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供熱系統(tǒng)的自動化控制與節(jié)能耗思路構(gòu)架和實踐
摘 要：本文分析供熱系統(tǒng)熱連接形式，進而深入分析供熱系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)的構(gòu)建，達到節(jié)能減排的目標，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的優(yōu)化。
【關鍵詞】供熱系統(tǒng) 自動化控制 節(jié)能 系統(tǒng)構(gòu)架
城市集中供熱系統(tǒng)擁有復雜的管道線路，具有用戶基數(shù)龐大，分布區(qū)域廣等特點。供熱系統(tǒng)以來煤炭資源、電力資源，如何充分利用有限的資源發(fā)揮穩(wěn)定、可靠的供熱效果，達到節(jié)能減排的目標成為人們關注的話題。
1 供熱系統(tǒng)供熱連接形式分析
1.1 直接供熱系統(tǒng)
此種供熱系統(tǒng)，缺乏混合裝置，熱水直接經(jīng)由供熱管道進入系統(tǒng)熱用戶，經(jīng)過散熱系統(tǒng)之后，經(jīng)由回水管返還至供熱公司或者熱站點。此種供熱系統(tǒng)成本較低，設計簡單，存在使用缺陷。無混合裝置的直接連接系統(tǒng)只有在設計供水溫度低于相關規(guī)范中散熱器供暖系統(tǒng)的最高熱媒溫度時才能使用。此種供熱系統(tǒng)受到供回水管的自用壓差限制，使用范圍通常限于低溫熱水供熱系統(tǒng)。
1.2 混水供熱
混水供熱系統(tǒng)包括一次網(wǎng)與二次網(wǎng)。一次網(wǎng)向二次網(wǎng)連續(xù)輸入定量的水，與二次網(wǎng)回水相混合，滿足供熱溫度要求。同時二次網(wǎng)也會向一次網(wǎng)輸送等量的水，維持回水網(wǎng)絡的水壓穩(wěn)定。根據(jù)混合特點，混水供熱可以分為二次網(wǎng)回水混水，供水回水以及旁通管混水。
1.3 間接連接供熱
間接連接供熱系統(tǒng)也包含一次網(wǎng)與二次網(wǎng)。連接方式較為單一，一級供水網(wǎng)與二級供水網(wǎng)相連，一級回水網(wǎng)與二級回水網(wǎng)相連接。工作方式為：供熱系統(tǒng)供水管中的熱水進入用戶供熱系統(tǒng)中，會先進入建筑物引入口或者熱力站表面式水換熱器中，借助換熱器實現(xiàn)熱能傳遞，散熱后的回水經(jīng)返回到供熱系統(tǒng)回水管中。此種供熱系統(tǒng)中必須包含循環(huán)水泵，才能實現(xiàn)循環(huán)流動，具有較高的建設成本，其后期維護費用高。
2 基于變頻技術(shù)的供熱節(jié)能系統(tǒng)分析
2.1 硬件選型
硬件是控制系統(tǒng)與供熱系統(tǒng)的基礎與關鍵環(huán)節(jié)。選擇正確的鍋爐系統(tǒng)，利于提高整個供熱系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。鍋爐控制系統(tǒng)的核心為控制器。通常情況下，我們選擇PLC系統(tǒng)，并與上位機進行信息通信，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)監(jiān)控。鍋爐系統(tǒng)包含多個控制回路，以及其現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，我們需要采用大型的、具有較高穩(wěn)定性的、正規(guī)品牌的PLC是實現(xiàn)供熱系統(tǒng)變頻調(diào)控。例如某品牌的S7-300系列PLC則具有較大儲存空間、處理速度較快等優(yōu)點。為實現(xiàn)變頻作用，供熱系統(tǒng)中的所有設備均需要運用變頻調(diào)速，降低設備電啟動時對電網(wǎng)的沖擊力，降低設備維護費用，利于實現(xiàn)節(jié)能耗的低碳目標。
2.2 系統(tǒng)軟件平臺
基于變頻控制的供熱系統(tǒng)軟件需要運用硬件組態(tài)的工具軟件與下位機S7-300PLC，通過系統(tǒng)軟件實現(xiàn)供熱系統(tǒng)下位機網(wǎng)絡組態(tài)等工作�？蛇x用工具軟件Step7 v5.4，該軟件包具有一系列的綜合應用功能，其中包含通信組態(tài)、硬件診斷、軟件組態(tài)等。供熱系統(tǒng)管理人員可以結(jié)合工作需求對系統(tǒng)配置與程序進行重新編寫活調(diào)試。其中S7-300PLC主要有三種編程語言：語句表、梯形圖與功能塊圖。使用者也可以選擇其他編程語言。
2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)
