中国经济社会在不断成长中已经提高了全球影响力，并完成了国民经济和社会的整体发展，但是在此进程中却产生了污染、人才短缺等一系列问题，所以为真正实现经济社会可持续发展，所有领域都要积极促进各领域发展。城镇化步伐的日益推进，加之城市供暖系统的发展，导致中国的供暖体系建设显得更加完备，也更加具备信息化特点，而这与换热站供暖智能化管理系统的使用有密切联系。该管理系统可以降低企业人员、财力及设备的成本，同时提高供暖效益，并由此而获得了广泛应用。

1换热站供热自动化系统概述

换热站的供热控制系统如今也进行了完善，并正逐步地朝着智能化、节能的方向发展，在完成了智能化控制之后，此领域发展也往前迈进了一大步。该系统拥有多种优点，如节约能源，提高供暖水平以及降低空气污染物排放量等，具体表现为：一，该系统在设计中可以充分设计换热站，因此不管是在总体设计方面，或是结构优化方面都有比较好的表现；二，对于保证质量与效益方面，该系统在进行设计过程中实现了按照设计准则，在保证质量需求的基础上达到经济效益、对资源使用的最优化；第三，该系统还拥有多项特点，如数据管理以及热计量，或是自动控制等，其最大的特色与优点就是系统能够进行即时监测，并按照实际状况来对供暖方案、设计等做出重大改变。

2换热站供热自动化控制系统的构成

2.1控制类

PLC控制柜、电动阀、变频器。在换电站的控制系统中，起着最大脑核心作用的是PLC控制箱，这种设备是一种组合设备，其中包含有人机交互触摸屏、CPU模块、电源模块、通信模块以及I/O模块等部分，用以实现信息的传送和下达，在I/O部分中则包含有AI（模拟信息输入）模块、AO（模拟信息输出）模块、D（I数据量输入）模块、DO（数据量输出）模块。其中AI主要完成对信息的收集功能，AO主要负责对被控装置所实现的管理，DI和DO主要负责进行对现场装置的监视与管理，而CPU模块则利用功能信号线进行各种自动控制运算。在各换热站一次网供给侧起控制水流动功能的是电动阀，而电动阀的开度调整一般是根据二次网的回水温度确定的，先通过调节室外水温系统对二次网回水温度进行了选择，然后再通过环境感应器进行了现场的数值采集，与有关规范要求的采样数据进行了对比并采用了相应的方法算出阀的实际开启量，然后再进行了对电动阀阀门开度调整的控制后，阀的实际开启量就可以确定出在一次侧供给端的水流动情况，再通过板型换热器的换热方式，就可以保证了在二次侧回水温度调整所符合的实际条件。在节能人力资源的大环境中产生关键作用的是通过变频器调速系统，换热站内循环泵或者补水泵的正常工作运转都离不开变频器的控制，而PLC就可以通过实际的供求关系测算出泵的正常工作所需要的正确频率，从而控制发电机的输出频率，在节约能源和保证系统正常工作的情况下，可以控制内循环泵和补水泵的正常工作速度，从而实现了变频调速。

2.2泵类循环泵、补水泵

供热网络中用户管网系统中的专用热水输送也离不开循环泵，通过换热机组二次管网循环泵将二网回水输送到换热器进行热量交换提升温度后，再源源不断地输送到外管网系统中。二次侧在供回水网上的压力变送器现场计算压力值后，将供水压力和回水方式下压力地对压差按实际规范压力值进行了比较，并将对差上传到PLC控制器上，再进行处理，然后再通过DO系统的控制指令下达到系统变频器，变频器通过调节循环泵风机的工作频率，实现了对转速的调节。当供回水方式的电压比较差值低于给定值，变频器的给定频率减小，循环泵降低出力，因此使供回水方式的电压减小；当比较差压绝对值低于给定值，变频器指定频率增加，循环泵提高出力，因此使供回水方式的电压增加。换热过程中，难免会造成二次管网发生失水情况，同时在日常的生产工作中也会出现走水、偷水的现象，要保证供热系统的正常安全运行，就必须实时地对二次网进行补水，而由电机控制的补水泵就在这里担当了关键的作用。当二次网回水的管路上的水压感应器测量到的水压数值小于定压补水的规定要求时，由PLC控制箱的DO模块下达控制指令并控制相应继电器，实现了对二次网的补水控制；当二次网回水的电压值超过了规定要求时，将控制自补抽水泵的电源切断，从而终止了补水。

