摘要：热网监控系统在各城市集中供热项目中得到了实施，可直接对换热站进行远程控制，大幅度的减少了运行人员的数量和劳动强度，实现了节能降耗、降低运营成本、提高信息化水平等预期目的，实现了热网安全、经济的运行，达到了很好的效果。
关键词：集中供热；热网监控；调节控制技术
1供暖原理
各用户建筑的散热系数差异，居民对供暖时段的要求不同，要提高供热质量，不但考虑区域内热源可提供的热量及热量提供动态特性，热力管网的动态响应特性和热力网络滞后特性，还应分析小区建筑特点及散热系数，小区的居住特点，在时间段内的可能的温度波动曲线，根据历史记录倒推出某一时间内的供热策略或算法。包括基本平衡状态的供热量，满足供热指标下的供热网络允许的波动量，热量供应按时间、依据外界温度波动、居民特点的分解指标与控制。
1.1采暖热用户的建筑保温性
近年新建小区建筑基本具备保温材料等，相同面积下的相同热量供给，相对于老式建筑，新建筑的室内温度明显高，在供暖时新建小区保温效果更好。室外温度变化时，室内温度的改变是一过渡过程。
室内传热热平衡表达式为：Q1=Q2+Q3
式中Q1——采暖热供量，散热器向室内散出的热量（J）；
Q2——采暖热负荷，室内向室外的散热量（J）；
Q3——采建筑物蓄热量（J）。
当Q1>Q2时，Q3为正；
当Q1<Q2时，Q3为负；
当Q1=Q2时，Q3为0
1.2供暖对象的需暖特点不同
房屋居住者的特点不同，决定了供热策略各异。例如，商场、写字楼白天与夜间需热量差别较大，医院、敬老院等昼夜供暖相同，大专院校的教室和宿舍的供暖时间基本相反。
以雁东公司所供用户为例，供暖区域建筑的建造时间跨度从上世纪的70年代一直到当前，横跨四十年左右，上世纪80年代以前的房子大多没有保温层，热负荷在55－60W/平方米，铁路新村、正合置业等老建筑；2000年后的房屋大多有保温层，工艺人员给出的散热系数约为热负荷在30-40W/平方米，例如构件厂，五建亚苑。因此同样的供暖面积要达到规定的供暖标准的热负荷不同，如果仅按照供暖面积分配流量基础上的质调节方式，已经证明用户不满意供暖效果。另外需考虑的问题是居民的需求供暖时段特点，如一般居民用热，医院等需全天保证供暖，而政府机关、中小学校只要求白天供暖效果好。
2热网监控系统的结构及功能
热网监控系统的架构如图1所示：
图1 热网监控系统结构图
由上图可以看出，热网监控系统由换热站监控系统、通讯网络、监控中心和远程用户组成，各部分的构成与功能如下所述。
2.1换热站监控系统
换热站监控系统由PLC系统、现场仪表及执行机构组成。现场仪表主要包括供/回水压力变送器、液位变送器、远传流量计、热电阻以及远传热量表等。执行机构主要包括循环水泵与补水泵的变频器以及一次网电动调节阀。换热站监控系统主要具有监测、控制、通讯、报警与保护、图像显示等基本功能。
2.1.1监测功能
监测一次、二次侧供/回水温度和压力，二次侧瞬时及累计流量、热量，补水瞬时及累计流量，室外温度，循环水泵的运行状态，补水泵的运行状态，补水箱水位，电动调节阀的状态，变频器工作状态。
2.1.2控制功能
①采暖系统温度控制，可分别按照下列四种控制模式转换：
自动：按照所设定的时间表，在相应的时间段和低温时间段内自动切换。
恒定舒适：按照所设定的舒适温度运行，与时间段无关。
恒定低温：按照所设定的低温状况运行，与时间段无关。
待机状态：仅保持采暖供水温度为防霜冻的温度，一般设为10℃。
②自动气候补偿控制
可根据室外温度传感器的输入，按照内置的气候补偿供热曲线调整换热站的工作状态，还可实现供热曲线的人工修改，即人工给定室外温度与对应的采暖供水温度值，自动形成供热曲线并按其自动运行。
③对水泵的控制
在自动状态下，可以根据二次供回水压差变频控制循环泵。
远传控制状态：为中控室上位机对循环泵的直接控制，控制器接受下传的设定值控制循环泵。
