物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)范文

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摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)作為“互聯(lián)網(wǎng)+”的產(chǎn)業(yè)，在社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域中的愈加廣泛。為了能夠貫徹我國(guó)“節(jié)能減排”的理念，加強(qiáng)集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作有著重要意義，這就需要發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的效能。基于此，本文重點(diǎn)探究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：集中供熱；節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)集中供熱產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入到了發(fā)展高峰期，作為城市生活中重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，推動(dòng)集中供熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅可以有效提升城市居民生活水平、改善城市空氣質(zhì)量，還能夠有效提升能源利用率。特別是在“十三五”和背景下，我國(guó)大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，這也讓集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作提上了日程。物聯(lián)網(wǎng)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以避免出現(xiàn)“信息孤島”問題，推動(dòng)集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)朝向智能化方向發(fā)展。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)闡述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是通過紅外感應(yīng)器、射頻識(shí)別、全球定位系統(tǒng)、激光掃描等集中而來(lái)的新型技術(shù)（如圖1）。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接，從而實(shí)現(xiàn)信息交換和通訊，從而實(shí)現(xiàn)智能化定位、識(shí)別、監(jiān)控、操作等一系列功能。從本質(zhì)上來(lái)說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心依然是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也就是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上所延伸的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用戶端延伸、擴(kuò)展到了任何物品之間。

2集中供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，集中供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)融合了傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、通訊技術(shù)、調(diào)控技術(shù)、集成技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)供熱區(qū)域的遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展。對(duì)于我國(guó)來(lái)說，我國(guó)已經(jīng)有上千個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了集中供熱形式，但是大部分集中供熱系統(tǒng)依然處于半自動(dòng)化狀態(tài)，運(yùn)行效率不高，供熱效果不夠理想。我國(guó)集中供熱系統(tǒng)可以劃分為熱網(wǎng)、熱源兩個(gè)部分，熱源負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)供熱系統(tǒng)的供水溫度與循環(huán)流量；熱網(wǎng)是對(duì)各個(gè)換熱站進(jìn)行熱量分配，但是由換熱站自身獨(dú)立控制調(diào)節(jié)所決定，并非是對(duì)整個(gè)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行充分分析自動(dòng)控制的形式，這就造成了靠近熱源換熱站溫度更高，原理熱源的換熱站溫度較低，出現(xiàn)了供熱不均情況。在此背景下，國(guó)家提升了對(duì)集中供熱事業(yè)的支持，推動(dòng)了集中供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)朝向更新的方向發(fā)展。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)框架

針對(duì)傳統(tǒng)集中供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的問題以及城市供熱需求，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集中公共熱系統(tǒng)框架大體上可以分為三個(gè)模塊，包括換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制模塊、通訊模塊、控制中心模塊（如圖2）。該系統(tǒng)框架的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：(1)在傳統(tǒng)供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，換熱站主要是受到換熱站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管控。而本文所提的系統(tǒng)增設(shè)了控制中心模塊，并且該模塊還可以劃分為三個(gè)部分，包括換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控、換熱站節(jié)能運(yùn)行控制模式、短信報(bào)警服務(wù)。(2)傳統(tǒng)供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制只有兩個(gè)功能，包括數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)控制。而本文所提的節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，除了可以實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)功能，還可以進(jìn)行控制中心遠(yuǎn)程控制。(3)傳統(tǒng)集中供熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通信模式主要包括845總線、公共交換電話、無(wú)線數(shù)轉(zhuǎn)臺(tái)通訊形式。而本文所提但是節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，增設(shè)了網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)信息。

3.2集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)工作模式

基于物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，換熱站現(xiàn)場(chǎng)主要的功能為數(shù)據(jù)采集和換熱站直接控制；控制中心可以對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)控?fù)Q熱站，向換熱站遠(yuǎn)程發(fā)送指令；通訊系統(tǒng)負(fù)責(zé)換熱站和控制中心數(shù)據(jù)傳遞，換熱站現(xiàn)場(chǎng)所采集的信息可以直接傳輸?shù)娇刂浦行漠?dāng)中，而控制中心可以將操控指令直接發(fā)送到換熱站現(xiàn)場(chǎng)，并及時(shí)反饋操作結(jié)果。

