浅谈自动化控制在供热系统中的应用
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摘要：在微电子技术和信息技术的快速发展下，PLC控制技术水平不断提高，适用范围更加广泛。在PLC控制技术的应用下，有效改变了传统的粗放式工业生产模式，通过采取一定的编程算法，实现对电气系统的自动化控制，根据实际需要改变输出，减少不必要的能耗，获得了显著成果。基于此，本文对自动化控制在供热系统中的应用进行研究，以供参考。
关键词：自动化控制;供热系统;应用
引言
集中供热在我国已经经过了数十年的发展，并且在城市中形成了较大的规模，尤其是我国北方，多数的城市都已经实现了集中供热的普及，集中供热与城市的工业生产一样已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分，为我国城市化的建设做出了巨大的贡献。但是随着供热系统规模的不断扩展，供热面积的逐步增加，传统模式下针对供热管网开展的人工检测、调控、维护保养等模式已经不能适应现代供热的实际需求。
1自动化控制技术在供热系统节能中的应用基础
自动化控制技术是在传统的顺序控制器基础上，通过采用微电子技术、先进的计算机和通讯技术，以及自动控制技术，设计并实现一套完整的工业控制装置，达到对电气系统进行自动化控制的目的。目前自动化控制在工业中的应用，已经能够取代传统系统中的技术顺序控制器、继电器、计时器、执行逻辑组件等功能，建立一套新型的软件控制系统，具有更强的通用性、可靠性和抗干扰性。而且自动化控制的编程实现较为简单，为其大范围应用奠定了良好基础。自动化控制器的内部运行方式一般采取循环扫描方式，在大中型自动化控制器中，也会使用到中断运行方式。完成初始的程序编程和调试工作后，可以将编程器程序写入自动化存储器中，接受现场输入信号，连接执行元件，通过输入端和输出端的运行，实现自动化控制。同时也支持控制模式的切换，可在特殊情况下进行手动控制。自动化硬件系统主要由微处理器、电源组件、输入和输出模块、存储器等部分组成。目前市场上的这些产品种类繁多，价格较低，为自动化控制技术在工人系统节能中的应用提供了有利条件，可以有效降低供热系统优化调整过程中的成本投入。
2供暖控制系统中存在的问题
2.1热能浪费问题依然存在
热能的浪费现象在现在城市集中供热系统中是非常棘手的问题，针对这些问题我们也进行了长时间的改善。首先，便是针对锅炉的能耗进行改进，采用更先进和低功耗的锅炉作为热源，并且在能耗方面通过自动控制系统进一步优化，使锅炉能耗得到了降低。其次，便是对供暖管道的保温改善，单纯的供暖管道在经过长距离的输送过程中会损耗大量的热能，所以需要对管道外部施加保温层，更换保温材料，获得更好的保温效果。但是在正常的供暖过程中，仍然存在着热能的浪费现象，最主要的原因便是温度控制不够合理。比如当供暖温度过高时，居民房内的温度也是不适合的，所以这时就要进行开窗通风，这样就会使得大量的热能浪费。所以控制好供热温度，是解决现在热能浪费问题的关键。根据相关的统计，因为供热温度不稳定造成的热量浪费量就接近供热总量的10%，这对于集中供暖来说是极大的浪费。
2.2城市集中供热管网的渗漏问题
在集中供热管网系统中，供热管网是输送热能的基础设备。但是，由于受到多种因素的影响，在这个过程中可能出现各种各样的问题，导致输送热能不顺利。集中供暖，就意味着输入热能的量很大，但是有些管道由于常年没有进行维修、维护，管道老化，并不能承受大量的热能输送，在输送的过程中，可能还会出现漏热，供暖不均匀，导致有些住户过热，有些住户供暖达不到要求。而且会造成能源的极大浪费，供热管道的渗漏问题应该引起我们的高度重视，只有对基础环节进行了保障，才能使集中供暖顺利完成。
2.3供暖系统中的设备和监控存在不足
供暖过程中还存在一个问题，即对供暖设备的监控不足。尤其是供暖管道和居民生活供暖设备的监控。在许多的小区中，有些供暖设备存在老化的现象比较严重，并且在功能上也出现了退化，这些设备在使用的过程中往往存在着一定的隐患，很可能出现管道的破裂。而功能退化的设备在供热的过程中效率会大大降低，进一步降低了集中供暖的效率。尤其是一些地区人口在不断增加，城市供暖需求也在不断增大，为了实现更大范围的供暖，就需要增加管道压力。
3自动化控制在供热系统中的应用
3.1基于PLC控制技术的供热模式调整思路
传统供热模式的主要缺点是无法对温度变化及实际供暖需求做出快速响应，采用基于PLC控制技术的供热模式，则能够解决这一问题。但是从实际的供热情况来看，许多供热部门的供热模式运行原理与上述提到的科学供热模式正好相反。主要是利用每天夜间最低气温时的供热量需求作为供应标准，看似平稳的供热模式，会因连续温差变化引发失控问题，而且不分昼夜进行“漫灌”，也会造成大量的能源浪费。一般情况下，每天的最高气温和最低气温之间都会出现10℃左右的温差变化，而供热输出始终保持最大输出量，则会浪费大量能源，在热网不平衡下，如果要进行热源升温，产生的能源浪费问题则会更加严重。
3.2变频技术的使用
近年来，随着我国科学技术的发展，变频技术在很多领域实现了普及应用，例如，在很多领域的水泵以及风机等设备中变频技术都得到了广泛的应用，变频技术在经过多年的发展后，不仅在成本上得到有效控制，而且其可靠性也在不断提升。目前，在供热系统的自动化建设过程中将变频技术与现代的计算机技术结合使用就构成了一个简单的供热系统自动化系统。这种供热自动化系统不仅可以将原有系统中的各种监控仪表进行使用，只需要在系统中加入一个变频器即可，然后将变频器与计算机通过专用的通信线路连接起来。该模式在实际的使用过程不仅方便管理，而且还能轻易实现对逻辑功能的保护。同时还可以通过对变频器进行现场或者远程等两种方式的设置来完成对管网的实时操作。
3.3相关数据的挖掘
将集中供热自动化系统采集到的数据进行详细分析和研究具有非常重要的实际意义。在充分针对数据进行研究的基础上不仅能实现对现有粗放式供热管网管理模式的定量化管理转变，不断促进供热系统自动化以及智能化的发展，同时也能实现对供热系统内部的物化管理以及相关操作人员的绩效评估。这样就极大的提升了供热管网系统整体的运行效率，同时也使得供热管网整体运行成本得到了有效控制。在精确的数据分析基础上对供热系统做出的评价更具客观性，也为其后期的系统改造提供了一定参照;另外，通过数据的分析评估后能够详细了解相关作业人员的实际工作状况，这样就实现了对供热系统科学、高效的管理。
结束语
集中供暖系統是一个复杂性较高的城市基础系统，而自动化控制技术的引入使城市供暖系统变得更加方便和高效，不仅能够实现精确的控制，还能够大大减少人力资源的浪费。通过引入现在控制系统中的成果，我们将会在节约能源和降低污染方面获得更好的效果，集中供暖系统也将会变得更加高效。
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