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摘要：随着城市发展，集中供热系统已成为冬季采暖的主要方式。近年来，集中供热系统自动化调节技术的应用，实现了对供热系统的有效控制，并且更加安全，也更加节能，但是对集中供热的管理增加了难度。因此，网络监测系统应运而生。通过网络监测系统，可以对供热过程进行远程监控，对运行中可能出现的问题进行实时监测。
关键词：集中供热；远程监控；技术；应用
中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号：
集中供热系统是城市的基础设施，网络监测技术的应用可以提高供热企业的工作效率，保证供热系统的安全运行，很多供热站点实现了无从值守的管理模式。因此，对网络监测技术的研究具有十分重要的意义。
一、城市集中供热系统概述
我国的城市集中供热系统和国外集中供热系统相比较而言存在着很大的差别,特别是在城市集中供热系统中热网控制以及调节这一领域和专业中,国外已经达到了相对来说比较先进的自动化水平,然而,我国的中热网自动化控制水平仍然存在着起步阶段中,和世界发达国家相比较,在我国城市集中供热领域中应用自动化技术仍然呈现出相对来说比较缓慢的状态。但是,伴随着我我国的测控技术得到快速发展,我国的自动化水平有了很大提升,越来越多的城市集中供热企业自动化控制应用的技术一定会不断改进。
二、基于XD供热控制器的无人值守换热站监控系统的应用
1、总体设计
系统设计遵循“技术先进成熟、实时快速、安全可靠、经济实用、便于扩展、容易升级”的基本原则，采用计算机远程控制及现地自动控制方式，采用先进、成熟的全开放、分层、全分布系统结构，系统配置和设备选型便于硬件和功能的扩充，并适应计算机技术发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，使系统性能达到国内一流水平，确保软、硬件安全可靠、长期连续运行，以实现“无人值班，少人巡检，实时监控”的目标。
XD供热控制器将ARM Linux的体系与物联网有机结合，并采用FPGA技术及嵌入式智能算法研发出专用供热控制器。控制器集参数采集、智能控制、远程通讯功能于一体，全中文显示，提供多种组网接口且支持远程程序更新及参数设定，功能强大。以XD供热控制器为基础运用先进的传感器技术和现代控制理论研发出无人值守换热站监控系统，集参数采集、控制调节、通讯及故障报警功能为一体，实现最优控制，降低热力站的运行成本，从而达到换热站控制的智能化控制和无人值守。
2、系统构成
系统由现场检测仪表、供热控制器、现场执行机构和监控中心四部分组成。
（1）现场检测仪表
主要作用是检测换热站的各项参数。检测参数具体包括：一二次供水温度、压力、室外温度、一次供水流量、一次瞬时热量、调节阀开度、水箱水位、循环泵补水泵的工作状态、各种报警信息等，检测参数作为供热方案选择的依据。
（2）供热控制器
采集检测数据并存储，根据温度运行补偿曲线及现场的循环泵补水泵的设定值，在二次供水温度随室外温度变化的同时自动调节一次调节阀的开度、循环泵补水泵的工作状态及频率，使一次流量、二次供水温度随室外温度的变化而变化。供热控制器可与监控中心上位机实现通讯，上传数据并接受来自监控中心的控制指令。
（3）现场执行机构（控制箱）
执行控制器指令，通过调节阀门开度、循环泵补水泵的变频工作来实现热量调节。
（4）监控中心
对热力公司及热电厂换热站运行参数进行远程采集，并对数据汇总分析，对换热站以及整个热网各项参数实现动态的调整与平衡，保障各个换热站经济、舒适和节能供热，同时还将采集数据汇总、保存、形成报表，对不同时期、不同年份形成历史曲线，方便管理人员进行数据比较，辅助进行管理决策。
3、无人值守换热站控制系统方案
（1）二次供水温度自动控制系统
无人值守换热站监控系统的基本控制策略就是要保证换热机组二次水出口有一个恒定的设定温度，控制元件是唤起一次水出口的控制阀，该阀门控制换热器的一次供水流量。将预设定温度作为给定值，测量温度作为反馈值，阀门的开度作为输出值，保证二次供水温度的恒定。预设定温度根据室外温度和供热站给定的值计算得出，每个换热站均安装了室外温度传感器，通过公式计算出当前的预设定温度，这个设定点随着室外温的变化和供热站给定值而改变。
图1换热站温度控制系统框图
（2）变频定压控制系统
为了保持热网运行的稳定性，热网补水系统应保持一定的水压，采取补水泵变频调速定压。补水泵变频控制系统框图，如图2所示：
图2补水泵定压调节框图
（3）无人值守换热站控制方案
