孫東威

摘要：在微電子技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展下，PLC控制技術(shù)水平不斷提高，適用范圍更加廣泛。在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用下，有效改變了傳統(tǒng)的粗放式工業(yè)生產(chǎn)模式，通過(guò)采取一定的編程算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，根據(jù)實(shí)際需要改變輸出，減少不必要的能耗，獲得了顯著成果?；诖耍疚膶?duì)自動(dòng)化控制在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制;供熱系統(tǒng);應(yīng)用

引言

集中供熱在我國(guó)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)十年的發(fā)展，并且在城市中形成了較大的規(guī)模，尤其是我國(guó)北方，多數(shù)的城市都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了集中供熱的普及，集中供熱與城市的工業(yè)生產(chǎn)一樣已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，為我?guó)城市化的建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是隨著供熱系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)展，供熱面積的逐步增加，傳統(tǒng)模式下針對(duì)供熱管網(wǎng)開(kāi)展的人工檢測(cè)、調(diào)控、維護(hù)保養(yǎng)等模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代供熱的實(shí)際需求。

1自動(dòng)化控制技術(shù)在供熱系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用基礎(chǔ)

自動(dòng)化控制技術(shù)是在傳統(tǒng)的順序控制器基礎(chǔ)上，通過(guò)采用微電子技術(shù)、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)，以及自動(dòng)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套完整的工業(yè)控制裝置，達(dá)到對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的目的。目前自動(dòng)化控制在工業(yè)中的應(yīng)用，已經(jīng)能夠取代傳統(tǒng)系統(tǒng)中的技術(shù)順序控制器、繼電器、計(jì)時(shí)器、執(zhí)行邏輯組件等功能，建立一套新型的軟件控制系統(tǒng)，具有更強(qiáng)的通用性、可靠性和抗干擾性。而且自動(dòng)化控制的編程實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，為其大范圍應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。自動(dòng)化控制器的內(nèi)部運(yùn)行方式一般采取循環(huán)掃描方式，在大中型自動(dòng)化控制器中，也會(huì)使用到中斷運(yùn)行方式。完成初始的程序編程和調(diào)試工作后，可以將編程器程序?qū)懭胱詣?dòng)化存儲(chǔ)器中，接受現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)，連接執(zhí)行元件，通過(guò)輸入端和輸出端的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。同時(shí)也支持控制模式的切換，可在特殊情況下進(jìn)行手動(dòng)控制。自動(dòng)化硬件系統(tǒng)主要由微處理器、電源組件、輸入和輸出模塊、存儲(chǔ)器等部分組成。目前市場(chǎng)上的這些產(chǎn)品種類(lèi)繁多，價(jià)格較低，為自動(dòng)化控制技術(shù)在工人系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用提供了有利條件，可以有效降低供熱系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整過(guò)程中的成本投入。

2供暖控制系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

2.1熱能浪費(fèi)問(wèn)題依然存在

熱能的浪費(fèi)現(xiàn)象在現(xiàn)在城市集中供熱系統(tǒng)中是非常棘手的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題我們也進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的改善。首先，便是針對(duì)鍋爐的能耗進(jìn)行改進(jìn)，采用更先進(jìn)和低功耗的鍋爐作為熱源，并且在能耗方面通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，使鍋爐能耗得到了降低。其次，便是對(duì)供暖管道的保溫改善，單純的供暖管道在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的輸送過(guò)程中會(huì)損耗大量的熱能，所以需要對(duì)管道外部施加保溫層，更換保溫材料，獲得更好的保溫效果。但是在正常的供暖過(guò)程中，仍然存在著熱能的浪費(fèi)現(xiàn)象，最主要的原因便是溫度控制不夠合理。比如當(dāng)供暖溫度過(guò)高時(shí)，居民房?jī)?nèi)的溫度也是不適合的，所以這時(shí)就要進(jìn)行開(kāi)窗通風(fēng)，這樣就會(huì)使得大量的熱能浪費(fèi)。所以控制好供熱溫度，是解決現(xiàn)在熱能浪費(fèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，因?yàn)楣釡囟炔环€(wěn)定造成的熱量浪費(fèi)量就接近供熱總量的10%，這對(duì)于集中供暖來(lái)說(shuō)是極大的浪費(fèi)。

2.2城市集中供熱管網(wǎng)的滲漏問(wèn)題

在集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中，供熱管網(wǎng)是輸送熱能的基礎(chǔ)設(shè)備。但是，由于受到多種因素的影響，在這個(gè)過(guò)程中可能出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，導(dǎo)致輸送熱能不順利。集中供暖，就意味著輸入熱能的量很大，但是有些管道由于常年沒(méi)有進(jìn)行維修、維護(hù)，管道老化，并不能承受大量的熱能輸送，在輸送的過(guò)程中，可能還會(huì)出現(xiàn)漏熱，供暖不均勻，導(dǎo)致有些住戶過(guò)熱，有些住戶供暖達(dá)不到要求。而且會(huì)造成能源的極大浪費(fèi)，供熱管道的滲漏問(wèn)題應(yīng)該引起我們的高度重視，只有對(duì)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)進(jìn)行了保障，才能使集中供暖順利完成。