2.3传感器类

传感器一般分为德克罗蒙温度传感器、水压传感器。温度传感器俗称为温变，通常分布于一管网供气端、一网回水方式终端、二网供气端、二次管网回水方式终端及其用于在室外的各分支管等，用于进行测定环境温度的，其测量范围通常在0~150℃。通过温变实时测量温度的变化规律，并将温度数值转化为电信号，再经由AI系统输送至PLC中进行热传输处理。而水压传感器则俗称为压变，一般分布于一次管网供回水管路及二次管网供回水管路上，以及各分支管端，一般用于在现场测定用水量。通过压变实时监测水压的变化趋势，再将用水量的数据换算成电信号，经由AI系统输送至PLC完成转换管理。

3换热站自控系统功能设计与分析

3.1工艺设计要求

在换热站中，采暖用换热机组也是重要的组成部分，其构成如下：一，由二台循环水泵组成的双循环水系统；二，换热系统。在现代工业自动控制系统中，在大多数情况下均会采用典型的二级监控方式，通过此种方式就可以满足整个系统的工艺生产要求，另外，人机界面也是其中的一大亮点，其管理范围主要包括：一，上下位机监控；二，生产操作管理等。

3.2控制系统设计

在进行产品设计时，重点应该围绕着以下几个方面：一，换热站控制器。由于西门子股份公司具有很大的市场占有率，在许多系统中都有使用该公司的产品，如SIMATICS7-1200或1500，由于可程序化控制器的应用范围较广，其本身也具备着许多应用优势，如尺寸较小，但既有较高的稳定性和可靠性，在抗干扰素力方面又有提高，且即使在极恶劣条件下时，仍然能够做到不间断工作；二，人机交互操作界面。人机工作是整个控制系统的关键部分，它不但能够较好地较好地表示出信息，还能够进行系统测试、维修，以及对事故做出警示，或者进行处理，原理为：系统可以先对HMI系统的信息做出处理，随后再加以提示，人们也就能够监测到系统目前的状态了；第三，网络通信手段。网络手段的选用是必不可少，MPI手段在各种换热站中已经得到广泛应用，它能够在极大限度上达到使用要求，且不需要复杂的程式编制，更在远距离控制、无人值守领域具有良好的使用效益，是进行先进控制的重要途径。

4供热自动化控制系统在换热站中的应用

4.1控制热量

我国换热站的供热监控系统，主要是采用热网控制系统控制水温的方法。在热控制过程中若仅关注温度，会导致热控制时间拉长，而无法达到相应的热控制要求。在热控制过程中需要确定正确的热管理方法，并利用热管理系统进行现场监控和管理系统信息，同时充分考虑温度条件变化并进行热功能设定，为了精确控制二次网供热量，在换热机组一次回水管路增加电动调节阀，从而通过调整高温水流量间接控制二次供水温度，以节约供热系统热力消耗。

4.2收集、分析和传输数据的应用

供热智能化系统必须采集所有热网的温度信息，并进行分析后，再通过智能化的传输方式传输温度数据。热智能化系统中为了保持精确、稳定、安全地传输数据，在数据传输时必须采用新型的软硬件装置，例如：数字温度传感器，不仅可以更加直接地表示温度控制数值，还可以精确传递温度控制信息。由于数字温度传感器有着相当好的灵敏度，其可靠性和准确度方面的优点也很大，所以可以更加精确、可靠地进行温度数据。而通信网络系统也是温度数据中不能缺少的环节，所以为了精确、及时地传输数据，就需要有优良的通信网络系统作为保障。由于数据的及时性特点很大，所以，需要以有效的通信网络为基础，能够有效保证数据的及时性。

