随着城镇化进程的加快,节能减排已成为当今社会的热点问题,集中供暖作为一个城市必要的基础设施,它的推广和普及已是大势所趋。集中供暖发展至今,由于控制方式不合理、能源有效利用率不高等原因,要完成“十二五”节能减排规划,使集中供暖稳定高效运行,就必须采取先进的控制策略,提高能源利用率。本文以鄂尔多斯上湾换热站为研究背景,介绍了换热站工艺流程和控制系统特点。依据控制系统的特点和换热站控制目标,设计了系统温度控制方案、系统压力控制方案和一次侧凝结水泵控制方案。在系统温度控制方案中,为使热源得到合理分配,本文结合当地气象资料和用户生活习惯,设计了二次侧供回水温度设定值预测控制系统,根据当地24小时室外温度变化趋势,合理划分了二次侧供回水温度的调节时间段,根据室外温度与二次侧供回水温度的关系,确定每个调节时间段内的设定值,并且以前馈的形式作用于控制系统。文章以高效节能为控制目的,以二次侧供水温度为控制前提,提出了以二次侧供水温度为主被控参数、一次侧管网流量为副被控参数的串级控制方案。为了对供暖过程中各设备间、温度与流量间的耦合关系进行分析,本文基于换热器的物理机理、通过分析一次侧管网流量和二次侧供回水温度的关系,建立了换热器动态数学模型,另外,还建立了管网、水泵和热用户的数学模型。基于以上数学模型,分别采用PID-PID串级控制、模糊参数自整定PID-PID串级控制和DMC-PID串级控制对换热站供暖系统串级控制方案进行仿真,验证了串级控制方案的合理性和可行性,并对三种控制算法下的系统动态性能和抗干扰能力进行了分析。为实现对上湾换热站整个控制系统的分散控制和集中管理,设计了基于Fameview组态画面的监控系统,现场设备与PLC的通信采用Modbus通信协议,提高了系统的抗干扰能力,增强了通信的稳定性,实现了换热站远程控制。