集中供暖监控系统设计与优化控制方法研究

目前，集中供暖技术获得了越来越广泛的应用，但是随着规模的扩大，如何解决各换热站之间的水力耦合问题，以及及时有效地获取供热管网的准确参数值，实现集中供暖的全自动控制，将具有重大的经济效益和学术研究价值。针对上述问题，本文介绍了换热站的构成、运行原理和供热调节方式，以及换热站控制系统的水力工况和热力工况，并对集中供暖系统的控制调节方式进行了讨论与分析。设计了集中供暖监控系统，并对基于改进BP算法的PID神经网络解耦控制方法在集中供暖系统中的应用进行了深入的研究。具体研究内容如下： 首先，本文以“北京房山区城关西里集中供热工程”为实例，根据该工程的设计要求和现场的实际情况，以保障功能、降低成本为出发点，设计了本文的集中供暖监控系统。监控系统的换热站硬件控制器选择美国AB1769系列PLC，采用RS Logix5000编程软件进行编程。热网监控中心上位机软件采用美国ABFactoryTalk View Studio进行界面组态，远程数据传输方式采用虚拟专用网络VPN，从而实现了集中供暖换热站控制系统的全自动化。 其次，为了解决由各换热站之间的水力耦合问题所引起的热用户室内温度冷热不均的现象，采用传统的PID控制方法不能获得理想的效果，并且参数整定比较麻烦。本文将改进的BP算法与PID神经网络解耦控制方法相结合，设计了基于改进BP算法的PID神经网络解耦控制系统。该系统选择两个具有强耦合关系的换热站作为被控对象，选择换热站供回水平均温度作为被控参数，通过调节一次网分配给各换热站的高温热水的流量，来实现热量的均匀分配。 最后，结合MATLAB软件对上述控制系统进行了仿真实验，在实验中取得了良好的控制效果，验证了基于改进BP算法的PID解耦控制方法具有良好的解耦性能。