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摘要：隨著我國科學技術不斷發展，物聯網作為“互聯網+”的產業，在社會生產各個領域中的愈加廣泛。為了能夠貫徹我國“節能減排”的理念，加強集中供熱節能網絡系統設計工作有著重要意義，這就需要發揮物聯網技術的效能。基于此，本文重點探究基于物聯網技術的集中供熱節能網絡系統的設計方案。

關鍵詞：集中供熱；節能網絡系統；物聯網；系統設計

近些年來，隨著我國社會經濟不斷發展，我國集中供熱產業也進入到了發展高峰期，作為城市生活中重要的基礎設施之一，推動集中供熱產業發展不僅可以有效提升城市居民生活水平、改善城市空氣質量，還能夠有效提升能源利用率。特別是在“十三五”和背景下，我國大力倡導節能減排，這也讓集中供熱節能網絡系統設計工作提上了日程。物聯網作為計算機網絡技術發展的產物，通過應用物聯網技術，可以避免出現“信息孤島”問題，推動集中供熱節能網絡朝向智能化方向發展。

1物聯網技術相關闡述

物聯網技術是通過紅外感應器、射頻識別、全球定位系統、激光掃描等集中而來的新型技術（如圖1）。物聯網技術可以將任何物品與互聯網連接，從而實現信息交換和通訊，從而實現智能化定位、識別、監控、操作等一系列功能。從本質上來說，物聯網技術的核心依然是互聯網技術，也就是在互聯網技術的基礎上所延伸的新型網絡技術，用戶端延伸、擴展到了任何物品之間。

2集中供熱網絡系統發展現狀

現如今，集中供熱網絡系統已經融合了傳感技術、計算機技術、測控技術、通訊技術、調控技術、集成技術，通過網絡平臺實現了整個供熱區域的遠程監控與調控，實現了集中供熱系統的自動化發展。對于我國來說，我國已經有上千個城市實現了集中供熱形式，但是大部分集中供熱系統依然處于半自動化狀態，運行效率不高，供熱效果不夠理想。我國集中供熱系統可以劃分為熱網、熱源兩個部分，熱源負責對整個供熱系統的供水溫度與循環流量；熱網是對各個換熱站進行熱量分配，但是由換熱站自身獨立控制調節所決定，并非是對整個集中供熱系統進行充分分析自動控制的形式，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，出現了供熱不均情況。在此背景下，國家提升了對集中供熱事業的支持，推動了集中供熱網絡系統朝向更新的方向發展。

3基于物聯網的集中供熱節能網絡系統設計

3.1系統框架

針對傳統集中供熱網絡系統的問題以及城市供熱需求，基于物聯網技術的集中公共熱系統框架大體上可以分為三個模塊，包括換熱站現場控制模塊、通訊模塊、控制中心模塊（如圖2）。該系統框架的優勢表現在：(1)在傳統供熱網絡系統中，換熱站主要是受到換熱站監控系統進行管控。而本文所提的系統增設了控制中心模塊，并且該模塊還可以劃分為三個部分，包括換熱站遠程監控、換熱站節能運行控制模式、短信報警服務。(2)傳統供熱網絡系統中，換熱站現場控制只有兩個功能，包括數據采集和現場控制。而本文所提的節能網絡系統，除了可以實現以上兩個功能，還可以進行控制中心遠程控制。(3)傳統集中供熱網絡系統中，通信模式主要包括845總線、公共交換電話、無線數轉臺通訊形式。而本文所提但是節能網絡系統可以根據系統實際運行狀態，增設了網絡通訊模塊，采用GPRS網絡傳輸數據信息。

3.2集中供熱節能網絡工作模式

基于物聯網的網絡系統中，換熱站現場主要的功能為數據采集和換熱站直接控制；控制中心可以對遠程監控、調控換熱站，向換熱站遠程發送指令；通訊系統負責換熱站和控制中心數據傳遞，換熱站現場所采集的信息可以直接傳輸到控制中心當中，而控制中心可以將操控指令直接發送到換熱站現場，并及時反饋操作結果。

3.3控制中心

控制中心是整個集中供熱節能網絡系統的核心，也是十分關鍵的一部分，控制中心會結合節能網絡運行需求，除了可以對換熱站進行實時監控，同時還增加了換熱站節能運行控制模式和短信報警服務。在實際運行當中，控制中心結合通訊模塊可以實時掌握換熱站的運行狀態，并且系統會根據數據信息對換熱站展開遠程控制，發送操控指令，換熱站此時執行操作，從而實現自動化控制。同時集中供熱節能網絡可以結合氣象數據、用戶特點、建筑對供熱影響展開綜合分析，采取科學的換熱站節能運行模式。在控制中心發現換熱站出現了數據異常時，會自動報警，并且結合短信報警服務，可以全天候傳遞報警信息，保證換熱站的運行安全。

3.4集中供熱節能通訊網絡

根據集中供熱節能系統工作模式，通信網絡主要是負責換熱站、控制中心信息傳遞，保證信息安裝轉換與傳遞。集中供熱節能網絡系統包含著控制模塊、換熱站現場控制模塊、通訊模塊，數據控制中心與各個換熱站之間屬于“一對多”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）控制中心根據上傳信息將指令下發給換熱站現場控制；（3）換熱站現場做出命令動作并將動作信息反饋給控制中心。

3.5換熱站現場控制

換熱站現場調控可以結合室外溫度變化，決定整個系統的供熱量，實際采集供熱信息和設定閾值進行比較之后，采用PID閉環調節方法，控制器傳輸信號到電動調節閥門，自動控制調解閥門開度，這樣即可改善一級網側流量，實現二級網側熱量調節。溫度曲線給定方法包括自動、手動另種形式，也就是可以人工修正中心控制中心溫度曲線。同時可以采用分組分段溫度調節曲線，在某個特定時間點，設定一個二次供水閾值，對一次供水閥開度進行調節。預留三個空間，包含恒溫運行的起止時間以及二次供水溫度，如果系統控制器達到了系統所設定的恒溫運行時間，此時就會按照設定溫度運行。一旦達到了恒溫結束時間，可以重新按照壓線運行溫度所設定的曲線運行。系統運行中還會根據二次供水、回水壓差，調節循環泵變頻的頻率，保證實際運行數據達到預設值。

4結束語

綜上所述，為了能夠降低集中供熱節能網絡系統運行損耗、提升供熱均衡度，本文提出了一種基于物聯網的集中供熱節能網絡系統，該系統包含了控制中心、通訊網絡、換熱站現場控制三大模塊，從而實現自動調節與控制，確保整個集中供熱節能網絡系統運行效能。

參考文獻

[1]徐金鳳.基于物聯網技術的集中供熱節能網絡系統設計與研究[D].天津理工大學.

[2]余保付.基于物聯網的智能供熱系統控制技術研究[D].2016.

[3]鄧小元.基于物聯網技術的能源監測與節能管理系統研究[D].2017.

作者：冉春雨 李爽 單位：吉林建筑科技學院