4.3远程控制

现阶段主要是采用现场总线和以太网等用于智能化管理的远距离系统，这方面的应用经验较多，现已具有相当完善的远距离控制技术。合理的远程管理方法不但可以使管理的灵敏度和可靠性较好，而且可以降低对电缆材料和隔离设备的要求，减少能源消耗，在换电站的管理过程中起到积极影响。

4.4分时段控制技术

分小时控制技术主要是为了结合我国热力计算和收费系统而实现的一些控制，同时也是为了达到更加智能的供热。从天气上来看，因为一天的各个时段气温差异不同，一般以凌晨1～4时为最凉天气、以午后2～4时为最暖天气，所以如果实行全天候的集中供热系统，不但很容易导致能源浪费，而且还威胁到了用户供暖的品质。所以，在供暖智能化技术中运用了分时段控制，通过对各时段控制和计算机监测体系的建立，能够提高对供热区间定位、调节气温的数据等信息的获取，从而有利于提高供热效率、节约环保性等多种技术指标的提高。

4.5自动调节技术应用

换热站的供热自动化控制系统，对于现代热网自动化建设而言也有非常积极的作用，能够提升热网的综合应用管控，从而确保热力供应更加积极合理。在对城市集中的供热系统进行调解过程中，主要包括了一次网和二次网之间的温度调节过程，而由于对一次网和二次网的运行温度调节需求有所不同，所以就在其系统中设计了自动调节技术，既可以实现对一次网的供水温度以及供热流量调节，同时也可以对热力失调问题进行更有效的解决，从而实现了供热均衡、供热精准。

5换热站供热智能化管理系统使用的效果分析

换热站供热智能化系统应用有着许多优点，在环保、经济和安全等领域产生很大价值，我们下面做了具体分析：一，环境效益。首先，智能化控制器的使用在极大程度上提升了供暖管理的准确性，通过对能源的即时监测，能够准确控制供暖水温，进而减少了能耗损失，也能够达到低碳环保的生活意识。其次，环境智能化管理系统通过采用计算机智能监控，可以对外部环境和客户的内部温度信息进行准确收集、计算处理和传递，同时利用控制器改变实际环境温度，控制水温和流量，以及利用对温度控制设定等功能的进行实现热量控制，以提高节电效果，进而达到最佳的环境效益。二，效益。第一，大幅度地减少了生产成本。供热企业智能化管理系统的使用，降低了企业人力投入和资金成本。通过智能化管理系统的使用，企业不需要人工对信息进行人工采集、处理和传递，企业通过智能化管理系统就能够很有效地有效地进行这些操作，从而大大减少了人工，不但提升了企业工作效率，还有效提高了信息的真实性。自动化管理系统中的远程控制能够降低资源生产成本，通过采用智能远程控制，可以降低了电缆资源的使用，从而很大程度地节省了人力资源，有效控制了生产成本。其次，公司效益明显提高，获得更多好处。自动控制系统的使用大大提高了工作效率，提高了供暖质量，用户满意度也大大提高，从而增加了在激烈的市场竞争中的竞争优势，赢得市场竞争主动权，为企业和社会带来巨大的经济效益。第三，安全效益。自动控制系统的使用可以监控所有换热站的加热连接。当换热站加热系统出现问题时，自动控制系统可以快速发现问题。特别是在城市集中供热系统中，手动控制技术很难准确有效地发现问题，但采用了智能化控制器的使用，就能够迅速准确地识别问题，剖析问题根源，并快速给出解决办法，从而确保了供暖系统的安全性，并产生了一定的安全价值。

6结束语

在换热站的供暖系统中，智能化控制系统起着至关重要的作用，是整个换热站供暖体系中的关键部分。现阶段，换热站的供暖市场竞争已十分激烈，要想真正实现经营效益，还需要管理系统加以完善与发展，从而极大地节约能源，减少经营成本，同时保证消费者的使用满意。而智能化管理系统在公司供暖体系中的运用，则有助于体现低碳环境意识，增强公司的实力，使公司取得更高的效益，并可以推动个人和环境的改善。

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