【正文】 其片內(nèi)含 4K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀存儲器（ EPROM）， 128 字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 存儲器（ RAM）。對瞬時供熱量進(jìn)行累計，就得出供熱總量。 考慮到系統(tǒng)實際運(yùn)行情況的復(fù)雜性，閥 門實際相對開度的增量比上式計算略小為宜。 共熱蒸汽采用對數(shù)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。 比較以上兩式可以看出，如果要保持補(bǔ)水前后供熱溫度 T1 不變，需要在開啟補(bǔ)水泵的同時，加大蒸汽投放量，多提供： q3=q1q2=Cp M3 (T1T3)的熱量。 補(bǔ)水前饋與 熱量計算 系統(tǒng)不補(bǔ)水時，供水流量 M1 等于回水流量 M2，此時瞬時供熱量為： q1 =供水量 – 回水熱量 =Cp M2（ T1T2） 當(dāng)系統(tǒng)處于補(bǔ)水狀態(tài)時，供水流量 M1 等于回水流量 M2 與補(bǔ)水流量 M3 之和，此時瞬時供、供熱量為： q1 =供水量 – 回水熱量 – 補(bǔ)水熱量 =Cp [M2（ T1T2） +M3（ T1T3） ] 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 上式中， T1為供水溫度 (℃ )， T2 問回水 溫度 (℃ )， T3 為補(bǔ)水溫度 (℃ )， Cp為水的定壓質(zhì)量比熱。 由于補(bǔ)水溫度較低，有時補(bǔ)水動作還相當(dāng)頻繁，所以補(bǔ)水成為影響供、回水溫度的主擾動。 為此，采用自動補(bǔ)水的控制方案。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 供、回水的壓力是熱網(wǎng)安全運(yùn)行的重要參數(shù)。其近似關(guān)系式為： Ts = 18+ K（ 18T0） 上式中 K 為供熱系數(shù)。控制原理框圖見下圖 圖中 T0表示室外大氣溫度 5min 內(nèi)的平均值， TS表示供、回水的溫度的設(shè)定值，T1 表示供水溫度測量值， T2 表示回水溫度測量值。 2℃。 整個系統(tǒng)可以分布式結(jié)構(gòu)，上位管理機(jī)最多可與 255 個供熱站控制裝置連接，每一控制又可接 255 個溫度巡測儀。總之，雖然 SCC 系統(tǒng)比 DDC 系統(tǒng)有很多優(yōu)越性，但由于生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，有時很難建立數(shù)學(xué)模型，所以 SCC 系統(tǒng)實現(xiàn)起來比較困難 確定方案 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 比較以上各種控制系統(tǒng)，在考慮到本設(shè)計的目標(biāo)是要使供熱公司對用戶實現(xiàn)高質(zhì)量的供熱服務(wù)，也就要求該控制系統(tǒng)可靠性高，速度快，結(jié)構(gòu)靈活，易于擴(kuò)展而且要便于維修。當(dāng) DDC 級危機(jī)出現(xiàn)故障時，可有 SCC 級微機(jī)完成 DDC 的控制功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)形式適合于老企業(yè)的技術(shù)改造，既用上了原有的模擬調(diào)節(jié)器，有實現(xiàn)了最佳給定值控制。 CC+模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng) SCC 級微機(jī)的作用是收集檢測信號及執(zhí)行管理命令，然后按照一定的數(shù)學(xué)模型計算后，給定值與檢測到的被控參數(shù)進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)模擬調(diào)節(jié)器計算后輸出控制量給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以使工作保持在最優(yōu)狀態(tài)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)產(chǎn)生過程的目的。 