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城市热网远程监控系统

朱永亮  
【摘要】:随着信息科学技术的飞速发展,在城镇集中供热领域中,不仅对热力站流量、压力、温度等参数的检测与控制有高精度的要求,而且还根据城市发展的需要,热力站在供热负荷允许的情况下还会增加新的管道和供热用户。随着供热网的不断扩大,如何科学有效地控制和管理热网,提高热网的经济效益和社会效益,成为供热企业急需解决的重要课题。采用嵌入式计算机远程监控系统可以有效地解决热网的控制和管理问题。 本文以热力公司集中供热热力站为研究对象,以供热工程基本理论为基础,结合当前的嵌入式计算机应用技术,对集中供热热力站微机监控系统进行了分析和研究,针对集中供热系统的特点,采用了嵌入式计算机远程监控原理及方法,设计了基于嵌入式技术的热力站计算机监控系统。文中给出了以STM32嵌入式芯片为主体的硬件模块化设计和软件的设计。 供热管网运行控制,具有不确定、非线性、强耦合等特点。常规的PID控制难以满足供暖热水温度控制要求。因此,本文采用了模糊PID算法,实现了对热交换系统模型的仿真控制,利用模糊推理对PID参数K p、K I、K D进行在线整定。用MATLAB软件对控制算法进行了研究与仿真,仿真结果表明该控制器具有较小的超调量和较好的稳定性。 文中着重阐述了嵌入式系统实现热力站数据采集控制器的硬件、软件设计,以及设计中采用的模块化设计方法;讨论了保证系统稳定可靠运行、以及热平衡调整的关键技术;了解了GPRS网络通讯原理,研究了GPRS-DTU如何实现与数据中心之间的通讯。本课题已成功用于供热企业,为城市供热管网监控运行开辟了新的研究方向,本课题采用的控制理论与方法亦可用于城市供水、煤气管网、以及石油、化工、智能电网等其他远程工业控制领域。


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