2.3供暖系統(tǒng)中的設(shè)備和監(jiān)控存在不足

供暖過(guò)程中還存在一個(gè)問(wèn)題，即對(duì)供暖設(shè)備的監(jiān)控不足。尤其是供暖管道和居民生活供暖設(shè)備的監(jiān)控。在許多的小區(qū)中，有些供暖設(shè)備存在老化的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，并且在功能上也出現(xiàn)了退化，這些設(shè)備在使用的過(guò)程中往往存在著一定的隱患，很可能出現(xiàn)管道的破裂。而功能退化的設(shè)備在供熱的過(guò)程中效率會(huì)大大降低，進(jìn)一步降低了集中供暖的效率。尤其是一些地區(qū)人口在不斷增加，城市供暖需求也在不斷增大，為了實(shí)現(xiàn)更大范圍的供暖，就需要增加管道壓力。

3自動(dòng)化控制在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1基于PLC控制技術(shù)的供熱模式調(diào)整思路

傳統(tǒng)供熱模式的主要缺點(diǎn)是無(wú)法對(duì)溫度變化及實(shí)際供暖需求做出快速響應(yīng)，采用基于PLC控制技術(shù)的供熱模式，則能夠解決這一問(wèn)題。但是從實(shí)際的供熱情況來(lái)看，許多供熱部門(mén)的供熱模式運(yùn)行原理與上述提到的科學(xué)供熱模式正好相反。主要是利用每天夜間最低氣溫時(shí)的供熱量需求作為供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，看似平穩(wěn)的供熱模式，會(huì)因連續(xù)溫差變化引發(fā)失控問(wèn)題，而且不分晝夜進(jìn)行“漫灌”，也會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)。一般情況下，每天的最高氣溫和最低氣溫之間都會(huì)出現(xiàn)10℃左右的溫差變化，而供熱輸出始終保持最大輸出量，則會(huì)浪費(fèi)大量能源，在熱網(wǎng)不平衡下，如果要進(jìn)行熱源升溫，產(chǎn)生的能源浪費(fèi)問(wèn)題則會(huì)更加嚴(yán)重。

3.2變頻技術(shù)的使用

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)在很多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了普及應(yīng)用，例如，在很多領(lǐng)域的水泵以及風(fēng)機(jī)等設(shè)備中變頻技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，變頻技術(shù)在經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展后，不僅在成本上得到有效控制，而且其可靠性也在不斷提升。目前，在供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中將變頻技術(shù)與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合使用就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的供熱系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)。這種供熱自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以將原有系統(tǒng)中的各種監(jiān)控儀表進(jìn)行使用，只需要在系統(tǒng)中加入一個(gè)變頻器即可，然后將變頻器與計(jì)算機(jī)通過(guò)專(zhuān)用的通信線路連接起來(lái)。該模式在實(shí)際的使用過(guò)程不僅方便管理，而且還能輕易實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯功能的保護(hù)。同時(shí)還可以通過(guò)對(duì)變頻器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)或者遠(yuǎn)程等兩種方式的設(shè)置來(lái)完成對(duì)管網(wǎng)的實(shí)時(shí)操作。

3.3相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘

將集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析和研究具有非常重要的實(shí)際意義。在充分針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有粗放式供熱管網(wǎng)管理模式的定量化管理轉(zhuǎn)變，不斷促進(jìn)供熱系統(tǒng)自動(dòng)化以及智能化的發(fā)展，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱系統(tǒng)內(nèi)部的物化管理以及相關(guān)操作人員的績(jī)效評(píng)估。這樣就極大的提升了供熱管網(wǎng)系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率，同時(shí)也使得供熱管網(wǎng)整體運(yùn)行成本得到了有效控制。在精確的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上對(duì)供熱系統(tǒng)做出的評(píng)價(jià)更具客觀性，也為其后期的系統(tǒng)改造提供了一定參照;另外，通過(guò)數(shù)據(jù)的分析評(píng)估后能夠詳細(xì)了解相關(guān)作業(yè)人員的實(shí)際工作狀況，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)供熱系統(tǒng)科學(xué)、高效的管理。

結(jié)束語(yǔ)

集中供暖系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜性較高的城市基礎(chǔ)系統(tǒng)，而自動(dòng)化控制技術(shù)的引入使城市供暖系統(tǒng)變得更加方便和高效，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)精確的控制，還能夠大大減少人力資源的浪費(fèi)。通過(guò)引入現(xiàn)在控制系統(tǒng)中的成果，我們將會(huì)在節(jié)約能源和降低污染方面獲得更好的效果，集中供暖系統(tǒng)也將會(huì)變得更加高效。

參考文獻(xiàn)

[1]張路杰.換熱站自動(dòng)化控制供熱系統(tǒng)的研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（16）：87-88.

[2]時(shí)永豹.集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（11）：67-69.

[3]李碩輝，王海群.淺談自動(dòng)化控制系統(tǒng)在熱力站的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（15）：224-225.

[4]孫春海.城市集中供熱系統(tǒng)中的熱網(wǎng)控制自動(dòng)化系統(tǒng)[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（12）：199-200.

[5]劉有亮.集中供熱系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化及管理工作研究[J].山西建筑，2017，43（33）：135-136.