計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)（ SCC 系統(tǒng)） SCC（ Superbisory Computer Control）系統(tǒng)比 DDC 系統(tǒng)更接近生產(chǎn)變化的實長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 際情況，因為在 DCC 系統(tǒng)匯總計算機(jī)只是代替模擬調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，系統(tǒng)不能進(jìn)行在最佳狀態(tài)，而 SCC 系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行給定值控制 ,并且還可以進(jìn)行順序控制、最優(yōu)控制以及自適應(yīng)控制等，它是操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)和 DDC 系統(tǒng)的綜合與發(fā)展。缺點(diǎn)是要由人工進(jìn)行 操作，操作速度受到人為的限制，并且不能控制多個回路。計算機(jī)根據(jù)數(shù)學(xué)模型、控制算法對檢測到的生產(chǎn)過程參數(shù)進(jìn)行處理，計算出各控制量應(yīng)有的較合適或最優(yōu)的數(shù)值，供操作員參考，這時計算機(jī)就起到了操作指導(dǎo)的作用。 設(shè)計、開發(fā)、維護(hù)簡便 由于系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，且具有自診斷和錯誤檢測系統(tǒng)，所以設(shè)計、開發(fā)及維護(hù)都很方便，并且能實現(xiàn)高級復(fù)雜規(guī)律控制。 速度快 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)各級并行工作，很多采樣和控制功能都分散到各個子環(huán)節(jié)中，僅在必要時才通過高速數(shù)據(jù)通道與監(jiān)督計算機(jī)進(jìn)行信息交換，因此減少了數(shù)據(jù)集中串行處理時間，也減少了信息傳遞的次數(shù)，所以速度提高了。 分布式控制系統(tǒng)（ DCS 系統(tǒng)） 分布式控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Contral Systems）簡稱 DCS 系統(tǒng)，它實際上是一個分級結(jié)構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)，是有一臺或數(shù)臺主計算機(jī)和若干單片機(jī)構(gòu)成的計算機(jī)系統(tǒng)，所以也叫主從結(jié)構(gòu)或樹形結(jié)構(gòu)，單片機(jī)絕大部分時間都是在并行工作的只是必要時 才與主機(jī)通訊。而在 DDC 系統(tǒng)中由于微機(jī)代替了常規(guī)模擬調(diào)節(jié)器，因此要改變控制方法，只要改變程序就可以實現(xiàn)了， 無須對硬件線路做任何改動。 DDC 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是靈活性大。一臺單片機(jī)可以對多個被控參數(shù)進(jìn)行巡回檢測，并把檢測結(jié)果和給定值進(jìn)行比較，再按事先約定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算處理，然后通過 D/A 和反多路開關(guān)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，從而產(chǎn)生過程始終處于最佳狀態(tài)。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 數(shù)字控制系統(tǒng)（ DDC 系統(tǒng)） 直接數(shù)字控制系統(tǒng) DDC（ Direct Digital Contral）是單片機(jī)在工業(yè)控制中應(yīng)用最普通的一種方式 。 因此，綜上所述在本設(shè)計中采用 ATMEL89C51 單片機(jī)作為系統(tǒng)的智能控制器。每次試驗可以編入不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計到最優(yōu)。而 89系列單片機(jī)內(nèi)部采用了 Flash存儲器，所以，錯誤編程之后仍可以重新編程，直到正確為止，因此不存在廢品。 （ 3） 靜態(tài)時鐘方式 89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時鐘方式，可以節(jié)省電能。同時，在系統(tǒng)工作過程中，能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不影響信息的保存。 