換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、換 熱 站技 術(shù) 方 案目 錄一、系統(tǒng)概述4二、方案介紹5三、設(shè)計(jì)原則6四、系統(tǒng)解決方案94.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖94.2熱網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸模塊功能詳述104.2.1 實(shí)時數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳中心功能104.2.2 原始電流值的遠(yuǎn)程傳送114.2.3 中心遠(yuǎn)程對時功能114.2.4 遠(yuǎn)程自動化控制功能114.2.5遠(yuǎn)程報(bào)警參數(shù)設(shè)置功能124.2.6遠(yuǎn)程量程設(shè)定124.2.7遠(yuǎn)程自控參數(shù)設(shè)定134.2.8遠(yuǎn)程設(shè)定報(bào)警功能開關(guān)134.3中心分布系統(tǒng)組成及功能概述144.3.1 中心系統(tǒng)軟件組成結(jié)構(gòu)圖144.3.2 中心軟件功能概述144.3.2.1熱網(wǎng)分控中心功能描述154.3.2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)204.3.3 系

2、統(tǒng)詳細(xì)功能描述214.3.3.1 方便靈活的人員權(quán)限管理214.3.3.2 功能強(qiáng)大的站點(diǎn)管理，添加，刪除，224.3.3.3 清晰，直觀，超大字體的實(shí)時數(shù)據(jù)顯示；224.3.3.4 地圖數(shù)據(jù)直觀顯示234.3.3.5 熱交換站各種數(shù)據(jù)模擬畫面顯示234.3.3.6遠(yuǎn)程查詢設(shè)置各個報(bào)警參數(shù)244.3.3.7 遠(yuǎn)程查詢設(shè)置各種量程范圍參數(shù)244.3.3.8 遠(yuǎn)程設(shè)置和查詢自控策略以及相關(guān)參數(shù)254.3.3.9 用戶瀏覽，添加，刪除，權(quán)限修改，密碼修改等操作264.3.3.10 站點(diǎn)歸屬管理，支路管理等操作264.3.3.11 歷時數(shù)據(jù)查詢，曲線圖顯示，報(bào)表生成，打印等26五、各種控制模式詳述26

3、5.1、一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥控制方式265.1.1 聯(lián)動控制模式265.1.2 流量（或熱量）上下限模式275.1.3 控制二次網(wǎng)供水溫度模式275.1.4 控制一次網(wǎng)流量模式275.1.5 控制一次網(wǎng)閥開度模式285.2 控制方式選擇285.2.1 室外溫度方式285.2.2 時間段方式285.2.3 手動指定方式285.3 循環(huán)泵控制295.4 補(bǔ)水泵控制30六、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)306.1 特殊I/O單元30七、系統(tǒng)效果33八、 GPRS 無線通信的特點(diǎn)34九、結(jié)束語35一、系統(tǒng)概述隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和人民生活水平日益提高，社會對環(huán)境的要求越來越高。近年來我國北方城鎮(zhèn)大力提倡城鎮(zhèn)集中供熱，改變原來各單

4、位、各片區(qū)自己供熱、單獨(dú)建立鍋爐房給城市帶來的污染，由城市外圍的一個或者多個熱電廠提供熱源，市內(nèi)各片區(qū)建立換熱站，統(tǒng)一給用戶供熱。這樣就大大減少了燃煤對城市環(huán)境的污染，同時也節(jié)省了能源。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，尤其是計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，自動控制水平也得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，需求用戶對供熱質(zhì)量的要求不斷提高和能源緊張的今天，提高供熱質(zhì)量同時節(jié)約能源勢在必行。城鎮(zhèn)熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是通過對供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量、開關(guān)量等進(jìn)行測量、控制及遠(yuǎn)傳，實(shí)現(xiàn)對供熱過程有效的遙測及控制。城鎮(zhèn)熱網(wǎng)遠(yuǎn)程集中監(jiān)控系統(tǒng)是區(qū)域供熱系統(tǒng)中的重要組成部分，它將實(shí)時、全面了解供熱系統(tǒng)的運(yùn)行工況，監(jiān)視不利工況點(diǎn)的

