遠(yuǎn)程供熱集控的實現(xiàn)

樓海雷 高前東

摘 要：集中供熱目前已成為我國北方冬季供熱的一種主要形式，與以往采用的分散供熱相比，具有減少環(huán)境污染、節(jié)約能源等優(yōu)點，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。包頭市第二熱電廠集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)的研究成果和運行實踐，已成為體現(xiàn)城市集中供熱現(xiàn)代化水平的一個標(biāo)志。通過建設(shè)城市集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)換熱站機組的智能化控制和無人值守，全面收集供熱信息、集中監(jiān)視、熱網(wǎng)平衡、綜合分析、協(xié)調(diào)調(diào)度、提高效率，對于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運行、經(jīng)濟節(jié)能、環(huán)境保護具有十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：集中供熱 遠(yuǎn)程 監(jiān)控系統(tǒng) 智能控制 無人值守 經(jīng)濟節(jié)能

中圖分類號：TU995 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0008-01

當(dāng)前發(fā)展集中供熱具有良好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，對節(jié)約能源、改善環(huán)境質(zhì)量、提高人民生活水平具有重要的意義。提高供熱系統(tǒng)的自動化水平是提高供熱系統(tǒng)的現(xiàn)代科學(xué)管理水平重要標(biāo)志。因此，建立城市集中供熱信息管理調(diào)度及自動化控制的監(jiān)控系統(tǒng)是對集中供熱行業(yè)具有十分緊迫的現(xiàn)實意義。

1 集中供熱遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計

1.1 設(shè)計原則

由于供熱管道正常的壓力損耗，管網(wǎng)上游泵站不合理調(diào)整，供熱管網(wǎng)末端泵站區(qū)域，送回水壓差不能很好的建立水力工況，末端泵站一次流量不足，使得二次供暖質(zhì)量差，供用熱雙方矛盾激化。集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)是近年供熱企業(yè)，根據(jù)自身的條件，結(jié)合間供改造逐步發(fā)展起來的一項數(shù)據(jù)檢測、控制自動化系統(tǒng)。通過集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)全管網(wǎng)水力統(tǒng)一合理平衡分配，保證末端用戶建立正常的水力工況。

（1）系統(tǒng)設(shè)計遵循“技術(shù)先進成熟、實時快速、安全可靠、經(jīng)濟實用、便于擴展、容易升級”的基本原則。

（2）采用計算機遠(yuǎn)程監(jiān)控及手動現(xiàn)地控制方式。

（3）采用先進、成熟的全開放、分層、全分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置和設(shè)備選型便于硬件和功能的擴充，并適應(yīng)計算機技術(shù)發(fā)展迅速的特點，充分利用計算機領(lǐng)域的先進技術(shù)，使系統(tǒng)性能達到國內(nèi)一流水平，確保軟、硬件安全可靠、長期連續(xù)運行，以實現(xiàn)“無人值班，少人巡檢，實時監(jiān)控”的目標(biāo)。

（4）系統(tǒng)主網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)采用中國移動GPRS專網(wǎng)，各換熱站控制系統(tǒng)都通過VPN虛擬GPRS無線專網(wǎng)與監(jiān)控中心（供熱調(diào)度中心）的工作站進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測、監(jiān)控功能。

（5）監(jiān)控中心（供熱調(diào)度中心）的操作員工作站的操作系統(tǒng)采用Windows 2000，監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件采用唐山現(xiàn)代工控技術(shù)有限公司自主開發(fā)的集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)軟件，監(jiān)控軟件采用C/S結(jié)構(gòu)，NET框架，開發(fā)工具采用C#語言，數(shù)據(jù)庫軟件采用SQL-server，監(jiān)控軟件基于GIS地理信息平臺。

（6）為保證無人值守?fù)Q熱站的可靠運行，將故障排除在第一時間，設(shè)置維檢人員巡更系統(tǒng)，巡更時間及路線可設(shè)定，巡更記錄無線上傳到監(jiān)控中心。

（7）系統(tǒng)具有可靠性高，抗干擾性能強，可利用率高，可維護性好。

（8）系統(tǒng)高度可靠，不會因局部故障而影響現(xiàn)場設(shè)備的正常運行，而且系統(tǒng)的MTBF、MTTR及各項性能指標(biāo)均達到或超過部頒《計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)規(guī)程》。

