摘要：随着经济的发展和社会的进步，人们生活水平不断提高，热力系统十分重要。在居民供热中，热力系统是最直接的能源来源。从某个层面上看，热力系统的设计水平和能耗会对末端的供暖用户产生十分重要的影响。为了更好地满足居民的供热要求，就必须及时预防这一问题。在信息技术广泛应用的背景下，采取有效措施实现热力系统的自动化控制十分必要。这样不仅可以减少站房的投资，还可以增强供热效果。文章对此进行了探讨。
关键词：热力系统；自动化控制；设计
引言
在我国多数热力站的供热管网存在失水率高、热损耗大、渗水等一系列问题，自动调节系统的控制程度不高，调节水平相对落后。控制中仍然采用人工调节阀门、人工补水的方式，自动化水平不高，二次管网水压力差变化较大，系统运行存在很大的浪费。在热力站内，对用户供热系统温度进行自动监测和控制，能很好地保证用户室温在设定范围内波动，不仅节省了大量的人力和物力，还提高了自动化程度及控制的精度。随着科学技术的发展和环保要求的提高，集中供热行业为进一步改善供热效果，提高供热能效，实现计算机自动监控是发展的必然趋势。
1概述
随着我国逐步进入“十三五”规划下的社会经济改革，各行各业开始进行智能化改造，其中，工业领域是智能化提升的主力。尤其是我国逐步提出“工业4．0”的概念，“互联网+”开始成为改革的风向标，对于能源企业来说，“节能降耗”是永恒的主题。目前，国家的能源利用逐步走向智能化和自动化，全国开始组建以“能源互联网”为载体的全局能源构架。其中，对于热力企业来说，热力系统是主要的能源系统，其如何有效的与“互联网+”技术进行融合构建智能热网，是目前研究的重点和热点。目前，随着各行各业智能化水平的不断提高，热力行业也逐步开始应用先进的自动化技术来尝试达到“节能降耗”的目的。目前，区域供热系统中，存在大量的智能设备，从这些发送和接收设备中管理大量的实时信息是一项具有挑战性的任务。如何构建智能化系统是当前探究的重点和热点。自动化控制系统的控制精度高：实施自动化控制设备，能够实时在线监控自动化装置的设备运行参数以及现场数据的变化，同时能够降低其他因素对系统运行的影响，实现最优控制，保证系统在最优工况下运行，同时也能够相应的延长设备的使用寿命，提高能源利用率。自动化控制系统提高劳动生产率，减低系统的运行成本，采用自动化系统控制，能够保证系统在最优条件下运行，降低运行成本和能耗，为企业带来更大的经济效益。自动化控制系统减轻劳动强度，改善劳动条件：热力站控制系统实施自动化控制之后，与原来生产环境相对比而言，操作人员仅仅需要观察自动化仪表的预定状况，必要条件下调节参数变化，能够大大降低操作人员的操作强度，改善劳动条件。
2热力系统自动化控制系统的设计
2.1软硬件控制
供热系统中使用DCS控制系统后，不仅使供热系统的运行状况更好地被了解，也可以在系统之外对其进行控制，比如：依据DCS控制系统的“显示”功能，工作人员能够更好地了解设备的运行情况，这为故障的检修和设备的调试带来了极大的便利。对供热系统实行软硬件控制，需要在软硬件系统中加入红外、测温设备，只有如此，在系统运行过程中，工作人员才能确保设备会按照系统的指令进行工作，同时保证DCS控制系统在运行过程中能够依据电气设备工作程序对数据进行记录，以便其与测温装置配合对供热系统装备的温度进行监控和调整。此外，在供热系统正常运行时，根据测温装置发出的信息，在不同时间段内依据温度调控措施，利用计算机对锅炉出口水温进行控制，以确保供热系统的内部温度处于正常范围，从而对供热系统的持续性供热给予保障。
2.2PLC的应用
在整个自动化的控制系统中，PLC是核心。在这一方面，可以设置PID参数来进行闭环控制。
在具体运行的过程中，相关的工作人员可以根据PID的运算结果来进行D/A变换输出，以此来对相关的执行机构（例如调节阀、变频器）进行调节。另外，其也具有着故障诊断的功能，在整个系统运行过程中可以实时诊断异常温度、压力、电流等故障信号。并且，其还可以实现对循环泵及补水泵工频/变频的切换控制。在自动化控制系统中，变频器的存在，可以实现多个泵的轮换及补水工作。而且，通过变频器来调节循环泵与补水泵转速，还可以实现节能调速。其中，变频器与PLC之间，是通过Modbus方式来完成通讯。变频器的输出频率，是由PLC来进行控制和改变的。
2.3基于自控技术的用户侧热力系统的智慧热力脑
现代化的区域供暖系统配备监控和控制生产单元以及先进的系统控制室。这些系统主要集中在生产方和用户需求侧。基于SCADA系统获取外部和内部实时参数，与自适应控制系统一起使用，从而涵盖整个热力生产。另一方面，这个将是一个极其复杂的系统，可以处理大型实时的数据量。考虑到DH系统的动态改变属性，DH系统模型需要很高的计算时间和知识资源，知识推理和运营优化能力。因此，需要专注于开发快速高效的实时处理能量和用户行为的算法系统。在此基础上，进行有效的能源管理，系统将保持一系列目标(例如维持一个目标———每天为每栋建筑设定温度)，在这情况下，有必要监控内部和外部参数值(例如建筑物热量、天气数据)和网络预期状态之间的关系。为了实现智能化控制，在DH系统中需要确保整体能源管理信息系统监控并为自主决策提供整体优化方案和预测功能。用户侧的热力智能化控制如图1所示，客户侧配备了先进自控技术，使客户能够在智能手机、平板电脑和PC的视觉帮助下，以应用程序的形式提供简单用户界面，来协助进行加热调整和优化运行。基于现有的各种能源项目应用速度，将有助于将智能化能源和移动解决方案整合到拟议的DH系统中，可以进一步使用这种智能应用程序加强供热公司之间的竞争力。
2.4对系统的输送环境进行改善
供热系统在传输热能过程中，需要对热网热效率的高低有很好地掌控，这也是保证供热系统传输效率的基础措施。在供热系统正常运行过程中，工作人员需要确保供热系统的热网热效率能够时刻处于90%以上。要想实现之一目标，工作人员利用直埋敷设管道措施来埋设管道，因为这种埋设方式不仅可以降低管道的能量损耗情况，也能够使供热系统从根本上达到节能降耗目的。
2.5采用先进的科学技术
根据对供热系统进行检测的结果来看，工作人员评定供热系统流量分配的重要指标是热网水力失调度。当用户的热量需求得到满足时，供热系统的热网水力失调度就等于1；而当室内温度过高产生热量浪费时，热网水力失调度就小于1。因此，工作人员应该采用先进的科学技术来控制供热系统的运行状况，这也是使供热系统实现节能降耗的重要前提。
结语
总体而言，在自动化控制系统中，通过PLC驱动调节阀开度或调节变频器输出频率，可以更好地满足换热系统恒温运行需求。这样还可以同时控制补水泵启动与停止，维持热网系统压力的基本恒定，避免缺水带来安全隐患。触摸屏的设置，则能借助PLC来对现场设备进行实时监测、控制和报警，从而达到高可靠性、稳定性运行的目标。在热力系统中，自动化控制系统的设计和应用，可以更好地发挥出各种先进设备的优势。并且，这样也可以更好地提高热力系统的整体运行效率，并且减少能耗。
参考文献
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