0 引 言
    集中供暖已经是目前热力系统的必然趋势，但由于技术问题，影响了集中供热优越性的充分发挥。主要反映在：系统运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况下运行，供热量与需热量不匹配；运行数据不全，难以实现量化管理。
    搞好城市集中供热，必须要全面提高供热技术水平。一是要提高热力系统的自动化控制水平，另一点就是要提高热力行业的管理水平。供热工程中的自动控制对于保证热力系统的优质供热、安全运行、经济节能、环境保护具有十分重要的作用。
    目前，热力系统中的温度、压力等工艺参数由于多种因素，还是控制难题。这里基于普通的PID以及鲁棒性很强的内模PID设计方法实现这些工艺参数的闭环控制；同时，在监控系统的整体设计上充分考虑了企业管控一体化的必然趋势，采用了先进的基于B／S架构的研华WebAccess监控软件。该监控方案可以通过Web浏览器访问生产现场的实时数据，实现了系统的远程监控，远程故障诊断，远程指挥调度，远程设备管理等。最终实现对热力系统的良好控制与监测。

l Advantech WebAccess
    研华WebAccess的整体构架是基于网络的，其基本组成部分有：
    (1)工程节点。相当于工程师站，主要的编程、下载、整体调试与修改在这里完成，它有最高权限。同时还提供客户端和监控节点间的初始连接。
    (2)监控节点。首先一个间接的数据库服务器，WebAccess支持多种通信协议与自动化设备连接并通信。WebAccess监控节点主要提供管理控制和数据采集(SCADA)功能，包括趋势记录实时数据、报表、排程、报警和报警记录及运行记录等。
    (3)客户端。实际上是一种人机界面(HMI)的插件，它提供实时的数据显示、动画、趋势、报警和报告等功能。WebAccess客户端使用TCP／IP协议通过因特网或局域网和监控节点连接，而且允许线上管理员更改点值，确认警报和实时控制。
    (4)瘦客户端PDA。WebAccess的瘦客户端可以运行在嵌入式平台上，其实是扩大了监控功能。工作人员如果有权限就通过PDA手机及手提电脑都可以随时了解和控制工程现场的状况。
    此外WebAccess可以通过网络实现远程建构、修改图形及数据库。同时提供了与AutoCAD相容的矢量绘图方式，节省了存储空间，还可直接导人AutoCAD的DxF文件，提高了绘图速度。

2 热力系统优化控制
2．1 热力系统的工作原理
    通过一次网供水管道进入换热器，经过热交换后，再经一次网回水管道流回热源。而二次网的水在热交换后经二次网供水管道进入取暖用户的散热器，用户取得热量后，经二次网回水管道再进入热交换器，如此循环给用户供暖。其中温度、压力是热力系统的主要被控工艺参数，实现其优化控制具有重要意义。如图1所示。
2．2 补水控制
    系统内热水的水压为P，将压力变送器安装在二次网回水主管道上，管网上压力的变化经压力变送器送到控制器的输入端。压力的给定值设置为P0，当供热系统的压力低于P0时，变频器的输出频率上升开始补水；达到P0时，反馈信号与给定信号基本相等，变频器输出频率下降停止补水，从而实现了自动补水功能。如图2所示。

2．3 温度控制
    温度是工业对象中最主要的被控参数之一，而供暖过程中又存在许多干扰，如环境温度变化、输热管散热等，传统的PID控制器很难对温度进行良好的控制。内模PID控制器与传统PID控制器相比包含了整个过程的模型信息，同时可以利用解析的方法进行控制器的设计，而且内模PID控制器又具有很强的鲁棒性、跟踪调节性、抗干扰性。所以对控制热力系统有很大优势。如图3所示，系统反馈信号是二次侧供、回水温差F和外界扰动Fw，温差给定值为R。当F+F叫大于F0时，循环泵加，使循环水流量增加；当F+Fw=Fn时变频器没动作；当F+Fw小于F0时，循环泵减速使循环水流量减少(循环水的流量与用户所得热量成正向关系)。

3 热力监控系统的设计
3．1 热力监控系统网络架构
    本系统的网络结构分为三层，包括管理层、现场控制层、现场设备层。
    首先现场设备层包括仪表、传感器、执行器等，它们通过总线或串口与PLC进行通信完成数据交换。是控制系统的最底一层。