1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)由四部分組成：現(xiàn)場無人值守?fù)Q熱站控制部分、通訊系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、監(jiān)控中心。包括各換熱站的變頻柜、傳感器、調(diào)節(jié)閥、數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)地/遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)傳輸，熱網(wǎng)監(jiān)控中心集中監(jiān)控軟、硬件設(shè)施等。各熱力站設(shè)置值班人員巡更考勤系統(tǒng)，巡更記錄遠(yuǎn)傳到熱網(wǎng)監(jiān)控中心，以保證值班人員對各無人值守?fù)Q熱站的定時查詢。

1.2.1 無人值守?fù)Q熱站現(xiàn)地控制

供熱控制器；供熱機組變頻控制柜。

調(diào)節(jié)閥；溫度壓力傳感器。

流量儀表；數(shù)傳模塊。

1.2.2 通訊系統(tǒng)

中國移動、中國聯(lián)通、中國電信所提供的網(wǎng)絡(luò)通訊平臺。

通訊終端設(shè)備。

1.2.3 巡更系統(tǒng)

巡更模塊；巡更管理軟件。

1.2.4 監(jiān)控中心

監(jiān)控計算機；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

通訊服務(wù)器；數(shù)據(jù)顯示大屏幕。

通訊設(shè)備；監(jiān)控軟件。

1.3 功能實現(xiàn)

1.3.1 實時監(jiān)控

換熱站為無人值守控制方式，根據(jù)從熱網(wǎng)參數(shù)及各個換熱站采集到的工況參數(shù)，采用標(biāo)準(zhǔn)的RS485通訊協(xié)議，通過通訊設(shè)備與熱力公司監(jiān)控中心保持?jǐn)?shù)據(jù)通訊，使監(jiān)控中心隨時掌握各換熱站的運行工況，調(diào)節(jié)各換熱站的控制變量，使熱網(wǎng)在保證供熱質(zhì)量的前提下，節(jié)能運行。

1.3.2 數(shù)據(jù)采集

采集數(shù)據(jù)匯總：

（1）一次網(wǎng)供水溫度。

（2）一次網(wǎng)供水壓力。

（3）一次網(wǎng)回水流量。

（4）一次網(wǎng)回水溫度。

（5）一次網(wǎng)回水壓力。

（6）一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥控制。

（7）一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥閥位反饋。

（8）二次網(wǎng)供水溫度。

（9）二次網(wǎng)供水壓力。

（10）二次網(wǎng)回水溫度。

（11）二次網(wǎng)回水壓力。

（12）室外溫度。

（13）補水泵狀態(tài)及事故報警。

（14）循環(huán)泵狀態(tài)及事故報警。

（15）軟水箱低水位報警。

1.3.3 集中控制

監(jiān)控中心可遠(yuǎn)程修改供熱曲線，根據(jù)室外溫度通過調(diào)節(jié)二次供水溫度改變一次流量，通過調(diào)節(jié)循環(huán)泵變頻器改變二次流量等、通過調(diào)節(jié)補水泵變頻器改變補水壓力。（具體內(nèi)容見熱能平衡部分）

1.3.4 巡更管理

為保證無人值守?zé)崃φ镜目煽窟\行及對事故的最早時間處理，在每個熱力站設(shè)置1套維修巡檢人員遠(yuǎn)程巡更系統(tǒng)，維檢人員必須在規(guī)定時間范圍內(nèi)到該熱力站登陸報到，否則系統(tǒng)將按違規(guī)進行記錄。考勤紀(jì)錄經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心。

2 結(jié)語

集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)是城市供熱管理的一種方式，集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)進步具有很強的示范性和推廣意義，是城供熱行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)代化、管理科學(xué)化、全面上水平的重要標(biāo)志。該文所研究的“集中供熱遠(yuǎn)程監(jiān)控及熱能均衡”項目，希望能對我國北方城市集中供熱事業(yè)的發(fā)展帶來有益方面的借鑒作用，集中供熱遠(yuǎn)程監(jiān)控及熱能均衡值得到大力推廣和應(yīng)用。

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