電氣自動化技術(shù)在熱力公司供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

于海波

[摘 要]近年來我國國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，在各方面都取得了巨大的進(jìn)步，尤其是工業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)更是發(fā)展飛速，與此同時許多新型控制技術(shù)也在不斷應(yīng)用。本文通過對電氣自動化控制技術(shù)的闡述和分析，介紹了其在熱力公司供熱系統(tǒng)中的作用，并對它的發(fā)展進(jìn)行了展望。

[關(guān)鍵詞]電氣自動化；熱力公司；供熱系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0043-01

目前，隨著電氣工程的逐步發(fā)展，電氣自動化控制技術(shù)在熱力公司供熱系統(tǒng)運(yùn)行時所起的作用也越來越大，對熱力公司的發(fā)展具有十分重要的作用，是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)手段。所以，為了熱力公司的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益及長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展，必須加強(qiáng)電氣自動化控制技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 電氣自動化控制技術(shù)概述

電氣控制技術(shù)是一門以不同類型的電動機(jī)作為動力傳動裝置從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)，電氣控制系統(tǒng)在其中是主要部分?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，電氣控制技術(shù)也取得了很大的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了控制方法的自動化、功能的智能化、操作的信息化以及控制原理網(wǎng)絡(luò)化。

電氣控制技術(shù)主要包括現(xiàn)場總線技術(shù)、交流伺服技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)和4PLC控制技術(shù)四種?，F(xiàn)場總線技術(shù)是自動化控制裝置系統(tǒng)中的一種多分支結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)，能夠把各個分散的測量點(diǎn)以及控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的自動化，有助于熱力公司提高供熱質(zhì)量；交流伺服技術(shù)主要是通過對不同的操作環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)控從而達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)，另外幾個不同伺服控制器之間要想實(shí)現(xiàn)點(diǎn)的互聯(lián)必須要通過系統(tǒng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而提高對精度的控制；人機(jī)界面技術(shù)主要是在實(shí)際供熱作業(yè)中用于實(shí)現(xiàn)與上位PLC之間的通訊；4PLC控制技術(shù)即可編程控制技術(shù)，用來處理各種控制功能，運(yùn)用最為廣泛[1]。

電氣及自動化技術(shù)發(fā)展至今，不僅發(fā)展迅速，而且對工業(yè)發(fā)展的影響非常深刻，并且當(dāng)前電氣工程學(xué)科正在向精細(xì)化方向發(fā)展。電氣工程及自動化主要包括電力與傳動、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電機(jī)與電器及其控制技術(shù)等多種技術(shù)，而且隨著電力電子器件的逐步發(fā)展，電子器件正在由半導(dǎo)體器件向集成電路或超大規(guī)模集成電路進(jìn)一步推進(jìn)，電氣工程及自動化控制技術(shù)在各個領(lǐng)域行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，例如電能轉(zhuǎn)換、冶金行業(yè)、電力牽引、船舶推進(jìn)等領(lǐng)域；電機(jī)、電器及其控制技術(shù)主要研究步進(jìn)電機(jī)、無刷勵磁直流電機(jī)、感應(yīng)同步器等特種電機(jī)的控制技術(shù)，是當(dāng)前汽車行業(yè)的核心技術(shù)，例如對電動汽車、高性能可靠電機(jī)等控制，很有發(fā)展前景。

2 熱力公司供熱現(xiàn)狀分析

當(dāng)前情況下，熱力公司集中供熱系統(tǒng)發(fā)展較快，但是由于各種原因和條件局限，還存在著一些問題。首先，由于無法精確計算散熱器的散熱量，導(dǎo)致集中供熱費(fèi)用收取難；其次，由于目前集中供熱系統(tǒng)的調(diào)控設(shè)備水平比較低，還有一些設(shè)計方面的問題，導(dǎo)致不同用戶冷熱不均，不能確保供熱質(zhì)量；而且供熱系統(tǒng)的管理還不能實(shí)現(xiàn)自動化。目前熱力公司的供熱系統(tǒng)還不能完全流暢運(yùn)行，各種問題亟待解決。

由于城市中不同區(qū)域熱力管網(wǎng)的構(gòu)造與運(yùn)作方式各不相同，為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我們采用的是集中式熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)。而不同的熱力公司采用的電氣自動化控制技術(shù)也不同。實(shí)際工作中投入應(yīng)用的自動化控制技術(shù)就是依據(jù)室外溫度控制一次回水溫度、兩次供水溫度、兩次供回水的平均溫度和采用一次流量、兩次供回水溫差。不論采用何種方式，從理論上講，自動化控制實(shí)現(xiàn)的方法不同僅僅只能表明整個供熱環(huán)節(jié)中的一個變量而不是全部。同時我們需要正確的知道，采用自動化控制的真正目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整個熱網(wǎng)供熱過程的穩(wěn)定高效并對供熱工作進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)督與控制。

3 電氣自動化控制技術(shù)在熱力公司供熱系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電氣自動化步伐在不斷加快，電氣自動化控制技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。熱力公司作為服務(wù)大眾的供熱機(jī)構(gòu)，為了使供熱工作取得一定的發(fā)展，也要不斷運(yùn)用電氣控制技術(shù)。

