同時(shí)節(jié)能控制器還有一個(gè)非常大的作用就是通過與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，將有關(guān)的數(shù)據(jù)、控制信息、系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)等上傳到控制中心的計(jì)算機(jī)主機(jī)上，及時(shí)的對系統(tǒng)正常工作進(jìn)行人為的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障可以迅速做出反應(yīng)及時(shí)處理，同時(shí)通過這些數(shù)據(jù)的量化實(shí)現(xiàn)方法，為技術(shù)人員進(jìn)一步深入研究系統(tǒng)的缺點(diǎn)并作出相關(guān)的技術(shù)改進(jìn)等工作提供了基礎(chǔ)條件。

采用節(jié)能智能控制系統(tǒng)對供暖系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測、控制、管理，使供暖系統(tǒng)的管理者可以依據(jù)建筑總體的供暖面積以及設(shè)定的其他條件，實(shí)現(xiàn)全天候、整體性的監(jiān)控，將系統(tǒng)反饋的供熱啟動(dòng)時(shí)間、室內(nèi)溫度和回水溫度、用戶自定義的供熱參數(shù)等及時(shí)的采集，利用數(shù)學(xué)模型的科學(xué)分析，在計(jì)算機(jī)軟件上隨時(shí)繪制出準(zhǔn)確、科學(xué)、有效的供熱曲線，從而為系統(tǒng)供熱的參數(shù)優(yōu)化、狀態(tài)優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)在充分節(jié)能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的供熱輸出。同時(shí)，為了及時(shí)的利用系統(tǒng)采集的供熱數(shù)據(jù)，還可以增設(shè)一個(gè)變頻設(shè)備，使之與計(jì)算機(jī)的通信端口進(jìn)行連接，以便隨時(shí)使用和管理系統(tǒng)的供熱數(shù)據(jù)。

3.節(jié)能控制系統(tǒng)的工作過程

在系統(tǒng)開始進(jìn)行工作時(shí)，首先要進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)的初始化以及人為設(shè)定一些重要的狀態(tài)變量，通常系統(tǒng)都會(huì)有安全控制模塊，需要利用合法的用戶名和密碼進(jìn)行登錄，然后才可以進(jìn)入系統(tǒng)控制模塊，一般情況下系統(tǒng)可以利用手動(dòng)調(diào)節(jié)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)控制兩種模式進(jìn)行指令的下達(dá)以及參數(shù)的收集工作。在系統(tǒng)啟動(dòng)工作完成以后，控制中心就會(huì)對室內(nèi)的溫度條件數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集、處理、分析，如果室內(nèi)的溫度參數(shù)與初始化過程設(shè)置的參數(shù)一致，控制器就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)并發(fā)送給閥門的指令接收設(shè)備，來啟動(dòng)閥門進(jìn)行供暖，提高室內(nèi)的溫度或者完成預(yù)熱過程。而如果系統(tǒng)采集的室內(nèi)溫度參數(shù)與設(shè)定的參數(shù)不一致，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)退回，重新完成參數(shù)賦值過程，并且這個(gè)過程可能會(huì)循環(huán)出現(xiàn)，直到滿足相應(yīng)的條件為止，控制器才會(huì)向閥門傳達(dá)相應(yīng)的指令，系統(tǒng)才會(huì)開始正常的調(diào)節(jié)控制工作。經(jīng)過這個(gè)過程系統(tǒng)就完成了對有關(guān)控制操作指令的自動(dòng)發(fā)送、自動(dòng)接收以及自動(dòng)處理功能，這是整個(gè)系統(tǒng)智能化的一個(gè)重要體現(xiàn)。

同時(shí)，系統(tǒng)智能化的處理過程還有一個(gè)重要的作用。在節(jié)能系統(tǒng)中有計(jì)算機(jī)控制中心，通過分析實(shí)際的用戶溫度參數(shù)來實(shí)現(xiàn)科學(xué)的供暖計(jì)費(fèi)方法，擺脫以前采用供暖面積進(jìn)行費(fèi)用估算等落后的計(jì)費(fèi)方法，滿足居民、學(xué)校、企業(yè)等不同單位的正常供暖需求，提高資源的利用效率，彌補(bǔ)過去采用的連續(xù)供熱方法產(chǎn)生的資源浪費(fèi)弊端。

4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施

從宏觀上來講整個(gè)節(jié)能智能控制系統(tǒng)分為幾個(gè)功能模塊，分別是系統(tǒng)安全控制模塊、供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊以及輔助模塊等。首先，系統(tǒng)安全控制模塊主要是用來保證系統(tǒng)的使用安全，通過設(shè)定用戶權(quán)限、用戶申請以及用戶名和密碼等措施保證安全性。其次，供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊主要是利用分布在系統(tǒng)終端的一些傳感器等，將室內(nèi)溫度參數(shù)和重要數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線上傳到系統(tǒng)的控制中心或者在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行顯示。最后，系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制模塊主要是依據(jù)不同傳感器上傳的參數(shù)，按照系統(tǒng)相關(guān)變量的設(shè)置和賦值以及溫度、時(shí)間需求等，通過不同的控制模式，對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)有效的實(shí)時(shí)控制。

從設(shè)備形態(tài)的角度來講，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)施包括硬件層的設(shè)計(jì)以及軟件層的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括了測溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換電路、放大電路、溫度傳感器、壓力傳感器、供熱系統(tǒng)的硬件連接電路等過程。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括利用匯編語言再結(jié)合單片機(jī)芯片，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程溫度采集功能、數(shù)學(xué)模型編程分析功能、數(shù)據(jù)傳輸以及保存、顯示功能等。依據(jù)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的用戶數(shù)據(jù)可以將其繪制成圖表以及曲線，對系統(tǒng)未來的運(yùn)行狀態(tài)以及可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行合理的預(yù)測，以提高系統(tǒng)的安全性能，有效應(yīng)對突發(fā)狀況。

5.結(jié)語

節(jié)能智能控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)給人們帶來了新的希望，對其基本原理、系統(tǒng)框架、基本運(yùn)行過程、總體目標(biāo)等進(jìn)行簡要的討論，可以增加人們對于節(jié)能智能控制技術(shù)的認(rèn)識(shí)，對大力推廣和廣泛采用具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)?：

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