5、壓差，保證區(qū)域供熱系統(tǒng)安全合理地運(yùn)行，并可根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行供熱規(guī)劃和科學(xué)調(diào)配，為熱力部門提供準(zhǔn)確、有效的重要數(shù)據(jù)。達(dá)到整個系統(tǒng)的節(jié)能目的；提高了供熱品質(zhì)及舒適度，延長了設(shè)備的使用壽命。供熱系統(tǒng)是一個多參量、大滯后的復(fù)雜系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)綜合節(jié)能控制技術(shù)，有針對性的解決供熱系統(tǒng)熱源、管網(wǎng)、終端用戶三個部分實(shí)際問題，提供三個主要環(huán)節(jié)的信息化管理平臺，實(shí)現(xiàn)了熱源控制一體化，管網(wǎng)智能化，終端用戶信息化；解決了系統(tǒng)整體過量供熱，管網(wǎng)存在水力失調(diào)，室溫存在冷熱不均的問題，達(dá)到整個系統(tǒng)節(jié)能目的。二、方案介紹各換熱站現(xiàn)有自動化監(jiān)控系統(tǒng)是利用現(xiàn)場可編程邏輯控制器(PLC) 監(jiān)視換熱站的運(yùn)行情況及各點(diǎn)參數(shù)及其變化趨勢

6、和設(shè)備狀態(tài)，不同的是換熱站是有人值守的運(yùn)行模式，各換熱站是人工巡檢的運(yùn)營模式。無法實(shí)現(xiàn)對供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量、開關(guān)量等進(jìn)行及時測量、控制及遠(yuǎn)傳與中心監(jiān)控平臺的數(shù)據(jù)通信。針對提出的多座換熱站升級需求，我公司對系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)充分考慮供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀，分為換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制、聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控方案。系統(tǒng)是集現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)為一體的，全面地監(jiān)測熱網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，控制熱網(wǎng)的供熱溫度，為“按需供熱”提供有效技術(shù)保障。系統(tǒng)節(jié)能率2030%，使用壽命在10-15年以上。本系統(tǒng)是對換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制系統(tǒng)的整體改造，將熱交換采用當(dāng)今最先進(jìn)的自動化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。采用GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控

7、。使用一臺計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，對各個換熱站的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。上位機(jī)的監(jiān)控人員根據(jù)上傳數(shù)據(jù)可實(shí)時通過上位機(jī)各換熱站的設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)監(jiān)測及起?？刂?，實(shí)現(xiàn)換熱站的無人值守。三、設(shè)計(jì)原則 安全可靠穩(wěn)定性原則系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行起著十分關(guān)鍵的作用，因此在系統(tǒng)建設(shè)過程中，將系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定性作為設(shè)計(jì)的首選原則。終端應(yīng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力。終端應(yīng)實(shí)現(xiàn)故障自診斷功能和自恢復(fù)功能，當(dāng)出現(xiàn)故障的時候能自動重啟而不需要人為的切斷電源。嚴(yán)格全面的權(quán)限管理；詳細(xì)的操作日志功能。只有安全可靠的系統(tǒng)才能達(dá)到令人滿意的結(jié)果。在方案設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)考慮選用穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和技術(shù)，使其具有必要的冗余

8、容錯能力，為用戶提供高可用服務(wù)。要求系統(tǒng)在硬件配置、操作系統(tǒng)、以及系統(tǒng)管理等環(huán)節(jié)采取嚴(yán)格的安全措施，保證系統(tǒng)不受侵害。 先進(jìn)性原則系統(tǒng)采用先進(jìn)成熟的具有當(dāng)今國內(nèi)先進(jìn)水平的監(jiān)測控制技術(shù)、控制器及應(yīng)用軟件，并具有完整的技術(shù)文檔資料。 實(shí)用性原則系統(tǒng)需要本著能夠解決熱網(wǎng)運(yùn)行中存在的實(shí)際問題，進(jìn)行整體規(guī)劃，無論是網(wǎng)絡(luò)體系、通信系統(tǒng)、硬件平臺及軟件功能，必須能夠滿足整個熱網(wǎng)管理的需求。力求完善化、科學(xué)化；用戶界面設(shè)計(jì)友好，易于理解、易于掌握、便于操作。 可擴(kuò)充性原則應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)邏輯結(jié)構(gòu)清晰、易讀。在功能的劃分和設(shè)計(jì)時，盡可能相對獨(dú)立、減少相關(guān)性，以易于擴(kuò)充、維護(hù)和修改。采集控制器應(yīng)充分考慮其獨(dú)立性和