3.1 電氣自動化控制技術(shù)確保供熱工作的穩(wěn)定運(yùn)作

熱力公司的供熱系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，供熱質(zhì)量和效率經(jīng)常會受到一些外部因素比如電力設(shè)備故障的影響，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)這類故障，就會干擾系統(tǒng)導(dǎo)致其不能正常運(yùn)行，影響供熱質(zhì)量和效率。所以為了保證供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、避免浪費(fèi)人力物力處理這些故障以及維護(hù)電氣設(shè)備，就必須要有一套完善的故障檢測與排除體系，在操作過程中可以運(yùn)用電氣自動化控制技術(shù)對供熱工作進(jìn)行控制，一旦出現(xiàn)故障就啟動故障排除體系，實(shí)時調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)備的電流大小使其處于正常范圍，使得系統(tǒng)具備自動變電保護(hù)功能，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作。

3.2 電氣自動化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)供熱工作的自動控制

熱力公司的供熱系統(tǒng)在工作時，由于有些電氣設(shè)備型號過大，工作人員可通過電氣自動化控制技術(shù)對一些大型電氣工作設(shè)備進(jìn)行自動控制，對大型設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格地分散式管理[2]，這門技術(shù)是在管理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作時才得以實(shí)現(xiàn)的，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)將無法正常運(yùn)行，所以加強(qiáng)電氣控制技術(shù)在供熱系統(tǒng)的中的運(yùn)用，以保證供熱系統(tǒng)在正常運(yùn)行以及運(yùn)行質(zhì)量、效果。

3.3 電氣自動化控制技術(shù)對供熱工作進(jìn)行監(jiān)控

熱力公司供熱系統(tǒng)組成比較復(fù)雜而且覆蓋范圍大，僅僅依靠人力來監(jiān)控供熱系統(tǒng)的運(yùn)行還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，隨著電氣技術(shù)的發(fā)展，我們可以運(yùn)用電氣控制技術(shù)來自動監(jiān)控供熱系統(tǒng)進(jìn)行供熱工作，采用電氣控制技術(shù)對供熱系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，并且要進(jìn)行相應(yīng)的信號指示以及信號標(biāo)示[3]，使熱力公司能夠?qū)崟r地了解和掌握整個供熱系統(tǒng)運(yùn)行的情況，一旦有故障發(fā)生就可以及時發(fā)現(xiàn)并迅速解決，從而提高供熱系統(tǒng)的供熱質(zhì)量和效率，同時維護(hù)了電氣設(shè)備。例如在供熱系統(tǒng)運(yùn)作過程中，通常設(shè)置故障聲控信號燈等來控制電氣設(shè)備，幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)故障情況，有利于系統(tǒng)進(jìn)行熱能控制及調(diào)度，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的自動化、智能化。電氣自動化控制系統(tǒng)不僅有很高的可靠性、組態(tài)靈活、電氣設(shè)備數(shù)量少，而且還節(jié)省了大量電纜、材料和安裝費(fèi)用，降低了熱力公司的供熱成本。

3.4 電氣自動化控制技術(shù)對供熱系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測量

實(shí)際進(jìn)行供熱工作時，為了保證電氣設(shè)備的高效運(yùn)行和供熱效率，我們需要在供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)時進(jìn)行動態(tài)觀察及數(shù)據(jù)測定，并進(jìn)行記錄，以方便工作人員及時發(fā)現(xiàn)供熱工作中存在的問題。而且為了高效利用電氣設(shè)備、提高供熱效率，工作人員可利用電氣自動化控制技術(shù)對供熱系統(tǒng)進(jìn)行整體掌控，比如我們可以使用上文中所提到的現(xiàn)場總線技術(shù)，將各個分散的測量點(diǎn)和分布在不同尾椎的控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過改變相應(yīng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自動化控制，從而保證整個供熱系統(tǒng)的質(zhì)量和運(yùn)行效率。

3.5 電氣自動化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的多平臺融合控制

目前熱力公司使用的公共通訊網(wǎng)絡(luò)主要有CDMA、ADSL等，實(shí)現(xiàn)了供熱系統(tǒng)多平臺融合控制[4]。完善高效的通訊網(wǎng)絡(luò)可以為熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)中的自動化控制和安全控制提供保證，并且可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、提高供熱質(zhì)量的發(fā)展目標(biāo)。因此要想實(shí)現(xiàn)熱力公司電氣自動化控制，必須實(shí)現(xiàn)多元化信息平臺的建設(shè)。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到各項控制參數(shù)后，將會自動啟動控制參數(shù)偏差庫，對每一個監(jiān)控站的參數(shù)進(jìn)行計算。然后下達(dá)相關(guān)的控制命令進(jìn)行參數(shù)更改。

4 結(jié)語

綜上所述可知，電氣自動化控制技術(shù)中涉及到的原理以及線路設(shè)計十分復(fù)雜，編程方法與電氣設(shè)備的生產(chǎn)也有很大難度。隨著電氣控制技術(shù)在熱力公司供熱系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，要想實(shí)現(xiàn)熱力公司經(jīng)濟(jì)利益與社會效益的共同發(fā)展，節(jié)省熱力公司人員的開銷，必須要加強(qiáng)對電氣控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí)與研究。同時，隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，對電氣控制技術(shù)將會有更嚴(yán)格的要求，因此為了適應(yīng)時代的進(jìn)步和公司的可持續(xù)發(fā)展，對電氣自動化控制技術(shù)要不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)與改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王陸廷.供熱系統(tǒng)監(jiān)測與控制改造系統(tǒng)研究.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.

[2] 孟文龍.集中供熱熱力站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與研究.西安建筑科技大學(xué)，2003.

[3] 李琳.某熱力公司多熱源聯(lián)網(wǎng)供熱控制系統(tǒng)設(shè)計.北方工業(yè)大學(xué)，2012.

[4] 張笑.淺析電氣工程及其自動化技術(shù)在供熱建設(shè)中的應(yīng)用難點(diǎn).山東工業(yè)技術(shù)，2016.