采用电动调节阀控制进入板式热交换器的一次水量，从而控制二次供水温度，使得二次供水温度维持在给定值上；采用自动随动控制系统而不是定值控制系统，控制器根据测量出的室外温度值、传感器测得的供热参数和供热站提供给定值，自动计算出预设的温度值；由于供热站过程变化缓慢，对实行性要求不高，因此采用移动公司GPRS网络实现远程通讯，将换热站的各项参数发送到监控中心，同时接受监控中心发来的指令；分阶段改变流量的质调节。在不同的室外温度阶段，开启不同的循环泵台数；通过控制变频器来控制补水泵的转速，从而改变系统的补水量，维持供水系统的压力恒定；根据控制特性和对工艺的要求，对供水温度的控制算法采用Fuzzy-PID（模糊控制）算法，对于补水泵变频恒压的控制算法采用PID算法。
4、监控中心
热网运行管理软件安装在作为监控中心的服务器上，该服务器将采集现场控制机的数据，监测现场控制机的运行情况并指导操作员进行操作。服务器定期从现场控制机采集数据以保证其数据库不断更新。服务器还向现场控制机发送控制和参数设置指令。操作员从控制中心通过该系统能够方便地得到子站运行的数据并向子站下达指令。无人值守换热站的监控中心软件具备报警管理功能，每条报警信息应该包含报警站点、报警发生时间、报警参数及当前值等详细信息。软件对过去的报警可以按站点或按时间进行查询，并记录报警的处理人和处理时间。监控系统对运行人员、维护人员、管理人员赋予不同的权限，不同的人员具有不同的操作权限，从而避免了操作不当所造成的系统故障。
三、结语
无人值守换热站很好的实现了对换热站设备的自动控制，提高了供热质量。满足了用户需求的前提下，节约了大量的人力、物力资源，减少了不必要的浪费。同时，管理人员可以更清楚的了解各个换热站的运行数据，使管理更加有地放矢，有效的提高了供熱管理水平；提高了热力系统的运行管理水平；为热力系统的运行管理提供一个良好的支持环境；提高公司效益。通过热网智能监控系统，管理人员可以更清楚的了解各个换热站的运行数据，使管理更加有地放矢，有效的提高了供热管理水平；提高了热力系统的运行管理水平；为热力系统的运行管理提供一个良好的支持环境；节约了大量的人力、物力资源，减少了不必要的浪费，大大提高公司效。
参考文献
[1]于海生．计算机控制技术[M]．北京：机械工业出版社，2007．
[2]白焰．分散控制系统与现场总线控制系统[M]．北京：中国电力出版社．
[3]郑宇军，杜家兴．SQL Server+Visual C# 2005专业开发精解[M]．北京：清华大学出版社．
[4]周遐．安防系统工程[M]．北京：机械工业出版社．
[5]刘明德，林杰斌．地理信息系统GIS理论与实务[M]．北京：清华大学出版社．
[6]王亦昭，刘雄．供热工程[M]．北京：机械工业出版社．
关键词：集中供热；远程监控；技术；应用
中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号：
集中供热系统是城市的基础设施，网络监测技术的应用可以提高供热企业的工作效率，保证供热系统的安全运行，很多供热站点实现了无从值守的管理模式。因此，对网络监测技术的研究具有十分重要的意义。
一、城市集中供热系统概述
我国的城市集中供热系统和国外集中供热系统相比较而言存在着很大的差别,特别是在城市集中供热系统中热网控制以及调节这一领域和专业中,国外已经达到了相对来说比较先进的自动化水平,然而,我国的中热网自动化控制水平仍然存在着起步阶段中,和世界发达国家相比较,在我国城市集中供热领域中应用自动化技术仍然呈现出相对来说比较缓慢的状态。但是,伴随着我我国的测控技术得到快速发展,我国的自动化水平有了很大提升,越来越多的城市集中供热企业自动化控制应用的技术一定会不断改进。
二、基于XD供热控制器的无人值守换热站监控系统的应用
1、总体设计
系统设计遵循“技术先进成熟、实时快速、安全可靠、经济实用、便于扩展、容易升级”的基本原则，采用计算机远程控制及现地自动控制方式，采用先进、成熟的全开放、分层、全分布系统结构，系统配置和设备选型便于硬件和功能的扩充，并适应计算机技术发展迅速的特点，充分利用计算机领域的先进技术，使系统性能达到国内一流水平，确保软、硬件安全可靠、长期连续运行，以实现“无人值班，少人巡检，实时监控”的目标。
XD供热控制器将ARM Linux的体系与物联网有机结合，并采用FPGA技术及嵌入式智能算法研发出专用供热控制器。控制器集参数采集、智能控制、远程通讯功能于一体，全中文显示，提供多种组网接口且支持远程程序更新及参数设定，功能强大。以XD供热控制器为基础运用先进的传感器技术和现代控制理论研发出无人值守换热站监控系统，集参数采集、控制调节、通讯及故障报警功能为一体，实现最优控制，降低热力站的运行成本，从而达到换热站控制的智能化控制和无人值守。
2、系统构成
