無人值守?zé)峋W(wǎng)監(jiān)控

【摘要】隨著集中供熱的普及，無人值守?fù)Q熱站越來越多。熱網(wǎng)監(jiān)控在設(shè)計上實現(xiàn)無人值守?zé)崃φ镜慕ㄔO(shè)方向配置，并且把系統(tǒng)的可靠性和計量的準(zhǔn)確性作為各環(huán)節(jié)的硬件建設(shè)原則貫徹執(zhí)行。因此，圍繞全網(wǎng)熱量平衡管理及可靠性，各熱力站采用智能控制柜，從而確保了熱量計量的高準(zhǔn)確度要求。所有這些措施都為全網(wǎng)實施熱量管理方案提供了可靠的硬件保障。

一、基本功能

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)完成和得到應(yīng)用的通用功能有：負(fù)責(zé)各熱力站運行參數(shù)的采集計算和控制調(diào)節(jié);提供人性化的人機(jī)操作界面，方便運行、管理人員瀏覽數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)、下達(dá)控制命令，對各類運行參數(shù)采集分析和數(shù)據(jù)庫存檔;完成各種運行參數(shù)的趨勢顯示;建立報表系統(tǒng)?？筛鶕?jù)需要形成報表格式，并對所有熱力站的重要參數(shù)匯總形成報表，對熱力站控制器提供中央調(diào)度和熱力站設(shè)備的自動/手動控制轉(zhuǎn)換功能;網(wǎng)絡(luò)發(fā)布通訊等內(nèi)容。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)備

目前硬件系統(tǒng)包括監(jiān)控中心硬件部分、環(huán)境溫度測量部分、熱力站監(jiān)控系統(tǒng)， 通訊網(wǎng)絡(luò)部分共四個主體部分。這四部分通過MODEM 撥號網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成了監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。具體硬件結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

三、本熱網(wǎng)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的概念

供熱系統(tǒng)科學(xué)運行的經(jīng)濟(jì)成果最終體現(xiàn)為熱源供熱量能夠合理跟隨環(huán)境溫度（包含風(fēng)、雪天影響等）的科學(xué)規(guī)劃和運行。而實現(xiàn)科學(xué)運行的瓶頸難點是熱網(wǎng)的熱力平衡（在目前“戶用熱量表”不能普遍推廣的現(xiàn)狀條件下）。只有熱力平衡的熱網(wǎng)，才有可能實現(xiàn)熱源“跟隨”環(huán)境溫度的科學(xué)規(guī)劃供熱，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的目的。

建設(shè)本熱網(wǎng)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)把熱網(wǎng)平衡管理作為首要目標(biāo)任務(wù)。針對供熱系統(tǒng)的“系統(tǒng)性”，本設(shè)計貫徹了“用周期供熱量調(diào)節(jié)熱網(wǎng)平衡”的理論方法;相應(yīng)的硬件配置則是建立在各個供熱環(huán)路“計量體系（熱量計量）”基礎(chǔ)上的計算機(jī)管理系統(tǒng)！該熱網(wǎng)計算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)是供熱運行的集中管理平臺。

為了確保該集中管理平臺的長期可靠工作，確保各測、控元件的可靠性，特別是流量測量和流量控制閥門以及各變頻調(diào)速器等設(shè)備的可靠性尤為重要。為此本方案特別提出了以彎管流量計為流量測量儀器，西門子控制器（柜）為主控設(shè)備的硬件產(chǎn)品方案;而對于那些涉及系統(tǒng)運行安全的特種流量控制閥門，也應(yīng)該再次組織考察后和選定廠家合同確定 （包括航天二院等閥門廠家） 。

對于在二次網(wǎng)安裝的自力式流量平衡閥以及具體的安裝位置問題，建議會同有關(guān)專家確定。

本熱網(wǎng)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)總體構(gòu)架框圖如圖2所示：

圖2 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

由圖2可見，系統(tǒng)設(shè)計“突出了運行管理的實用性”，首先在硬件系統(tǒng)構(gòu)成上宏觀突出了在中央集權(quán)管理下的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化管理設(shè)計，適應(yīng)了集中供熱的大系統(tǒng)運行管理要求;另外在硬件構(gòu)成中還明確了對環(huán)境溫度的集中測量環(huán)節(jié)，突出了中央調(diào)度室可以隨時根據(jù)環(huán)境變化情況實時調(diào)度熱源供熱量，為全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度管理提供規(guī)劃決策的數(shù)據(jù)依據(jù)。

