試論供熱綜合自動化技術(shù)及其工程化應(yīng)用

周靜宇

摘 要：立足于我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國政府制定了可持續(xù)性發(fā)展的基本國策。在這兩個大的前提下，在我國北方寒冷地區(qū)居民、企業(yè)的集中供熱得以廣泛普及，因此集中供熱的建設(shè)成為影響民生和企業(yè)運(yùn)營的一項重要工程。本文主要對集中供熱建設(shè)中的供熱綜合自動化技術(shù)及其工程化應(yīng)用進(jìn)行探究，結(jié)合供熱公司的實際情況，對其中的電氣化工程簡要概述，并著重分析供熱工程建設(shè)過程中所涉及到的一些重點(diǎn)與難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：供熱工程;綜合自動化;電力系統(tǒng)

中圖分類號：TU833 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0076-02

0 引言

隨著集中供熱面積的不斷擴(kuò)大，供熱公司的專業(yè)水平日益提高，多種多樣的先進(jìn)供熱綜合自動化技術(shù)被不斷地嘗試與改進(jìn)，使各種電氣自動化工程技術(shù)被廣泛應(yīng)用。在研發(fā)、應(yīng)用自動化技術(shù)的大背景下，如何將多元化的先進(jìn)技術(shù)整合利用，使供熱公司高效利用多重供熱自動化技術(shù)，達(dá)到低成本運(yùn)營的目的，這已逐漸成為未來供熱公司在供熱建設(shè)中需要解決的問題。

1 供熱建設(shè)中的電氣化工程概述

供熱建設(shè)中的電氣化工程應(yīng)用具有較強(qiáng)的綜合性，在實際的應(yīng)用中存在較大的技術(shù)難題。熱源單位如果想要加快自身的發(fā)展，提升自身的供熱自動化水平，就應(yīng)該全面地分析自動化工程技術(shù)中的各項要點(diǎn)、難點(diǎn)，將自動化的核心技術(shù)研究透徹，并結(jié)合實際的供熱建設(shè)數(shù)據(jù)及理念，對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與更新。在電氣工程及其自動化技術(shù)的實際應(yīng)用之中，電氣元件和自動化的控制系統(tǒng)是最為重要的研究切入點(diǎn)[1]。

供熱系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活中具有十分重要的地位，被廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域。供熱系統(tǒng)將熱能源源不斷地供給工廠和住宅小區(qū)，為企業(yè)提供生產(chǎn)動力，為人們提供了更為溫暖、舒適的環(huán)境。在供熱建設(shè)時應(yīng)該綜合考慮供熱效果來制定方案，在供熱系統(tǒng)中應(yīng)該合理進(jìn)行配電，依據(jù)設(shè)備的電氣化程度和建筑本身的實際情況，采用合理的自動化技術(shù)進(jìn)行配電。

2 供熱綜合自動化研究

2.1 供熱綜合自動化系統(tǒng)構(gòu)成

當(dāng)今的供熱綜合自動化技術(shù)及其工程化應(yīng)用主要體現(xiàn)在通過廣泛地應(yīng)用供熱鍋爐以及換熱站內(nèi)配置的智能控制單元件，使用現(xiàn)代化工業(yè)中所特有的公司局域性的網(wǎng)絡(luò)平臺或?qū)崟r網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)，并依據(jù)公司內(nèi)部實際的生產(chǎn)調(diào)度與能源管理信息，實現(xiàn)供熱的節(jié)能、減排，綜合考量多種優(yōu)勢點(diǎn)，通過現(xiàn)代化的科學(xué)、節(jié)能管理技術(shù)，實現(xiàn)供熱綜合自動化技術(shù)及其工程化的應(yīng)用。為了使技術(shù)的實際應(yīng)用達(dá)到一個更高的層次，就需要對供熱綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行了解，全面分析其構(gòu)成部分[2]。

2.1.1 供熱管道網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)

這一系統(tǒng)通過合理運(yùn)用現(xiàn)代化的通訊技術(shù)，主要以寬帶通訊、窄帶通訊、無線通訊等方式，實現(xiàn)對供熱范圍內(nèi)的各個換熱站點(diǎn)和整個熱網(wǎng)的采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊刂行倪M(jìn)行集中監(jiān)控，記錄下相應(yīng)的數(shù)據(jù)以待日后對供熱情況進(jìn)行分析。黑龍江某供熱公司在對這種系統(tǒng)的實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，其為供熱工作帶來了極大的方便，有效提升了施工的性價比、簡化了施工操作、使故障點(diǎn)能夠更為及時和精準(zhǔn)的被尋到、在設(shè)置過程中較為靈活，對于熱網(wǎng)堵塞、泄露等故障問題提供了數(shù)據(jù)指導(dǎo)支持。

2.1.2 熱網(wǎng)能源信息的管理系統(tǒng)

