摘要：文章介绍集中供热的重要性和国内外的发展及研究现状，阐述换热站和集中供热系统的组成和功能，分析智能控制系统和供热监控系统的设计，研究智能控制系统中对温度控制和供水与回水压力差控制的技术。
关键词：智能控制系统；集中供热系统；关键控制技术
1引言
随着我国城镇化进程的不断加快，人们对生活环境的关注越来越多，其中采用集中供热的方式在冬季对城市进行集中供热是目前提高城市居民生活质量的措施之一，也是我国近年来倡导的节能环保的重点工程之一。所谓集中供热就是将集中热源中所产生的蒸汽、热水通过管网供给一个城市或地区进行生产和生活所需的热量供应，是一个城市经济和社会发展的重要基础设施。目前集中供热的主要方式是热电联产的方式，采用热电厂发电的余热来对热用户进行供热，相对于锅炉单独供热的方式具有较高的能量利用率，并有利于减少大气污染物的排放，还有利于减少锅炉数量，节省城市空间，改善城市环境。虽然近年来我国的集中供热产业发展较快，但是相对于国外先进技术，我国的集中供热设施和技术还较为落后，存在室内温度冷热程度不均匀、能量消耗和损失过大、能量利用率和供热效率较低等问题，需要对其智能控制技术进行研究，来调节热力站工人温度，降低能耗、提高经济效益。
2集中供热的发展现状
集中供热是随着城市的快速发展而兴起于19世纪末期的美国，并随着二战后经济的复苏而迅速发展，且以丹麦、芬兰、韩国、俄罗斯等国家为代表的集中供热技术占据重要的地位，而且其集中供热系统在向节约能源和减少污染的方向发展。我国的集中供热起步较晚，且前期发展较为缓慢，在上世纪80年代以后采开始在国外先进集中供热技术的基础上研发适合我国发展的热电联产生产、区域联合工人、区域供热锅炉房供热以及其他先进的集中供热技术，而且供热管网的覆盖范围也不断扩大，我国的中南部城市也开始学习北方地区的集中供热方式，管理和运营方式也在向国外先进模式靠拢，逐步向集中供热的市场化管理方向发展，并在大型城市中出现多热源联合供热、复杂的循环管网、供热管网自动化等多元化的集中供热管理方式，以提高资源的利用效率、提高供热质量、适应市场发展和供热计费的需求。
3集中供热系统的组成和控制方案
3.1换热站的组成
换热站是集中供热系统中将供热网和热用户进行连接的场所，对供热质量的提高和热网工况的改善具有重要的作用。其重要作用一是对集中供热系统运行中的各项参数进行实时监测，确保系统的各项参数处于合理的范围之内，以确保其处于最佳的运行状态；二是根据环境温度对二次侧的供水温度进行调节，以此来保证热用户的室内温度控制在一个稳定的温度范围之内，提高供热质量，提高热用户的生产和生活环境。其中调节的方式是通过PLC来控制变频器对电机的转速进行调节，以此来对循环泵或补水泵的输出进行调节，控制系统的各项参数满足管网压力和供暖负荷的要求。
3.2集中供热系统的组成和功能
集中供热系统主要由热源、热力网和热用户三大部分组成，通常热源采用的是热电厂的余热，通过热力网将热能输送至热用户中。其控制系统主要有硬件系统和软件系统两大部分组成，硬件则主要包括PLC、变频器、触摸屏组件、换热器、电磁调节阀、循环泵、补水泵等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆控制系统可以实现的功能主要有：PLC的作用是对压力、温度、流量等模拟量参数进行采集和处理；换热站中的触摸显示屏上显示各项参数的数值，并可以设置自动控制设备处于自动运行状态，对系统运行中的故障进行自动诊断和控制；根据供热对象的特性和当地的气候条件得出环境温度与供水温度的曲线关系；通过压力传感器、PLC和变频器来实现对供水压力的自动控制；为确保系统故障时的回水压力保持在稳定的状态下，可以采用自动和手动控制相结合的方式，并在故障是自动切换为手动进行操作和控制。
3.3智能控制系统和监控系统的设计
智能控制系统不仅具有较强的干扰能力和适应性，而且建立简单的语言边梁控制规则，规则就是知识库，其生成的主要方法有专家经验法、过程性模糊模型、观察法和自由组织法，在实际应用中需要综合利用这四种方法，实现建立良好的控制规则的目的。集中供热监控中上级为将控制中心，下级为热力站，二者通过无线网络进行连接来实现协同工作。其监控系统需要对热网运行过程中的数据进行采集和分析，并通过显示屏将其运行状态进行显示，并对一次网和二次网的供回水压力、温度和流量进行控制，还可以监控热网工作的设备，并能生成管理报表。
4智能控制系统关键控制技术分析
4.1温度控制
正如前文所述，智能控制系统的主要功能就是对集中供热系统的运行参数进行实时监测和控制，以此来确保供热质量和供热效果保持在平衡的状态，消除扔的水平失调和各换人站的相互耦合作用，达到供热管网的水力和热力工况全自动调节的目的，而且在集中供热系统运行中出现故障时，控制系统能对故障点、故障类型和原因进行诊断，并及时报告和进行处理，提高系统运行的安全性和稳定性。由于目前换人站的电气控制系统多采用小流量、大温差的方式，对供水回路的温度、流量、压力等进行测量、采集、信息传递和控制，在确保一二次供水回路的上述参数进行监测和控制的同时，对泵的实际输出功率和各项参数进行控制，实现对气候的补偿和按需供热等节能控制。
4.2供水与回水压力差控制
对于供水与回水压力差的控制，是通过换热站的一台循环泵来控制的，其安装在换热站系统的二次侧，主要作用是维持系统压差恒定来控制供回水压力差，主要原理是通过变频、变流量的供热方式来降低热网的输送成本，实现对二次侧回水压差的控制和对温度的调节。其调节的主要方式是通过PLC下达的指令对变频器进行调节，来实现对循环泵电机转速的控制，其调节的依据则是通过环境温度传感器采集到的环境温度等信息，通过以上控制可以改变循环泵的输出流量，使得电机在符合变化的过程中处于性能最佳状态，因而实现节能降耗的目的。不仅如此，还可以提高功率因数，降低电机的无功功耗，而且可以提高供热质量和供热效率，控制过程也更加人性化且更加精确。
5结语
目前我国的集中供热系统中存在不均衡和不合理的现象，改善此问题的关键则是对集中供热系统的智能控制系统进行设计改造，通过在换热站中采用PLC和监控系统的控制方案，对其硬件组成和功能的介绍和设计，使换热站的管理和控制方式更加科学，降低人工劳动强度，提高换热站的现代化管理水平，提高集中供热的效率，确保供热工作的安全、稳定和高效运行。
参考文献：
[1] 曹沛庆.热网智能管控系统在集中供热中的应用[J].华电技术，2015，37（3）：3-6.
[2] 郭宏伟.城市集中供热网智能协调控制系统[J].工业b，2015（29）：147-147.
论文作者:赵畅
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/21
标签：集中供热论文; 控制系统论文; 系统论文; 回水论文; 方式论文; 智能论文; 压力论文; 《基层建设》2018年第1期论文;