摘要：本文主要介绍了供暖节能系统的工作原理，并以某小区的供暖节能系统设计为例进行分析。
关键词：智能控制 供暖节能系统 设计
0引言
目前国内的供暖系统智能控制技术是以先进的数码微处理技术为基础研发的，主要是为解决低温连续供热的问题，燃煤、燃气、燃油和电加热是它的专门热源，里面含有热动力动态优化软件，可以根据环境温度和负荷条件的改变而发生相应的改变，为用户提供了动态的优化的运行模式。
1供暖节能系统的工作原理
本系统的核心是暖气节能控制器，它通过传感器采集温度、压力数据，一并传给控制器分析。在热负荷确定的条件下，热负荷Q（热量）与供回水温度差（t1－t2）成反比；温差越小所需的流量G就越大，反之，温差越大所需的流量G就越小。
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G — 设计流量，t/h；Q — 计算热负荷，kW；c — 水的比热容，kJ/kg•℃；（一般取4.1868）；t1 — 供水温度，℃；t2 — 回水温度，℃。
同时控制器通过以太网把信息传输到控制中心主机上，管理员如果检测到数据异常及时进行报警，并打印输出数据，根据数据分析问题的所在。
计算机集中监控和集中管理的运用可以说是很有必要的，我们根据不同供暖面积、不同供暖系统的情况，需要24小时全天候采集室外不断变化的温度、需要采集供暖系统初端、中端和末端的用户家里的温度（此温度变化幅度不大）采集锅炉供、回水的温度，在不断变化的温度曲线中寻找中性点，使系统输出合理的热能。此外，还可以增加变频器，它可以解决以往系统外网流量无法人为控制的理念，计算机的485数字信号直接与变频器通讯端口连接，可以通过计算机进行确认、改变、限制、存储系统参数以及打印所有数据。系统改造完以后，计算机会对每一天的供暖情况，燃烧机的起停时间，锅炉所有的水温、压力，累计存储，随时可以调出供暖期间每一天的数据。
另外，系统报警功能强大，以集中―分支―集中的理念。首先，集中搜寻错误数据，然后分支进行诊断，最后再集中所有分支诊断的结果进行输出报警。
2案例分析
下文以小区供暖节能系统设计为例，对智能控制居民供暖节能监控系统的分析。
2.1小区概况
锅炉房内共装配有2台4T燃气蒸汽锅炉，1台10T燃气蒸汽锅炉。小区共6.23万余平方米的建筑面积，其主要供暖方式是直接供暖：小区分为南北区，南区为办公区，北区为商业区和居民区。南边两个区采用了共同的供暖回路，北边三个区采用了两个供暖回路，分别供给商场和居民。
2.2系统方案设计
2.2.1工程对象
（1）控制对象：2台4T燃气蒸汽锅炉，1台10T燃气蒸汽锅炉；
（2）连接方式总线方式：RS-232/RS-485总线方式
（3）控制系统特点：具有面向蒸汽锅炉控制优选程序算法的专家组群控系统；具有多重故障保护及安全连锁功能的群控系统；具有MS接口及远程接口的群控系统。
2.2.2系统总体设计思路
系统主要由3部分组成：
（1）上位机监控管理系统
上位机监控管理系统由工业控制计算机和组态软件组成，采用了研华工控机IPC6100，Acer17寸彩色显示器，1280*1024高分辨率，256M内存，60G硬盘，52倍速光驱，标准键盘及鼠标，3.5英寸软驱，128M优盘；
（2）下位机控制系统
下位机控制系统由锅炉控制器软件及外围部件组成的。用杭州家和公司锅炉控制专用模块PLM作为信息处理和中央控制单元，同时嵌入Homewell公司设计的专用控制软件，具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶劣的工业现场中，故障率低；
（3）外围设备系统
由锅炉本体及燃烧器和各种阀门、泵等组成。包括锅炉、温度数显表、摄像头、压力传感器和温度传感器。