借助互聯(lián)網(wǎng)及企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)管理平臺，通過這一系統(tǒng)完成對熱網(wǎng)內(nèi)能源信息的搜集與整理工作。依據(jù)整理出來的信息數(shù)據(jù)，管理人員能夠更快地了解整個熱力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。此外，其還可以根據(jù)整理的信息對維護(hù)熱力系統(tǒng)運(yùn)行的人員實行相應(yīng)的獎懲政策，并且可以將整理出來的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，對于設(shè)備整年的能耗和運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)計，通過科學(xué)的分析、研究，總結(jié)出更加高效的管系統(tǒng)理策略。

2.1.3 供熱系統(tǒng)源頭的自動控制系統(tǒng)

供熱系統(tǒng)源頭是提供熱能的地方，這里主要指鍋爐房。其自動控制系統(tǒng)需依據(jù)實際的供熱情況在安全、經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)。例如：黑龍江某供熱公司針對中小型的鍋爐，在其控制線路上采用智能PID、專家系統(tǒng)、模糊控制等先進(jìn)的控制算法，大大節(jié)省了煤的消耗量。此外還利用這一控制系統(tǒng)將風(fēng)機(jī)水泵的調(diào)節(jié)模式改為變頻調(diào)速控制，一方面使執(zhí)行單元的控制效果明顯提升，極大地提升了燃燒系統(tǒng)中的煤炭節(jié)約控制效果;另一方面還使電能消耗有效降低。

2.1.4 供熱系統(tǒng)的模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)

供熱系統(tǒng)綜合自動化及其工程化應(yīng)用的控制系統(tǒng)離不開人工的操作，對員工進(jìn)行供熱自動化控制系統(tǒng)的培訓(xùn)工作就顯得必不可少，模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。培訓(xùn)系統(tǒng)以控制管理一體化的系統(tǒng)為基礎(chǔ)，借由網(wǎng)絡(luò)管理平臺，通過設(shè)置相應(yīng)的仿真模塊、軟控制和軟切換方法、操作科目的調(diào)整和故障等，來實現(xiàn)對操作人員的培訓(xùn)與考評工作，使培訓(xùn)更為簡便、有效，同時降低培訓(xùn)成本。

2.2 變頻技術(shù)融入

供熱綜合自動化及其工程化的應(yīng)用除了需要內(nèi)部各個系統(tǒng)的全程參與，還需要相關(guān)的外在技術(shù)支持，大量集成的變頻技術(shù)是其中的重要組成部分。隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)也日趨成熟，其使用的可靠性不斷提升，同時使用成本也逐年降低，因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用。例如，在水泵和風(fēng)機(jī)的控制方面的應(yīng)用就取得了較為明顯的節(jié)電效果，切實降低了公司內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)成本，得到內(nèi)部員工的認(rèn)同。當(dāng)前的環(huán)境下，從事變頻工程的企業(yè)大都對其研究較為粗淺，更習(xí)慣與強(qiáng)電工程的建設(shè)，因此現(xiàn)階段的變頻技術(shù)大多被運(yùn)用到簡單的電機(jī)控制器中，使這一技術(shù)的各項優(yōu)點(diǎn)無法充分發(fā)揮。如果將其中變頻豐富的通訊功能運(yùn)用到實際生產(chǎn)之中，就可以實現(xiàn)將通訊與計算機(jī)控制系統(tǒng)的連接，將經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)一步提升，為企業(yè)未來的信息化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展提供技術(shù)上的支持。

目前，最為簡易、經(jīng)濟(jì)的供熱綜合自動化及其工程化管理模式就是計算機(jī)結(jié)合變頻器組成的管理模式。其可在普通的控制管理模式下，將常規(guī)的監(jiān)視儀表進(jìn)行保留，在變頻工程的基礎(chǔ)上，通過通訊線路將全部的變頻器與專門的工業(yè)控制計算機(jī)進(jìn)行連接，實現(xiàn)對熱網(wǎng)系統(tǒng)的集中化管理、控制，使系統(tǒng)操作更為簡單、便捷，令互鎖等邏輯保護(hù)功能可以更好地被實現(xiàn)。此外，還可以將變頻器設(shè)置為遠(yuǎn)方操作或就地操作，使實際的操作更具即時性[3]。

在上述控制管理的基礎(chǔ)上，還可以增加相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模塊和控制模塊，通過將模塊與計算機(jī)相連，實現(xiàn)對整個供熱過程的監(jiān)控管理，并將整個過程中的采集數(shù)據(jù)實時地顯示，如遇異常及時報警，完成后續(xù)的對流量進(jìn)行累計計算的工作。如果想要除去常規(guī)的表盤，需要增加計算機(jī)的冗余性，當(dāng)一臺計算機(jī)因故障而無法工作時，還可以使用其他的計算機(jī)觀察得到供熱數(shù)據(jù)，并完成對供熱系統(tǒng)的控制管理工作。