9、擴(kuò)展性，使設(shè)備配置和系統(tǒng)擴(kuò)展有更大的自由度和靈活性。為熱用戶的日益增長，預(yù)留較大的擴(kuò)展空間。系統(tǒng)不但要能滿足現(xiàn)階段的業(yè)務(wù)要求，而且要能滿足將來業(yè)務(wù)的增長和新技術(shù)發(fā)展的要求，要在原有設(shè)備繼續(xù)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)上，保證用戶能方便地增加或調(diào)整設(shè)備，改善系統(tǒng)功能和性能，支持將來系統(tǒng)不斷更新和便于升級，從而保護(hù)原有投資。主機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展能力，滿足不同規(guī)模計(jì)算環(huán)境的要求，并且能提供多種升級途徑，給業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展創(chuàng)造條件。縮放性是企業(yè)網(wǎng)結(jié)構(gòu)要求中最重要的一個方面。企業(yè)業(yè)務(wù)的快速變化，用戶不可預(yù)測的需求都要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能適應(yīng)這種情況。這就意味著我們在最初設(shè)計(jì)中，投資重點(diǎn)要放在一個可縮放的結(jié)構(gòu)上以及支持它的

10、相關(guān)的軟硬件。 兼容性原則底層系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、采集控制器、通訊方法、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都采用國際標(biāo)準(zhǔn)或統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使得系統(tǒng)的兼容性大大提高，只要遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，任何廠家的設(shè)備都可以接入該系統(tǒng)。在滿足系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，力爭用最少的資金，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。經(jīng)濟(jì)性原則不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過程中，而且要為系統(tǒng)今后的維護(hù)降低成本打下基礎(chǔ)。四、系統(tǒng)解決方案4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖4.2熱網(wǎng)無線數(shù)據(jù)傳輸模塊功能詳述GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊可以實(shí)現(xiàn)溫度，壓力，流量，斷電報(bào)警，柜門開關(guān)報(bào)警等信號的傳輸?shù)裙δ堋Ｖ行目梢詫?shí)時傳輸對下位機(jī)（PLC）電動調(diào)節(jié)閥自動，手動控制，遠(yuǎn)程，就地控制等功能。4.2.1 實(shí)時數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳中

11、心功能GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊可以實(shí)現(xiàn)傳輸如下實(shí)時數(shù)據(jù)的功能： 一次溫度、壓力、流量遠(yuǎn)程傳送； 二次溫度、壓力、流量遠(yuǎn)程傳送； 一次瞬時熱量的計(jì)算，遠(yuǎn)程傳送； 二次瞬時熱量的計(jì)算，遠(yuǎn)程傳送； 一次流量累計(jì)積算及顯示，一次熱量累計(jì)積算及顯示； 二次流量累計(jì)積算及顯示，二次熱量累計(jì)積算及顯示； 當(dāng)前閥開度顯示； 當(dāng)前室外溫度顯示； 當(dāng)前柜門報(bào)警狀態(tài)顯示；以上數(shù)據(jù)可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間間隔定時向中心發(fā)送。同時，以上數(shù)據(jù)可以分別由中心單獨(dú)招測，也可以一次性中心全部招測。4.2.2 原始電流值的遠(yuǎn)程傳送根據(jù)預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)，可以遠(yuǎn)程傳送當(dāng)前溫度，壓力，流量等參數(shù)原始電流值，供用戶比較原始數(shù)據(jù)和計(jì)算出

12、的溫度壓力等數(shù)據(jù)是否一致。同時可以在必要時，實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，供中心長期監(jiān)測，比較之用。4.2.3 中心遠(yuǎn)程對時功能為了保證中心系統(tǒng)時鐘同下位機(jī)各個站點(diǎn)的系統(tǒng)時鐘高度一致，每次GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，或間隔一定的時間以后，會自動同中心系統(tǒng)進(jìn)行時鐘校對，保證整個系統(tǒng)時鐘高度一致。4.2.4 遠(yuǎn)程自動化控制功能GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊可以遠(yuǎn)程設(shè)定調(diào)節(jié)閥的各種自動化控制模式： 根據(jù)室外溫度調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供水溫度模式； 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各個時間段的供水溫度調(diào)整二次網(wǎng)的供水溫度； 根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各個時間段的閥開度調(diào)整一次網(wǎng)的閥開度； 設(shè)定當(dāng)前的供水溫度值； 設(shè)定當(dāng)前的閥開度； 設(shè)定當(dāng)前

