王光启
（兰州西热东输经营有限公司，甘肃 兰州 730060）
引言现阶段，供热行业普遍应用自动化控制系统，能够帮助换热站降低供热成本，减少能源消耗，实现人与环境和谐发展。通过不断优化供热自动化控制系统，系统的智能化水平越来越高，运行模式的改变，使其原本存在的流量不均、冷热不均等问题得到了有效改善。另外，供热自动化控制系统能够根据用户的实际需求进行自动调节，有效利用能源。
1 换热站的组成部分1）传感器及测量仪表：监测换热站的运行参数。
2）执行机构：对一次供热管网的电动调节阀门进行控制。
3）PLC：PLC 接收变送器采集到的现场信息，并通过上位机完成反馈信号和给定信号的比较运算，然后向前端I/O 模块发送由运算结果转变的控制信号，通过I/O 模块准确转换模拟量，有效控制补水泵、变频器和电动调节阀等。
4）现场液位计：测量补水箱水位。
5）视频监控：能够实时监控换热站各种设备的运行情况，其视频信息能够实现本地储存，为相关人员随时了解换热站内的实际情况提供方便。
2 供热自动化控制系统在换热站中的重要作用1）环境效益。将供热自动化系统应用于换热站，能够随时随地的监控热量，实时掌握外界温度和用户室内温度，调度人员可以更加科学地调控供热温度和流量，有效降低资源消耗。
2）经济效益。借助供热自动化控制系统，不但能够有效降低换热站对工作人员数量的需求，实现无人值守，降低人力资源支出，还能够优化相关数据的处理流程，快捷方便，提升工作质量和效率。
3）安全效益。与传统的管理和监测模式相比，供热自动化控制系统能够准确地体现各个运行环节的实际情况。一旦发生供热运行问题，自动化控制系统就能及时发现，有利于更加准确、快速地解决问题，保证热力站高效、稳定、安全运行。
换热站应用供热自动化控制系统，能够有效解放换热站的人力资源，提升供热工作的质量和效率。同时，依靠系统强大的分析与处理数据能力，供热管理更加简单、供热控制更加精准、供热质量更高，可有效控制换热站经济成本，避免资源浪费。供热自动化控制系统能够实时调控温度，不仅高效利用热力资源，而且用户的满意度和舒适度更高[1]。
3 供热自动化控制系统在换热站中的应用方式3.1 控制热量的方式我国换热站供热自动化控制系统大多是利用热网控制系统控制温度的方式。在控制过程中如果只重视温度，将使控制周期延长，无法满足相应的稳定性要求。在调控过程中必须保证合理的热量控制方式，通过热量控制系统实现实时监测与处理系统数据，并充分考虑气候环境变化进行程序设置，合理控制热网调节阀和循环泵，使换热站和换热机组拥有更高层次的自动控制水平。
3.2 收集、分析和传输数据的方式供热自动化控制系统需要收集各个热网的数据，经过系统分析后，再利用智能化的传输方式传输数据。自动化控制系统要保证准确、稳定、安全地传输数据，在数据传输中应该利用先进的软硬件设备，如：数字温度传感器，不但能直观地显示温度值，还能够准确转换温度信号。数字温度传感器具有非常高的灵敏度，其稳定性和精确性的优势也非常明显，能够准确、完整地完成数据传输。通讯网络也是数据传输不可缺少的因素，想要准确、及时地传输数据，必须以高质量的通讯网络为前提。由于数据的即时性特征非常明显，因此，必须以高效的通讯网络为依托，才能有效保障数据传输的时效性。
3.3 远程控制方式现阶段大多是将现场总线和以太网技术作为自动化控制的远程操控系统，相关的应用实践较多，已经拥有较为成熟的远程控制技术。有效应用远程控制方式不仅能够使控制的灵活性和可靠性更高，还能够减少对电缆材料和隔离设施的需求，降低能源消耗，在换热站成本控制过程中发挥积极作用。
4 换热站供热自动化控制系统设计4.1 相关工艺技术要求通过对某换热站采暖换热机组构成进行分析，其循环水系统包括2 台循环水泵，换热系统包括板式热换气组，补水系统包括1 台补水泵。在换热站供热自动化控制系统中使用典型的两级监控方式，这样能够使系统的工艺生产要求得到较好的满足。换热流程如图1 所示。人机界面主要利用西门子触摸屏作为上位机，能够监控并管理下位机，使供热管理变得更加方便。对于下位机来讲，PLC 是其主要组成部分，能够完成现场数据的采集和控制相关过程。
4.2 控制系统设计4.2.1 换热站控制器
在供热自动化控制系统中，使用SIMATICS7-300型号的西门子PLC 作为可编程控制器，人机操作界面实现可视化，提升对各项功能的控制效果。PLC 可编程控制器大多具有抗干扰能力强、可靠性高、稳定性高以及体积小的优势，还具有编程简单和维护方便的特点，在运行时能够适应恶劣环境，保证各种定时和顺序的闭环控制功能得到有效完成，同时，拥有方便快捷的通讯连接，其通讯模块处理和接口较多，能够与接口模块相结合，真正实现多个机架的扩展[2]。
4.2.2 人机操作界面
在供热自动化控制系统中，人机操作界面也非常重要，包括显示各种数据、预警各种故障以及维护调试设备等。其最明显的优势就是能够以友好的方式实现与用户的交互。首先是HMI 输入数据处理，以特定的方式将处理后的数据反映在人机操作界面，例如：相关的供热数据信息以及机组状态信息等。在屏幕上显示的方式多种多样，如符号、数值、表格等，帮助相关人员全面、准确地掌握供热系统的运行情况。
现阶段，西门子触摸屏（TPI77B）在各换热站应用较为广泛，并且大多使用西门子大尺度广域WinCC OA PVSS 控制平台，作为人机界面软件系统，主要包括以下内容：能够准确切换手动、自动功能，直接在操作界面中进行选择；能够使供热流程图的显示方式变得更加直接，实时模拟换热站实际运行情况；能够实时检测水箱压力、温度、液位等，并在这些指标不符合要求时实时报警。
4.2.3 网络通讯方式
通过上面的分析，应该尽量使用多点接口的MPI通讯方式，使CPU 同时联系多个设备，并且避免反复编写通讯程序，实现编程器、HMI 设备以及其他可编程器同时运行。利用VPN 网络能够有效实现各个部门之间的远程通讯，利用CP-343 网络通讯模块，能够使远程监控和无人值守的目标得以同时实现，使换热站供热运行管理模式更加先进[3]。
5 结语自动化控制系统能够在换热站供热过程中发挥非常重要的作用。近年来，供热市场的竞争变得越来越激烈，换热站想要获取更高的经济效益，必须对供热自动化控制系统进行不断完善与优化，满足供热质量要求，最大程度降低成本投入和经济消耗。因此，建设和完善换热站供热自动化控制系统，不但能够适应我国低碳环保的发展理念，换热站还能取得更高的安全效益和经济效益。