2.3 數(shù)據(jù)分析與整理

為保證供熱綜合自動化及其工程化的應(yīng)用，除了使用變頻技術(shù)外，還應(yīng)該對供熱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理，這也具備一定的現(xiàn)實意義。由上述系統(tǒng)搜集獲取的供熱數(shù)據(jù)，需要進(jìn)一步地被分析與整理，這是實現(xiàn)供熱綜合自動化及其工程化的重要環(huán)節(jié)之一。這能夠在原來的基礎(chǔ)上，再次將供熱系統(tǒng)的管理由較為粗放的定性管理轉(zhuǎn)變?yōu)楦涌茖W(xué)化、合理化的定量管理，以實現(xiàn)供熱系統(tǒng)管理不斷的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展。這種數(shù)據(jù)分析與整理工作，可以有效地解決供熱系統(tǒng)中的物化管理和供熱系統(tǒng)中對操作員工的績效評估問題，降低供熱公司整體的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

數(shù)據(jù)分析與整理在改進(jìn)生產(chǎn)過程的物化管理方面。某供熱公司通過對供熱的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理，取代部分昂貴而又難以維護(hù)的氧化鋯類傳感器，采用軟測量的方法，來獲取與運(yùn)行和環(huán)保有關(guān)的更多監(jiān)測參數(shù)。通過對運(yùn)行的控制策略、手動或自動的控制方法進(jìn)行評價，擬定大致的改進(jìn)方案，提高供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率。對于變頻器等相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行檢修提示，保證企業(yè)的生產(chǎn)更加安全可靠。此外，適當(dāng)?shù)毓收蠙z修和定期維護(hù)使整個生產(chǎn)過程更加安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，數(shù)據(jù)的分析與整理則為其提供了重要的科學(xué)理論依據(jù)。

數(shù)據(jù)分析與整理在改進(jìn)對員工的績效評估方面。某公司為促進(jìn)和推廣更加科學(xué)合理的操作方式，通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理，發(fā)現(xiàn)各個操作崗位操作員工的工作效率與工作技能情況。將供熱系統(tǒng)的實際運(yùn)行情況與員工操作相關(guān)聯(lián)，就可以由系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)對操作員工的綜合業(yè)績與能力進(jìn)行評估，使評估工作更客觀化、公平化。將評價結(jié)果與員工的實際薪酬相結(jié)合，定會最大程度地調(diào)動起員工的工作積極性，在一定程度上促進(jìn)新技術(shù)與新工藝的研發(fā)，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率，使企業(yè)的綜合管理水平有效提高。

2.4 工程化應(yīng)用途徑

2.4.1 改進(jìn)控制系統(tǒng)

在供熱綜合自動化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，需要對其設(shè)計進(jìn)一步地改進(jìn)，強(qiáng)化系統(tǒng)內(nèi)的電氣安全控制，為工廠和居民提供更加安全、穩(wěn)定、優(yōu)良的供熱服務(wù)。而供熱系統(tǒng)具備安全性與可靠性的前提，就需要相關(guān)的技術(shù)人員在供熱建設(shè)初期就做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，將控制系統(tǒng)改進(jìn)、提升[4]。

2.4.2 借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在供熱綜合自動化控制系統(tǒng)的工程化應(yīng)用上，可以借助于先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建起自動化的變電站，以滿足供熱系統(tǒng)對于電力能源的需求。例如：在黑龍江的冬季，對于供熱系統(tǒng)提出了非常高的要求，對熱能的需求量極大，這就對變電站的穩(wěn)定性提出了更大的挑戰(zhàn)。隨著時代的發(fā)展，電氣工程技術(shù)及自動化技術(shù)的應(yīng)用，一方面代替了傳統(tǒng)的人工操作，使管理控制工作更為便捷;另一方面也簡化了系統(tǒng)管理工作人員的操作步驟。供熱綜合自動化控制系統(tǒng)的工程化應(yīng)用可以實現(xiàn)對變電站全方位、二十四小時的監(jiān)控，系統(tǒng)的管理工作人員可以根據(jù)自動化監(jiān)控系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)，合理利用計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理，從中提取出有價值的信息。通過提取的信息針對性地加強(qiáng)對變電站的管理工作，能夠使站內(nèi)的事故幾率被極大的降低，保證了供熱系統(tǒng)供熱的穩(wěn)定性。

2.4.3 借助信息化技術(shù)

當(dāng)前社會已處于互聯(lián)網(wǎng)時代，借助無所不達(dá)的網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)在社會生產(chǎn)、生活中也得到了廣泛的應(yīng)用。例如：某供熱公司為實現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)調(diào)度控制的自動化，將現(xiàn)代化的信息化技術(shù)合理融入到企業(yè)之中。此外，其還引進(jìn)了大批量的高技術(shù)含量的電力設(shè)備，在硬件層面上實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動化。

3 結(jié)語

結(jié)合供熱公司實際發(fā)展的迫切需要，就更應(yīng)該加強(qiáng)對供熱系統(tǒng)的監(jiān)測、管理工作，研發(fā)更為高效的綜合自動化控制技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對技術(shù)不斷改進(jìn)，提出相應(yīng)的工程化應(yīng)用途徑;通過對企業(yè)內(nèi)部的各項技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究、改進(jìn)，以期探索出更加高效的供熱系統(tǒng)，從而為人們的日常生活提供更為優(yōu)良的供熱保障。

參考文獻(xiàn)

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