13、的閥偏移量4.2.5遠(yuǎn)程報(bào)警參數(shù)設(shè)置功能遠(yuǎn)程設(shè)定如下參數(shù)的上下限報(bào)警值，當(dāng)測量值超出該值設(shè)定的上下限時，本地PLC通過GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊自動上傳報(bào)警數(shù)據(jù)，同時中心有聲音和視覺的提示： 一次溫度，壓力，流量； 二次溫度，壓力，流量； 室外溫度； 閥開度； 柜門狀態(tài)；4.2.6遠(yuǎn)程量程設(shè)定可以通過GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊遠(yuǎn)程分別設(shè)定如下參數(shù)的量程： 一次供水溫度； 一次回水溫度； 二次供水溫度； 二次回水溫度； 一次供水壓力； 一次回水壓力； 二次供水壓力； 二次回水壓力； 一次供水流量； 室外溫度；4.2.7遠(yuǎn)程自控參數(shù)設(shè)定遠(yuǎn)程設(shè)置各換熱站PLC所用到的各種自控參數(shù)。主要包

14、括如下： 室外溫度同供水溫度之間的對應(yīng)關(guān)系表 供水溫度偏差同閥開度變化量之間的對應(yīng)關(guān)系表 一天之內(nèi)各個不同時間段的二次供水溫度關(guān)系表 一天之內(nèi)各個不同時間段的閥開度變化關(guān)系表 自控調(diào)整周期 配合不同模式設(shè)定當(dāng)前供水溫度，閥開度，閥偏移量等參數(shù)4.2.8遠(yuǎn)程設(shè)定報(bào)警功能開關(guān)報(bào)警功能開關(guān)控制自動報(bào)警，并實(shí)時遠(yuǎn)傳該報(bào)警數(shù)據(jù)。4.3中心分布系統(tǒng)組成及功能概述4.3.1 中心系統(tǒng)軟件組成結(jié)構(gòu)圖4.3.2 中心軟件功能概述整個組態(tài)軟件系統(tǒng)架構(gòu)是基于分布式的C-S架構(gòu)，在兩臺互為熱備的數(shù)據(jù)服務(wù)器上安裝組態(tài)王服務(wù)器版本，負(fù)責(zé)實(shí)時采集、處理從區(qū)域控制器上傳的各種實(shí)時監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，在兩臺監(jiān)控工作站上安裝組態(tài)王通用版，

15、在工程師站上安裝組態(tài)王開發(fā)運(yùn)行版。 冗余監(jiān)控服務(wù)器熱網(wǎng)監(jiān)控中心的監(jiān)控服務(wù)器（兼操作員站），采用雙機(jī)冗余熱備形式和基于客戶服務(wù)器方式的開放系統(tǒng)。主要功能包括： a）通過交換機(jī)與現(xiàn)場各個下位機(jī)（PLC）連接，通過GPRS DTU無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與熱網(wǎng)中各個熱力站控制子系統(tǒng)連接，采集現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一的存儲與管理；b）作為整個監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，存儲各種數(shù)據(jù)，包括實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史資料；c）作為人機(jī)接口（HMI），通過多媒體手段（畫面、聲音等），為操作人員提供熱網(wǎng)中各個熱力站形象直觀的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)、過程報(bào)警、事件報(bào)警等；d）作為人機(jī)接口，操作員通過輸入設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤等），向熱網(wǎng)中各個熱力站發(fā)送調(diào)控指

16、令；e）按照設(shè)計(jì)要求為投影儀等提供顯示畫面和過程數(shù)據(jù)。 工程師站熱網(wǎng)監(jiān)控中心的工程師站，主要功能是：a）經(jīng)過授權(quán)的維護(hù)人員（維護(hù)工程師），通過工程師站可以對各個鍋爐控制子系統(tǒng)和整個熱網(wǎng)控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，包括控制網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)設(shè)置（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增減、通訊速率的設(shè)置等）、人機(jī)接口（HMI）畫面的修改、現(xiàn)場過程資料采樣點(diǎn)和被控點(diǎn)的增減等；2）具有操作員站的全部功能，需要時可以作為操作員站使用；3）也可以按照設(shè)計(jì)要求為投影儀等提供顯示畫面和過程數(shù)據(jù)。4.3.2.1熱網(wǎng)分控中心功能描述 監(jiān)控系統(tǒng)SCADA功能與數(shù)據(jù)管理功能監(jiān)控系統(tǒng)能夠從鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)和熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程中采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行加工處理，也可以被寫回