在自动状态下，可以根据设定的压力值变频控制补水泵。实现恒压补水，并根据补水箱水位辅助控制补水泵，当液位到达低点时，停止补水泵运转。
远传控制状态：为中控室上位机对补水泵的直接控制，控制器接受下传的设定值控制补水泵。变频控制：根据二次网出水温度或者二次网供回水压差调节循环水泵变频器的输出频率以满足节能与工艺的要求。
2.2通讯网络
通讯网络是整个热网控制系统联络的枢纽，各个换热站、热源、管道监控节点和泵站通过通讯系统形成一个统一的整体。为了实现运行数据的集中监测、控制、调度，必须建立连接所有监控点的通讯网络。通讯网络主要由通讯模块（用于换热站监控系统和控制中心通讯）和通讯介质（光纤、无线电波、电缆等）组成。随着通讯技术的飞速发展，各种通讯技术已经越来越成熟。现在主流的通讯方式有ADSL宽带、GPRS移动通讯以及专用光纤等。
2.3监控中心
2.3.1监控中心构成
监控中心硬件系统包括1台服务器、1台工程师站、2台操作员站、打印机和交换机等设备，采用软件实现系统中所有换热站的数据显示、视频显示、报表、报警、曲线、打印等热网监控功能。
2.3.2监控中心功能
热网监控中心主要完成对各站的数据采集和分析处理功能，并对各换热站做出控制指导，保证整个系统安全、稳定、高效运行。
①数据采集和控制
热网监控中心通过通讯网络对各换热站的运行数据和运行状态进行远程采集，保证采集的数据与远程终端站的数据保持一致，实时更新数据库，每隔5分钟（可设定）将运行数据存入历史数据库。当系统在线运行时，能够对系统所有的部分进行组态而不影响其他通道的数据采集和控制。
a.数据采集
系统支持周期性扫描和异常报告两种数据采集方式，并保持数据完整性。任何有疑问的数据都将在操作员处醒目的显示。监控中心能采集到所有换热站控制系统采集的参数。
b.设备控制
从操作员站发送到控制设备的指令采用先写后读的方式以保证指令的完整性。如果发送指令后读到的确认信号显示控制动作失败，操作员能接收到一个控制失效报警。操作员能够对换热站机组进行设备控制，控制方式为在监控中心修改所需要的参数，并远程下载到换热站的PLC。设备的控制由就地的PLC完成。具有最高权限的操作员还可在监控中心进行修改或设定在就地控制器上所能设定或修改的所有参数，并具有所有控制回路的专用监控画面。
②操作员及工程师站
操作员站是运行人员与监控系统的人机界面。操作人员可通过操作员站对整个系统进行监视与控制，远程设定各换热站的工作参数。工程师站除具备操作员站的功能外还具有软件组态的功能。系统提供用于操作数据和非正常情况下有效通讯的操作员界面。重要的区域，如报警图标一直显示。操作员能监视到以下画面：外网系统供热区域各站点分布画面显示、各换热站流程图画面显示、监测通讯通道画面、水压图显示、实时和历史报警画面、实时和历史趋势画面、实时和历史报表画面。
2.4远程用户
通过授权的远程用户可以通过Internet对监控中心的实时数据、图像进行浏览，出于安全考虑，一般并不针对远程用户开启控制功能。
结束语
本文详细论述了集中供热的原理。提出了监控系统应由监控系统、通讯网络、监控中心和远程用户部分组成并对每部分的监测、控制、通讯、报警与保护、图像等功能进行了详细的描述，希望对相关工作人员有所帮助。
参考文献：
[1]王丽艳，张玉中.SCADA系统在集中供热项目中的应用[J].区域供热，2017（03）：90-94.
[2]何乐，李琳.IDH智能热网系统在供热系统上的应用分析[J].区域供热，2017（02）：76-79+89.
论文作者:邵静
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：操作员论文; 通讯论文; 监控系统论文; 水泵论文; 温度论文; 换热站论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第22期论文;