系統(tǒng)運用下位機與上位機相結(jié)合的經(jīng)典PLC控制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對供熱系統(tǒng)的全面監(jiān)控與調(diào)度。結(jié)合供熱現(xiàn)場設備的分布情況，將每一個鍋爐度設置成為一個主站，將每一個變頻器設為一個從站，所有主站與從站都應該與PLC系統(tǒng)相連接。供熱系統(tǒng)參數(shù)設置與全部的操作活動均可通過上位機的界面操作完成。S3-700則通過MPI總線，與上位機進行數(shù)據(jù)信息交流，例如指令信息傳輸?shù)�。在企業(yè)局局域網(wǎng)范圍內(nèi)，增加多臺客戶機于上位機系統(tǒng)中，實現(xiàn)管理人員的遠程操作與監(jiān)控。
3 基于分散控制的供熱節(jié)能系統(tǒng)分析
分散控制系統(tǒng)是全自動化計算機控制控制，涉及到諸多信息技術(shù)，近年來已經(jīng)被廣泛使用。具有減少工作量、較高的可靠性等優(yōu)點。
3.1 軟硬件控制
運用分散控制系統(tǒng)，利于工作人員及時掌握了解供熱系統(tǒng)的運行狀態(tài)，從而利于工作人員進行綜合控制管理。DCS軟硬件系統(tǒng)需要經(jīng)過計算機、通訊、顯示與控制。供熱系統(tǒng)需要添加紅外設備與測溫裝置，實習供熱系統(tǒng)的檢測與控制，確保供熱設備能夠根據(jù)操作員的指令進行工作。測溫裝置則利于供熱系統(tǒng)設備溫度實時調(diào)節(jié)與控制。監(jiān)控管理系統(tǒng)及時根據(jù)水溫實際情況，進行適宜的溫度調(diào)節(jié)，確保供熱正常，以及保證良好的燃燒效果，降低額外的熱損耗。
3.2 集中控制
集中控制是供熱系統(tǒng)自動化控制的基礎之一，其發(fā)揮作用主要依賴供熱系統(tǒng)中央控制室的正常運行。我們可以將“集中控制”認為是一種實現(xiàn)相對集中控制的裝置結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)自動化控制，需要對原有的供熱系統(tǒng)進行進一步的科學改進，調(diào)整上位控制管理系統(tǒng)，保證自動化系統(tǒng)發(fā)揮自身價值，順利運行創(chuàng)造經(jīng)濟效益與節(jié)能效益。同時需要不斷強化供熱系統(tǒng)的控制承載功能，并進行換熱控制。熱力站是供熱系統(tǒng)的源頭與終點，其需與供熱系統(tǒng)負荷相匹，優(yōu)化系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)。
3.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)
DCS控制系統(tǒng)包括一個工程師站與兩個操作員站，其中鍋爐房公共部分等重點檢測點均需放置手操器與后備儀表。確保供熱系統(tǒng)處于檢測或者試運行過程中，鍋爐仍然保持正常運行狀態(tài)。為了提高DCS控制系統(tǒng)的可靠性，操作員站與工程師站均需要使用性能較為穩(wěn)定可靠的工業(yè)PC機�？梢赃\用冗余設計，避免任一工作站點出現(xiàn)問題時，都不會對整個供熱系統(tǒng)正常運行產(chǎn)生消極影響。實現(xiàn)計算機之間的獨立運行，又可以保證供熱系統(tǒng)的供熱溫度達標，且具有較好的系統(tǒng)兼容性。
4 總結(jié)
自動化控制，實現(xiàn)節(jié)能減排是供熱系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。進行自動化智能控制可以提高供熱系統(tǒng)的供熱能力，減少不必要的熱能損耗，節(jié)約供熱成本。多數(shù)節(jié)能方式都需要高資本的支持。加大對供熱系統(tǒng)自動化控制的改進工作，利于降低日后供熱系統(tǒng)人力與物力的投入。本文僅提出兩種自動化控制系統(tǒng)改進與實踐，這些不能滿足實際情況，需要進行更多方面的改進。以實現(xiàn)節(jié)能減排，系統(tǒng)智能控制為設計目標，不斷研究設計出更加穩(wěn)定可靠的自動化控制系統(tǒng)，適應社會發(fā)展趨勢。
參考文獻
[1]陸中宏.供熱系統(tǒng)的自動化控制與節(jié)能降耗[J].制造業(yè)自動化，2011(06).
[2]李學，朱寧魯，夏豪慧.城市供熱自動化節(jié)能減排控制技術(shù)及其應用[J].中國儀器儀表，2010(11).
[3]曲來振.基于變頻技術(shù)的供熱節(jié)能系統(tǒng)的研究與設計[D].大連海事大學，2014.
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