17、流程，完成鍋爐和熱網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制功能。監(jiān)控軟件能夠根據(jù)應(yīng)用軟件的需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行定位和操作。 計(jì)算機(jī)的熱備與無擾動切換熱網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)器（操作員站）采用雙機(jī)熱備的方式，冗余操作時，在計(jì)算機(jī)本機(jī)（生產(chǎn)機(jī)）正常工作的同時，熱備機(jī)實(shí)時地刷新本身的數(shù)據(jù)區(qū)，始終與本機(jī)的數(shù)據(jù)相同。在本機(jī)發(fā)生故障時，熱備機(jī)能夠以與本機(jī)相同的過程數(shù)據(jù)接替本機(jī)的控制功能，從而實(shí)現(xiàn)無擾動切換功能。 分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)監(jiān)控軟件支持分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立的執(zhí)行賦給它的任務(wù)，節(jié)點(diǎn)可以脫機(jī)而不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，節(jié)點(diǎn)同樣可以在網(wǎng)上任何地方獲取數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件支持“請求式數(shù)據(jù)傳輸”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 數(shù)據(jù)庫軟件具有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫支持功

18、能，收集、存儲、管理工藝流程中的實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫除了具備常規(guī)的數(shù)據(jù)管理功能以外，還具有開放的結(jié)構(gòu)，支持通用的數(shù)據(jù)交換協(xié)議（ODBC），確保數(shù)據(jù)的可靠利用。監(jiān)控軟件支持建立在以標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)環(huán)境下的客戶機(jī)/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用TCP/IP。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的站點(diǎn)分成數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)瀏覽節(jié)點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，而且可以實(shí)現(xiàn)配置的共享。 監(jiān)控功能監(jiān)控系統(tǒng)（監(jiān)控服務(wù)器、操作員站、工程師站、背投式大屏幕投影儀等）能夠提供各種圖形顯示、多媒體顯示、動畫等功能，能夠以數(shù)字、符號及圖形方式為操作人員動態(tài)地模擬生產(chǎn)過程，并能夠顯示實(shí)時過程資料，易于操作和管理。監(jiān)控系統(tǒng)能夠在操作員站上

19、對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行讀/寫操作，或者只讀操作，完成對各個力站的控制和對整個熱網(wǎng)工藝流程的控制。監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的異常事件產(chǎn)生多種形式的報(bào)警，報(bào)警信息可以在網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)之間傳遞，并且可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印，能夠彈出報(bào)警窗口，同時，根據(jù)工藝要求預(yù)設(shè)各種報(bào)警的優(yōu)先級，主要報(bào)警抑制次要報(bào)警。對于一些較為復(fù)雜的控制和調(diào)節(jié)，監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動的運(yùn)用一些適用的、可靠的算法對過程值進(jìn)行調(diào)整，使這些過程值按照工藝設(shè)計(jì)要求，保持在一定的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對過程的控制。 報(bào)表功能監(jiān)控系統(tǒng)具有報(bào)表功能，能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的任何數(shù)據(jù)按照操作人員的要求進(jìn)行采樣，并存儲在一個數(shù)據(jù)文件中，保證至少兩年不溢出。

20、文件中的數(shù)據(jù)能夠隨時作為歷史數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)文件能夠支持流行的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)歸檔支持分布式結(jié)構(gòu)，可以在故障時就地存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。監(jiān)控系統(tǒng)能夠支持以工業(yè)數(shù)據(jù)交換協(xié)議來存儲數(shù)據(jù)，操作人員能夠用電子表格生成各類生產(chǎn)流程和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的詳細(xì)報(bào)表，報(bào)表包含所屬的實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)。 報(bào)警功能監(jiān)控系統(tǒng)具有報(bào)警功能，當(dāng)產(chǎn)生過程報(bào)警時，操作員站和背投式大屏幕投影儀能夠彈出報(bào)警畫面，報(bào)警打印機(jī)打印出報(bào)警信息，操作員站和背投式大屏幕投影儀畫面能夠顯示報(bào)警位置、原因、時間等相關(guān)信息，操作人員能夠在操作員站對過程報(bào)警進(jìn)行確認(rèn)。維護(hù)工程師能夠根據(jù)工藝要求定義不同過程報(bào)警的不同優(yōu)先級。 注釋功能監(jiān)控系統(tǒng)操作員站對于所有的設(shè)備都配有注