3.3控制中心

控制中心是整個(gè)集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，也是十分關(guān)鍵的一部分，控制中心會(huì)結(jié)合節(jié)能網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行需求，除了可以對(duì)換熱站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)還增加了換熱站節(jié)能運(yùn)行控制模式和短信報(bào)警服務(wù)。在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，控制中心結(jié)合通訊模塊可以實(shí)時(shí)掌握換熱站的運(yùn)行狀態(tài)，并且系統(tǒng)會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)信息對(duì)換熱站展開遠(yuǎn)程控制，發(fā)送操控指令，換熱站此時(shí)執(zhí)行操作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。同時(shí)集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)可以結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、用戶特點(diǎn)、建筑對(duì)供熱影響展開綜合分析，采取科學(xué)的換熱站節(jié)能運(yùn)行模式。在控制中心發(fā)現(xiàn)換熱站出現(xiàn)了數(shù)據(jù)異常時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并且結(jié)合短信報(bào)警服務(wù)，可以全天候傳遞報(bào)警信息，保證換熱站的運(yùn)行安全。

3.4集中供熱節(jié)能通訊網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)集中供熱節(jié)能系統(tǒng)工作模式，通信網(wǎng)絡(luò)主要是負(fù)責(zé)換熱站、控制中心信息傳遞，保證信息安裝轉(zhuǎn)換與傳遞。集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含著控制模塊、換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制模塊、通訊模塊，數(shù)據(jù)控制中心與各個(gè)換熱站之間屬于“一對(duì)多”形式。其主要功能包括：（1）換熱站傳感器將采集的信息傳輸給控制中心；（2）控制中心根據(jù)上傳信息將指令下發(fā)給換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制；（3）換熱站現(xiàn)場(chǎng)做出命令動(dòng)作并將動(dòng)作信息反饋給控制中心。

3.5換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制

換熱站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控可以結(jié)合室外溫度變化，決定整個(gè)系統(tǒng)的供熱量，實(shí)際采集供熱信息和設(shè)定閾值進(jìn)行比較之后，采用PID閉環(huán)調(diào)節(jié)方法，控制器傳輸信號(hào)到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，自動(dòng)控制調(diào)解閥門開度，這樣即可改善一級(jí)網(wǎng)側(cè)流量，實(shí)現(xiàn)二級(jí)網(wǎng)側(cè)熱量調(diào)節(jié)。溫度曲線給定方法包括自動(dòng)、手動(dòng)另種形式，也就是可以人工修正中心控制中心溫度曲線。同時(shí)可以采用分組分段溫度調(diào)節(jié)曲線，在某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)，設(shè)定一個(gè)二次供水閾值，對(duì)一次供水閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)。預(yù)留三個(gè)空間，包含恒溫運(yùn)行的起止時(shí)間以及二次供水溫度，如果系統(tǒng)控制器達(dá)到了系統(tǒng)所設(shè)定的恒溫運(yùn)行時(shí)間，此時(shí)就會(huì)按照設(shè)定溫度運(yùn)行。一旦達(dá)到了恒溫結(jié)束時(shí)間，可以重新按照壓線運(yùn)行溫度所設(shè)定的曲線運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行中還會(huì)根據(jù)二次供水、回水壓差，調(diào)節(jié)循環(huán)泵變頻的頻率，保證實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)值。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠降低集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行損耗、提升供熱均衡度，本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了控制中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、換熱站現(xiàn)場(chǎng)控制三大模塊，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，確保整個(gè)集中供熱節(jié)能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行效能。

參考文獻(xiàn)

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[3]鄧小元.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源監(jiān)測(cè)與節(jié)能管理系統(tǒng)研究[D].2017.

作者：冉春雨 李爽 單位：吉林建筑科技學(xué)院