自控技术在城市集中供热中的应用

于洋　闫晓冬

摘要：该文主要介绍了计算机自动控制技术在烟台市福山区集中供热中的应用特点及所取得的节能效果，提出了计算机控制系统在福山热力集团公司供热工程应用中的特点、基本功能、调节策略及其实例应用，指出通过采用自动控制系统实现了热网安全稳定运行，使城市集中供热自控系统更趋于稳定和完善。

关键词：热网监控系统；视频监控；自控技术

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）26-6249-04

随着城市建设规模扩大、住宅小区数量增多，集中供热已发展成为目前主要的供热手段，较以往分散式供热可节约能源、提高能源利用率，易于实现科学管理，提高供热质量。集中供热是城市现代化的一个重要标志，也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。

目前我国集中供热尚处于发展中阶段，能源利用率有很大的提升空间，随着自控技术与计算机应用的普及，在供热系统中应用自控技术来提高供暖质量及能效已成为当前发展的主要趋势。

1 系统概述

我公司采用区域锅炉房供热，目前供暖面积达150万㎡，供热站46个，供汽站1个。供热管网遍布福山城区，随着城市规模的不断扩大，管网的覆盖面也不断扩大，水力平衡调试、换热站管理、供暖质量分析等方面工作量非常大。传统供暖模式需要站内有人值守，调节供暖参数，工作量比较大，且费用成本较高。

我公司采用北京硕人时代科技有限公司的热网监控系统（图1）。STEC2000控制器来监控站内数据，上位机使用HOMS5.0热网监控软件，能够实时采集所有换热站的技术数据，包括压力、温度、流量、热量及水泵状态等，通过网通ADSL宽带网络将数据传输到调度中心。调度中心可对整个热网的各项参数进行分析、考核及管理，结合水、电进行数据对比，随时了解整个热网的能耗情况，便于掌握热网的运行状态，进行效益分析，进而更加合理地指导运行工作，提高热网运行调度水平，提升供暖质量。2 控制策略

系统控制为STEC2000PAC现场控制器，配备AI 、AO、DO、DI及通讯卡，集合现场温度变送器、压力变送器、流量计、变频器、电动阀等仪表、仪器来实现数据采集，各种参数的输入、输出和控制操作，一些复杂的控制命令可通过现场对STEC2000控制器进行编程来实现，变频器和电动阀的动作命令也可由此发出。调度中心配备2台服务器，1台数据库服务器，1台通讯服务器，2台服务器可互为备用，使用HOMS5.0热网监控管理软件，服务器通过通讯网络从现场控制器中采集运行参数，使数据库内数据不断更新，确保管理人员监测到实时数据，一些控制命令也可以通过HOMS5.0向现场控制器发出。HOMS5.0还兼备了很多数据分析功能，比如各种历史数据查询、各种数据曲线查看、站内数据及通讯情况报警等功能，可方便运行人员进行管理。另外HOMS5.0可轻松地通过Internet或局域网访问，只需在IE浏览器输入IP地址，输入相应操作权限的登陆用户名和密码，便可进行数据浏览和控制指令的发送。通讯方面采用10M光纤接入，换热站动态IP的ADSL网通宽带接入，站内通过路由modem拨号获得外网IP地址，通过现场控制器将modem的公网IP上报至调度中心服务器上，通过HOMS5.0设置数据采集时间周期，一般为30秒。

3.3 参数报警

HOMS5.0具有强大的参数报警功能，可设置所有参数的报警值，并进行声音提示报警。报警值可设置成高高、高、低、低低四个等级，如可设置一级网流量参数报警，当系统流量发生较大变化时，通过报警可快速知道参数变化情况，从而采取措施，避免事故发生。报警参数设置界面（图7）。

3.4 实现换热站视频监控

我公司换热站遍布福山区各个小区，面积广、数量多，通过视频监控系统可在控制室内了解到各站内的情况。视频系统应用海康卫视的设备技术，通过ADSL宽带线路将现场情况传到视频服务器上，可根据服务器硬盘容量来设置保存时间，保存的视频数据可随时调出观看，现场配备红外感应报警器，当站内进入人员时即向调度室进行报警，通过监控系统可直接查看到站内情况，从而保证站内设备安全，也可及时有效地掌握站内情况。结合热网监控系统的数据采集及控制功能，可实现分配站无人值守。

4 节能分析

目前我公司有47个换热站，通过应用自控系统、视频系统，均实现了无人值守，节省了大量人力、物力，杜绝人工值守疏忽导致的各种安全隐患，同时也提高了工作效率。

通过热网监控系统，可灵活调节、调度管网水力平衡，做到有据可依、有据可查，结合室温采集参数，可在大范围上免除供热过剩和末端温度不达标准的弊端，结合混水供暖方式使系统在不增加设备的情况下扩大8%以上的供暖面积。

5 总结

随着自控技术智能化程度不断提高，此套设备还存在很大的应用提升空间，目前只使用了部分功能，在节能方面还有很大的潜力。结合热网换热站混水供暖方式，在混水管加上电动调节阀，可设置恒定的二级网供暖温度，也可根据室外温度设定修正曲线来自动调节，总之应用自动控制技术发展集中供热已成为当下节能技术的主要手段之一。

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