89系列單片機(jī)是以 8031 為核心構(gòu)成的，它和 8051 系列單片機(jī)是兼容的，其最大特點(diǎn)是內(nèi)部含有 Flash 存儲器。當(dāng)眾多用戶調(diào)節(jié)自己的流量后，整個熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化，此時熱網(wǎng)的總供熱量隨機(jī)變化增大；同時，多熱源聯(lián)合供熱的結(jié)構(gòu)需要確定如 何使得處于同一供熱網(wǎng)中的多熱源相互配合適應(yīng)供熱負(fù)荷的不斷變化，從而降低運(yùn)行費(fèi)用、提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果。 建立相應(yīng)的系統(tǒng)智能協(xié)調(diào)機(jī)制。⑤、供熱系統(tǒng)熱源的可擴(kuò)充性強(qiáng)。采用環(huán)狀網(wǎng)連接，熱網(wǎng)比摩阻較小，各換熱站的資用壓頭大，增強(qiáng)了系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性。系統(tǒng)中多熱源可根據(jù)供熱負(fù)荷的具體情況，制定出更為合理的供熱方案，并可隨時使全系統(tǒng)的供熱工況（供熱量、供回水溫度和水力工況）優(yōu)化，從而實現(xiàn)較理想的節(jié)能措施。當(dāng)熱網(wǎng)中某一或某些熱源出現(xiàn)事故時，各熱源可相互替代，相互補(bǔ)充。 多熱網(wǎng)逐漸聯(lián)網(wǎng)，形成多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)。而另一方面，解決目前日趨嚴(yán)重的供熱公司收費(fèi)難問題的最根本有效的管理方法就是采用根據(jù)用戶的實際使用熱量來收費(fèi)。世界各國的經(jīng)驗表明，把“大鍋飯”式的采暖包費(fèi)制，改為按實際使用熱量向用戶收費(fèi)，可節(jié)能 20%至 30%。 通過對我國供暖現(xiàn)狀的 總結(jié)和分析，結(jié)合發(fā)達(dá)國家的供暖模式，適合我國供暖發(fā)展需要的主要趨勢為： 實現(xiàn)分戶調(diào)節(jié)和熱量計量收費(fèi)。集中供暖有存在諸多節(jié)能和成本優(yōu)勢，當(dāng)前，我國供暖面臨著巨大的發(fā)展前景。 在集中供熱發(fā)展最早的是西歐的丹麥、瑞典、芬蘭和原蘇聯(lián)等國家，從上個世紀(jì)八十年代開始，就不斷采取措施和相應(yīng)的技術(shù)有效提高供熱 系統(tǒng)的節(jié)能和優(yōu)化，二十多年來，歐洲國家在集中供熱的政策規(guī)范及技術(shù)在實踐中不斷補(bǔ)充完善，代表了當(dāng)今世界的先進(jìn)水平，提供了比較成熟的技術(shù)和經(jīng)驗來借鑒。 我國集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 從上述對我國集中供暖的當(dāng)前情況的總結(jié)和分析可知，隨著形式的不斷發(fā)展，我國與供暖有關(guān)的相關(guān)的體制和條件 發(fā)生了很大的變化： 隨著我國各項體制改革的不斷進(jìn)行，供暖事業(yè)按面積收費(fèi)的弊端日益突出，必將阻礙供暖事業(yè)的發(fā)展； 我國節(jié)能和環(huán)境保護(hù)問題日益嚴(yán)重，而供暖的能量消耗在我國經(jīng)濟(jì)占有很大的比重，并且會對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響； 我國用戶生活水平近年來有了很大的提高，對供暖的舒適度有了更一步的要求。這種運(yùn)行調(diào)節(jié)方法簡單，且能保證供熱要求，因此被許多供熱公司所應(yīng)用。因此，只要保證流量按供熱面積均勻分配并保證適合的供水溫度就可以滿足供暖的需要。 在我國現(xiàn)有按供熱面積供熱體制下，用戶不能主動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，因此總供熱量僅僅和室外溫度有關(guān)，其總供熱量就可預(yù)先知道并且有熱源廠管理控制，熱源廠只要根據(jù)相應(yīng)的室外溫度控制一次網(wǎng)系統(tǒng)供回水溫度。通常一個城市有幾個區(qū)域供熱網(wǎng)，一個區(qū)域供熱網(wǎng)有幾十到上百個換熱站。隨著我國供熱體制的市場 經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變，供暖在不遠(yuǎn)的將來將不再作為 一項福利來實施，而是成為一個商品。