解決熱網(wǎng)平衡運行重點設(shè)計是對于熱網(wǎng)熱力平衡的“分析與控制”功能軟件，調(diào)度工作可根椐每一天各熱力站累積的熱量平衡分析結(jié)果了解和完成平衡調(diào)節(jié)的操作。

另外，軟件設(shè)計還包括了“預(yù)報和規(guī)劃”功能軟件，為調(diào)度熱源供熱量提供參考依據(jù);而對每天“經(jīng)濟(jì)效益分析”功能的應(yīng)用將有助于對經(jīng)濟(jì)運行的不斷總結(jié)提高。

熱力站的硬件和軟件設(shè)計方面，在包括了水泵啟停、定壓補(bǔ)水及變頻調(diào)節(jié)功能的同時，還考慮了現(xiàn)場分析和手動操作的方便性，熱力站控制柜觸摸顯示屏上設(shè)計有“運行圖”和 “現(xiàn)場調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換”與“操作及報警”等功能。

本設(shè)計全面應(yīng)用了我公司的多項研究成果：

（1）區(qū)分晝、夜規(guī)劃供熱的節(jié)能運行理念;

（2）基于周期供熱量的熱網(wǎng)平衡管理理論和一次網(wǎng)大局平衡技術(shù);

（3）二次網(wǎng)各分支平衡管理的熱力站數(shù)值化無人值守技術(shù)等內(nèi)容。

本方案還突出強(qiáng)調(diào)了直接使用“熱量”參數(shù)管理熱網(wǎng)各環(huán)節(jié)的統(tǒng)一熱量管理方法，期望能在運行過程中取代多年來因設(shè)備條件限制而無奈使用的“溫度管理法”或“流量管理法”等傳統(tǒng)的單參數(shù)粗放供熱管理模式，從而將“熱量”管理的科學(xué)理念真正貫徹到了“熱源—熱網(wǎng)—換熱站—熱用戶”構(gòu)成的整個供熱運行全過程。

本監(jiān)控系統(tǒng)在熱力站設(shè)計上實施了無人值守?zé)崃φ镜慕ㄔO(shè)方向配置，并且把系統(tǒng)的可靠性和計量的準(zhǔn)確性作為各環(huán)節(jié)的硬件建設(shè)原則貫徹執(zhí)行。因此，圍繞全網(wǎng)熱量平衡管理及可靠性，各熱力站LZK-II型熱力站控制柜的核心部件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部采用德國西門子的設(shè)備。為了實現(xiàn)熱量計量的準(zhǔn)確與可靠，流量測量采用了我公司研制的彎管流量計，確保了流量測量的高準(zhǔn)確性要求和長期運行的可靠;溫度測量也全部采用了工業(yè)計量標(biāo)準(zhǔn)器件Pt100-A級鉑電阻，從而確保了熱量計量的高準(zhǔn)確度要求。所有這些措施都為全網(wǎng)實施熱量管理方案提供了可靠的硬件保障。

四、監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。由于它承擔(dān)了對所有相關(guān)信息的數(shù)據(jù)采集，歸檔、綜合分析處理并且對全網(wǎng)提出運行建議并實施控制執(zhí)行等多項任務(wù)。因此，其硬件配置是圍繞一組高性能計算機(jī)服務(wù)器，及配套的通訊設(shè)備和顯示設(shè)備組成的。本監(jiān)控中心的信息可以通過局域網(wǎng)方便的上傳給多個相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門，從而為形成調(diào)度指揮中心系統(tǒng)提供了方便。

五、結(jié)論

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機(jī)管理技術(shù)、自動化控制技術(shù)和可靠的熱量計量技術(shù)基礎(chǔ)上的。運行管理按照熱力站無人值守目標(biāo)設(shè)計了計算機(jī)遠(yuǎn)程測控管理系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]崔耀華.集中供熱全網(wǎng)平衡軟件工程的應(yīng)用[J].區(qū)域供熱，2012（04）.