整个锅炉控制系统是根据燃气蒸汽锅炉操作规程及控制要求设计的，具有对燃气蒸汽锅炉进行全自动控制及故障保护等功能。主要控制对象为燃烧器、水位、烟道温度等。上位机系统采用研华工控机作为数据处理和控制核心，以宏基17寸彩色液晶屏作为监视平台，同时预留了标准的通讯接口，可与中央机房连网实现远程监控。下位机控制模块采用杭州家和公司锅炉控制专用模块作为信息处理和中央控制单元，同时嵌入Homewell公司设计的专用控制软件，具有输入输出光电隔离、停电保护、自诊断等功能，所以抗干扰能力强，能置于环境恶劣的工业现场中，故障率低。该系统实现了蒸汽锅炉的手自动控制、工况监控、历史数据记录、实时趋势等一般的图文显示及监控要求，具备了丰富的故障检测、故障报警、故障处理等功能，最大限度的保证了锅炉的安全可靠运行。
上位机控制系统采用主从式控制方式，总控制室配置由一台微型计算机和实时监控软件组成的上位机监控管理系统。锅炉房安装多台由单片机控制的下位机，各下位机之间属于同级关系，它们之间不能通讯，上下位机之间通过接口进行通讯，通过“点对点”链路连接到中心监测站，采用集中式访问控制策略，所有通信均由中心监测站服务器控制，中心监测站服务器负责建立和维护许多条并行的数据通信线路，承担系统的主要功能，各个本地监测站只负责数据采集和上传。
上位机的软件系统是整个控制系统的核心单元，它为用户提供了从传送数据到采集数据、数据处理、数据查询等一套完整的方案和操作工具，基于这种思想，在本监控系统设计时尽量采用模块化、通用化的设计，以求能灵活地更新升级，并逐步应用于其它监控管理场合。
在用户化方面，尽量采用各种对话框和菜单及各种提示，以实现良好的人机界面，提高工作效率，以降低对使用人员的专业知识要求。在安全化方面，控制系统设计应当有良好的保护措施，以免发生意外故障而造成的数据丢失，而且要有一定的保护程序以确认数据更改的准确性。
2.3系统要求
在当今世界网络技术日益发展、日益流行的情况下，监控系统也正向体系结构的开放性与系统实现的网络化方向发展，其应具备的特征如下：（1）标准化。与国际上有关的程序设计、通信、网络管理、界面表示、系统接口等标准兼容，开放系统互联的任何站点都是平等；（2）实时性。保证数据从下位机采集模块及时传输到监控中心；（3）扩充性。保证原有数据的导入及工作中新增功能；（4）操作性。界面简洁，美观，直观易操作，富于人性化。
2.4安全性需求
防止非授权用户登录所有用户登录时都进行口令认证，严格限制非授权用户登录管理；防止非法数据入侵所有目录屏蔽能较好的保证系统的数据安全，性能稳定。
2.5数据保存需求
实时数据库数据应制定相应的备份策略，定期进行数据库的备份转储，以保证数据的安全性。
2.6系统功能分析
锅炉监控系统是在锅炉房内监控中心的控制台实现对各泵站设备的监测、控制功能，实现监视锅炉运行状态和运行参数、接收故障报警信息、通过智能终端设备下达控制信号（现场手动优先），并具有报警功能、操作权限管理功能、报表统计和打印功能等。在设计过程中，系统可以实现的功能可以概括为以下几个方面：
（1）运行方式 自行运行和手动操作相结合，实现对泵站地自动监测和控制。
（2）用户界面 系统提供友好界面和方便易用的控制、在线帮助。
（3）实时监控 动态监测作业流程，动态显示流程画面，自动监测设备的开关、温度、压力、速度等相关参数。
（4）报警功能 系统有自动报警的功能，并能记录故障时间、原因等信息。
（5）打印输出 系统能定时或实时打印故障信息、系统运行信息、操作员等信息。
（6）保存数据 系统具有自动保存数据和其它应用程序交换数据的功能。
3结束语
总之，在进行供暖系统设计时，要做到节约能源，建设能源节约型、环境友好型社会。在供暖系统设计中加上智能控制技术，对锅炉等设施实施监控，做到实时监督，保证供暖的需求，给人们带来温暖、舒适的生活环境。
参考文献：
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[3]马玉国、刘风忠、陈树森，小区燃气锅炉房供暖系统的节能改造[J].煤气与热力，2004，24（24）：469-471.
论文作者:赵曜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：系统论文; 数据论文; 锅炉论文; 温度论文; 节能论文; 功能论文; 上位论文; 《基层建设》2018年第29期论文;