系统由现场检测仪表、供热控制器、现场执行机构和监控中心四部分组成。
（1）现场检测仪表
主要作用是检测换热站的各项参数。检测参数具体包括：一二次供水温度、压力、室外温度、一次供水流量、一次瞬时热量、调节阀开度、水箱水位、循环泵补水泵的工作状态、各种报警信息等，检测参数作为供热方案选择的依据。
（2）供热控制器
采集检测数据并存储，根据温度运行补偿曲线及现场的循环泵补水泵的设定值，在二次供水温度随室外温度变化的同时自动调节一次调节阀的开度、循环泵补水泵的工作状态及频率，使一次流量、二次供水温度随室外温度的变化而变化。供热控制器可与监控中心上位机实现通讯，上传数据并接受来自监控中心的控制指令。
（3）现场执行机构（控制箱）
执行控制器指令，通过调节阀门开度、循环泵补水泵的变频工作来实现热量调节。
（4）监控中心
对热力公司及热电厂换热站运行参数进行远程采集，并对数据汇总分析，对换热站以及整个热网各项参数实现动态的调整与平衡，保障各个换热站经济、舒适和节能供热，同时还将采集数据汇总、保存、形成报表，对不同时期、不同年份形成历史曲线，方便管理人员进行数据比较，辅助进行管理决策。
3、无人值守换热站控制系统方案
（1）二次供水温度自动控制系统
无人值守换热站监控系统的基本控制策略就是要保证换热机组二次水出口有一个恒定的设定温度，控制元件是唤起一次水出口的控制阀，该阀门控制换热器的一次供水流量。将预设定温度作为给定值，测量温度作为反馈值，阀门的开度作为输出值，保证二次供水温度的恒定。预设定温度根据室外温度和供热站给定的值计算得出，每个换热站均安装了室外温度传感器，通过公式计算出当前的预设定温度，这个设定点随着室外温的变化和供热站给定值而改变。
图1换热站温度控制系统框图
（2）变频定压控制系统
为了保持热网运行的稳定性，热网补水系统应保持一定的水压，采取补水泵变频调速定压。补水泵变频控制系统框图，如图2所示：
图2补水泵定压调节框图
（3）无人值守换热站控制方案
采用电动调节阀控制进入板式热交换器的一次水量，从而控制二次供水温度，使得二次供水温度维持在给定值上；采用自动随动控制系统而不是定值控制系统，控制器根据测量出的室外温度值、传感器测得的供热参数和供热站提供给定值，自动计算出预设的温度值；由于供热站过程变化缓慢，对实行性要求不高，因此采用移动公司GPRS网络实现远程通讯，将换热站的各项参数发送到监控中心，同时接受监控中心发来的指令；分阶段改变流量的质调节。在不同的室外温度阶段，开启不同的循环泵台数；通过控制变频器来控制补水泵的转速，从而改变系统的补水量，维持供水系统的压力恒定；根据控制特性和对工艺的要求，对供水温度的控制算法采用Fuzzy-PID（模糊控制）算法，对于补水泵变频恒压的控制算法采用PID算法。
4、监控中心
热网运行管理软件安装在作为监控中心的服务器上，该服务器将采集现场控制机的数据，监测现场控制机的运行情况并指导操作员进行操作。服务器定期从现场控制机采集数据以保证其数据库不断更新。服务器还向现场控制机发送控制和参数设置指令。操作员从控制中心通过该系统能够方便地得到子站运行的数据并向子站下达指令。无人值守换热站的监控中心软件具备报警管理功能，每条报警信息应该包含报警站点、报警发生时间、报警参数及当前值等详细信息。软件对过去的报警可以按站点或按时间进行查询，并记录报警的处理人和处理时间。监控系统对运行人员、维护人员、管理人员赋予不同的权限，不同的人员具有不同的操作权限，从而避免了操作不当所造成的系统故障。
三、结语
无人值守换热站很好的实现了对换热站设备的自动控制，提高了供热质量。满足了用户需求的前提下，节约了大量的人力、物力资源，减少了不必要的浪费。同时，管理人员可以更清楚的了解各个换热站的运行数据，使管理更加有地放矢，有效的提高了供熱管理水平；提高了热力系统的运行管理水平；为热力系统的运行管理提供一个良好的支持环境；提高公司效益。通过热网智能监控系统，管理人员可以更清楚的了解各个换热站的运行数据，使管理更加有地放矢，有效的提高了供热管理水平；提高了热力系统的运行管理水平；为热力系统的运行管理提供一个良好的支持环境；节约了大量的人力、物力资源，减少了不必要的浪费，大大提高公司效。
参考文献
[1]于海生．计算机控制技术[M]．北京：机械工业出版社，2007．
[2]白焰．分散控制系统与现场总线控制系统[M]．北京：中国电力出版社．
[3]郑宇军，杜家兴．SQL Server+Visual C# 2005专业开发精解[M]．北京：清华大学出版社．
[4]周遐．安防系统工程[M]．北京：机械工业出版社．
[5]刘明德，林杰斌．地理信息系统GIS理论与实务[M]．北京：清华大学出版社．
[6]王亦昭，刘雄．供热工程[M]．北京：机械工业出版社．