21、釋功能，監(jiān)控系統(tǒng)配有一專用的注釋清單來存儲給定設(shè)備的運(yùn)行信息。 趨勢功能監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供2種趨勢功能，包括歷史趨勢功能和實(shí)時趨勢功能。操作人員或管理人員能夠調(diào)出任意過程參數(shù)任意時刻的歷史趨勢資料；操作人員能夠根據(jù)需要改變實(shí)時趨勢的采樣時間。在同一趨勢畫面中，可用不同顏色顯示多條趨勢曲線。 訪問控制監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置訪問控制功能，通過訪問控制功能，系統(tǒng)給予操作員相應(yīng)的權(quán)限。操作員權(quán)限可以組態(tài)，每一操作員的權(quán)限是唯一的。監(jiān)控系統(tǒng)能夠按責(zé)任分成不同的領(lǐng)域，被選擇的過程顯示、報(bào)警清單和報(bào)表僅對相關(guān)操作員開放。4.3.2.2 系統(tǒng)特點(diǎn) 超大系統(tǒng)容量?？梢酝瑫r容納5000-6000個 I/O 點(diǎn)，長時間數(shù)據(jù)存儲

22、,存儲數(shù)據(jù)可達(dá)百 G 以上。 全面系統(tǒng)冗余處理。包括數(shù)據(jù)庫冗余，系統(tǒng)冗余，通訊冗余等。 靈活定制各級管理員及管理權(quán)限； 數(shù)據(jù)自動報(bào)警顯示。包括聲光提示等； 大分辨率顯示器和投影儀支持； 固定客戶端，移動客戶端同時支持； 支持歷時數(shù)據(jù)導(dǎo)入，導(dǎo)出，支持歷時數(shù)據(jù)后補(bǔ)添加； 直觀，靈活定制的趨勢圖，曲線，報(bào)表等； 方便，迅速，靈活的歷時數(shù)據(jù)定制查詢，打印，報(bào)表生成等；4.3.3 系統(tǒng)詳細(xì)功能描述支持PID溫差控制，供回水壓差限幅調(diào)節(jié)?？刂屏鞒倘缦聢D所示：出水溫度室外溫度供熱量(負(fù)荷計(jì)算）負(fù)荷/出水溫度閥門調(diào)節(jié)地理環(huán)境參數(shù)室溫期望值測量實(shí)溫+-+-變頻調(diào)速循環(huán)泵+分時段溫差二次回水壓力二次出水壓力二次回

23、水溫度二次出水溫度+室外溫度回水壓力供水壓力變頻調(diào)節(jié)補(bǔ)水泵+-4.3.3.1 方便靈活的人員權(quán)限管理可以任意定制人員的管理權(quán)限和管理功能。甚至可以全部刪除用戶，進(jìn)行人員權(quán)限再分配等；4.3.3.2 功能強(qiáng)大的站點(diǎn)管理，添加，刪除，可以任意進(jìn)行站點(diǎn)的添加，刪除，修改等。添加刪除等站點(diǎn)管理設(shè)計(jì)參數(shù)全面，功能強(qiáng)大?？梢匀我鈩h除站點(diǎn)，可以任意添加站點(diǎn)?？梢詫ΜF(xiàn)有站點(diǎn)進(jìn)行任意修改，修改任意站點(diǎn)參數(shù)對系統(tǒng)不會造成影響?？芍庇^瀏覽現(xiàn)有站點(diǎn)的各個參數(shù)，包括： 站點(diǎn) IP 地址； 站點(diǎn)地理位置； 自控周期，室外計(jì)算/下發(fā)周期； 當(dāng)前控制策略模式； 當(dāng)前報(bào)警開關(guān)，電流回傳功能開關(guān)，DTU在線與否等； 當(dāng)前站點(diǎn)歸屬

