针对某企业的热能供应情况，2台6t燃气真空锅炉供暖系统分别供给高区换热站、直供分支一、直供分支二及直供分支三，2台4t燃气蒸汽锅炉分别给三区汽水换热站、生产2区换热站、电镀车间直供、磷化车间直供、其他车间直供等。以热能监控管理系统的应用分析，建立生活区用于采暖的2台6t燃气真空锅炉和生产区2台4t燃气蒸汽锅炉节能监控管理系统，是该企业的热能供应达到安全、节能、有效监控的能源供应系统。
1 全自动化热能节能监控管理系统概述
1.1 全自动化热能节能监控管理系统方案
热网节能监控管理系统通过对收集到的数据进行分析，然后做出最佳的处理方法，可以在耗能最低的情况下，满足用户的供热需求。本系统SCADA采用了B/S结构设计，不需安装和维护复杂的系统软件，只需安装通用的Web浏览器，即可实现图形、资料信息的高效率共享。所以它有“全智能控制”，“数据统计管理”，“分布式设备联合工作控制”， “高稳定性”，“高供热品质”以及“安全”“节能”“方便”等特点。
1.2 热能监控管理系统的作用
（1）实现燃气锅炉直供分支可控调节与计量；
（2）实现各换热站（水-水换热、汽-水换热）的温度补偿功能，实现日常的连续节能供热。
（3）实现蒸汽炉直供分支的可控调节与计量；
（4）在供热和规划供热的基础上进一步实现对于“明天”供热运行的经济效益分析，通过这个功能的连续应用，深化研究和调整供热的合理供热量，不仅把节能供热用“算账”的方式落实到每一天、建立一个可持续深化的途径。
（5）真正实现“换热站无人值守”供热系统的建设，节约人力、降低供热成本。
2 热能监控管理系统硬件系统的建立
热能监控管理系统硬件系统的建立包括环境温度检测、监控中心、换热站监控系统、通讯网络以及热源监控系统。
2.1 环境温度检测
环境温度测量用于确定供热量的预报规划和控制，因此环境温度测量应该尽可能按照气象部门的标准执行。 本系统采用的标准气象箱要安装在气象部门规定的室外场地。本监控系统的环境温度测量采用了西门子室外温度传感器，提高环境温度测量值的连续可靠性，确保为系统供热规划提供可靠的环境温度依据。
2.2 监控中心
监控中心是本热网计算机监控系统的核心部分，由于它承担了对所有相关信息的综合分析处理和对全网提出运行建议，并实施控制执行等多项任务。因此，其硬件配置是围绕高性能计算机服务器配套通讯设备和显示设备等组成的。其通讯方式采用ADSL与换热站PLC控制柜通讯，实现数据采集与远程控制功能。
2.3 换热站监控子系统
换热站控制装置是为了满足智能热网的整体需求，而开发的一种全新的智能型换热站控制器。它既可以作为智能控制单元进行换热站的独立调节与控制，也可以接受控制中心的集中管理和集中调节与控制，而且还参与了换热站二次热网的分别调节。换热站控制装置主要由PLC（内嵌换热站专用智能调节软件）控制器、一次侧电动调节阀（或分布式水泵）、二次侧循环泵、二次侧支路调节阀、压力温度流量变送器等构成，PLC控制器是换热站控制装置的核心。
2.3.1 换热站调节控制逻辑
PLC控制器内嵌换热站专用智能多回路PID调节软件，具有的控制功能：
（1）主动控制
1) 接受热力控制中心的调度指令及输入的变量参数调节控制一次侧及二次侧各执行机构；
2) 按换热站控制箱内PLC内置的预设控制预测室外温度曲线和现场温度系数调整、以及分时的热负荷经验或计算数据调整控制参数，并且设定控制目标函数；
3) 根据参数调整后设定控制目标函数，经过调节器控制换热站一次侧电动调节阀（或分布式水泵）、二次循环泵以及二次侧分水器各支路上的控制阀门，从而根据用户所需的热量进行适量调节输出；
4)根据供热用户的类型，进行分支路、分时段的人性化供热管理；
（2）被动控制
主要根据换热站压力温度流量变送器等测量信息，在不同的供热管理模式下，智能PID调节软件根据二次侧用户需要的总供热负荷和总资用压头、控制调节一次侧电动调节阀（或分布式水泵）、二次侧循环泵的变频控制，以及二次侧分水器各支路上的控制阀门在安全供温下实现以尽可能低的供热和电能的损耗给用户符合条例的供热效果。
2.3.2 换热站控制装置的主要功能
（1）数据测量显示包括测量显示换热站一、二次侧的温度、压力、流量、热量、室外温度、室内温度等实时参数。测量显示换热站一、二次侧设备的运行状况。
（2）数据双向通讯
换热站所有测量显示的数据都由路由器通过数据通讯网络，实时上传到热力控制中心。热力控制中心的调度指令也可以通过数据通讯网络，实时传输到换热站控制系统。
（3）故障报警控制
换热站一次侧流量、温度、压力报警；一次侧电动调节阀阀位报警；一次侧过滤器阻塞报警；换热器一次侧回路阻塞报警。换热站二次侧流量、温度、压力报警；二次侧除污器阻塞报警；换热器二次侧回路阻塞报警；循环泵故障报警（含变频器）；补水泵报警；水箱水位报警。换热站测量变送及控制设备故障自检报警。并通过网络向总控中心传递信号。
（4）离线安全运行
在供热运行中热站所需智能控制的完整功能都由热站现场设备直接实现，减少了上位机、控制中心由于通讯问题或其他因素产生运行故障，当每次现场设备接受控制中心命令调整后都可独立完成热站运作和信息集送，保证了热站离线独立运行的高可靠性。
（5）自主调节与控制自主调节时，换热站的PLC控制器按照预先设置的控制规律，实时自动计算控制目标（二次侧的供热量、循环泵转速及一次侧的调节阀的开度），并进行调节。从而保证系统以最佳方式运行，保证系统以适量供热调节的目标。
（6）集中调节与控制
在需要集中调节的时候，控制中心可以收回各个换热站自主调节的权利，统一由控制中心进行集中控制与调节。控制中心可以全部或者部分地进行集中调节，在任何时候也可以释放集中控制权，交由换热站自主调节，集中调节与自主调节必须实现自动无扰切换，保证系统平稳过渡。而且一旦控制中心与换热站通讯故障后，换热站可以自动收回自主控制权。
（7）故障模式调节与控制
在供热系统发生故障时，换热站已经判别发生故障、而且在自主调节状态时，则自动转入其他模式运行。重要设备故障报警而控制中心一段时间对报警无反应则按预设的条件自动切换成其他运行模式如按控制二次供水温度等定温供热模式。如果换热站没有判断出故障，则可由控制中心强制换热站进入其他模式运行，保障供热安全。
（8）实时与历史数据管理
实时数据在完成显示和上传的同时，将一些关键数据进行处理计算后作为历史数据存储，力求数据存储量小，以减轻PLC控制器的负担。其他实时数据不作为历史数据在PLC上保存，上传后统一在控制中心存储管理。
（9）智能决策及优化运行
换热站控制系统根据室外温度进行供热负荷预报，自动调节供热量，并且根据二次侧的供热状况自动校正预报负荷，使其满足适量供热调节。在负荷调节过程中以最小输送能耗，将热量输送到热用户。
3 结语
通过建立智能热能管理系统，可以很好的解决企业的热能供应及系统运行的问题，达到实时适量供热调节运行，低能耗目标运行调节和具有控制中心集中调节和换热站自主调节两种模式，从而实现企业节能和供热系统安全经济运行的目标。