同時，我國室內(nèi)熱環(huán)境差，發(fā)達(dá)國家室內(nèi)溫度是 22 攝氏度，而我國只有 16 攝氏度；供熱品質(zhì)也很差，室溫冷熱不均，室內(nèi)沒有控溫設(shè)備，用戶無法調(diào)節(jié)室溫。不但造成了能源和設(shè)備的浪費(fèi)，而且多個熱源同時在低負(fù)荷下運(yùn)行，也加重了城市的污染。有的城市雖然也把管網(wǎng)聯(lián)在一起，但在供熱時又都用閥門斷開，分別運(yùn)行。許多城市的大型熱源已不止一個，如：北京、沈陽等集中供熱系 統(tǒng)較發(fā)達(dá)的城市已經(jīng)在實踐初級的多熱源并網(wǎng)運(yùn)行；另外，其他地區(qū)，如：赤峰、鄭州、牡丹江、煙臺等市由于熱負(fù)荷的擴(kuò)大，也在近遠(yuǎn)期規(guī)劃了多熱源的格局。特別是熱電聯(lián)產(chǎn)作為綜合、合理利用能源的一個重要途徑，逐漸受到重視，也得到了較快的發(fā)展。減少城市污染等諸多方面的問題，已經(jīng)成為現(xiàn)今城市集中供熱系統(tǒng)急需解決的問題。就全國而言，目前我國供熱系統(tǒng)的能效只有 30%左右，而我國是一個能源缺乏的國家，能源需求增長率大大超過能源生產(chǎn)的增長率。 熱源 我國傳統(tǒng)的集中供熱主要采取熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域聯(lián)合供熱和小區(qū)鍋爐房供暖等幾種方式。大型集中供熱網(wǎng)一般均為間接式供熱網(wǎng)，作為熱能輸送的管網(wǎng)可分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)兩個部分。如前所述 ,集中供熱系統(tǒng)就是將大量的熱用戶用熱力網(wǎng)連接起來，由統(tǒng)一的熱源提供所需熱量的供熱系統(tǒng)。使之無論從技術(shù)上還是管理上都能達(dá)到一個更高的水平。但在供熱規(guī)模擴(kuò)大的同時也出現(xiàn)了很多問題，其中之一是隨著熱網(wǎng)的擴(kuò)大，先前小規(guī)模 熱網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)驗已不實用，只能沿用以前的理論與方法，因此對它的運(yùn)行管理也越來越困難。我國各地方的集中供熱規(guī)模越來越大，供熱網(wǎng)的覆蓋面積越來越廣，目前，全國已有近 300 個城市敷設(shè)了城市供熱管網(wǎng)，“三北”地區(qū)集中供熱普及率達(dá)到 30%左右，熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)也逐步從小規(guī)模的樹支 狀 熱網(wǎng)向大規(guī)模的多源聯(lián)合運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)發(fā)展。據(jù)東北、西北和華北三個北方寒冷地區(qū)統(tǒng)計，城市民用供熱系統(tǒng)中實行集中供熱的僅占 2%，分散鍋爐房供熱占 48%，家庭小爐灶占 50%，即使是集中供熱發(fā)展較好的北京市，集中供熱的比重也只占 %。此外，受地理環(huán)境影響，俄羅斯是世界上集中供熱最發(fā)達(dá)的國家之一。在世界上，北歐四國，如芬蘭、瑞典、挪威和丹麥，因為其地理環(huán)境的影 響，發(fā)展集中供熱系統(tǒng)比較早，目前已經(jīng)發(fā)展的比較完善。其中，集中供熱特別是熱電聯(lián)產(chǎn)供熱，對于節(jié)約一次能源，改善環(huán)境污染，提高人民生活水平有著重要的意義。 關(guān)鍵詞： 智能控制 集中供熱 監(jiān)控 信號采集 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract This paper present the general design and control conception of an intelligent heating control system in detail. ATM89c51 as the central intelligent unit in this system, which controls the temperature of each waterpiping way’s inorout and surrounding the pressure of the out filter s, the volume of offerheat cycle water and so on. The temperature is changed by the pressure and volume’s change ,so using th