24、，支路號，管井，供熱面積等；4.3.3.3 清晰，直觀，超大字體的實(shí)時數(shù)據(jù)顯示；為了便于用戶長時間監(jiān)測實(shí)時數(shù)據(jù)的需要。設(shè)計(jì)實(shí)時數(shù)據(jù)顯示時，采用隔行錯色的視覺顯示方式，便于用戶長時間監(jiān)視而不會引起視覺疲勞。同時為了更便于人員查看。采用了超大計(jì)算機(jī)字體，并加強(qiáng)了字體處理效果；實(shí)時數(shù)據(jù)顯示內(nèi)容如下： 一次溫度、壓力、流量； 二次溫度、壓力，流量； 瞬時流量，熱量； 累計(jì)流量，熱量； 當(dāng)前室外溫度，閥開度； 當(dāng)前數(shù)據(jù)接收時間；4.3.3.4 地圖數(shù)據(jù)直觀顯示直接引入管網(wǎng)地理信息平面圖。直觀表明各個換熱站的地理位置，管徑，距離中心供熱點(diǎn)的距離。并且實(shí)時顯示該站點(diǎn)的溫度，壓力，流量等數(shù)據(jù)。供用戶比較沿線管

25、損，溫度變化趨勢，壓力變化趨勢等。4.3.3.5 熱交換站各種數(shù)據(jù)模擬畫面顯示實(shí)際模擬換熱站的工作流程。顯示各個關(guān)鍵部位的實(shí)時數(shù)據(jù)。4.3.3.6遠(yuǎn)程查詢設(shè)置各個報(bào)警參數(shù)可以查詢設(shè)置各個報(bào)警參數(shù)，可以查詢報(bào)警設(shè)置日志等?？梢栽O(shè)置和查詢的報(bào)警參數(shù)如下： 一次供水溫度上下限； 二次供水溫度上下限； 一次供水壓力上下限； 二次供水壓力上下限； 閥開度報(bào)警上下限； 室外溫度報(bào)警上下限；4.3.3.7 遠(yuǎn)程查詢設(shè)置各種量程范圍參數(shù)以遠(yuǎn)程查詢或者設(shè)置各種一次儀表的測量范圍。并可以查詢修改日志等工作，可以查詢或設(shè)置量程的參數(shù)如下： 一次供回溫度； 二次供回溫度； 一次供回壓力； 二次供回壓力； 流量；4.3

26、.3.8 遠(yuǎn)程設(shè)置和查詢自控策略以及相關(guān)參數(shù)可以遠(yuǎn)程查詢或設(shè)置各個站點(diǎn)當(dāng)前的自控策略以及相關(guān)工作參數(shù)。并可以查詢操作日志。其中包括： 供 水 溫 度 同 室外溫度對應(yīng)關(guān)系表； 供水溫度偏差同閥開度變化量關(guān)系表； 每天不同時間段供水溫度對應(yīng)關(guān)系表； 每天不同時間段閥開度對應(yīng)關(guān)系表； 當(dāng)前自控采用的策略模式；4.3.3.9 用戶瀏覽，添加，刪除，權(quán)限修改，密碼修改等操作4.3.3.10 站點(diǎn)歸屬管理，支路管理等操作4.3.3.11 歷時數(shù)據(jù)查詢，曲線圖顯示，報(bào)表生成，打印等五、各種控制模式詳述5.1、一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥控制方式可以全面多種模式，按系統(tǒng)設(shè)定的優(yōu)先級級別調(diào)整一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥其中按照優(yōu)先級別依次如

27、下：5.1.1 聯(lián)動控制模式該模式下，調(diào)節(jié)閥執(zhí)行的優(yōu)先級別最高。無論當(dāng)前處于何種狀態(tài)，只要聯(lián)動模式任何情況發(fā)生時，調(diào)節(jié)閥優(yōu)先執(zhí)行預(yù)定操作。預(yù)定操作包括，閥門關(guān)閉等。觸發(fā)情況包括如下： 系統(tǒng)斷電當(dāng)控制器檢測到系統(tǒng)斷電（或循環(huán)泵斷電）時，無論調(diào)節(jié)閥處于何種狀態(tài)，首先發(fā)出指令，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥。防止出現(xiàn)熱交換器過熱汽化等極端情況。該情況只有在有后備電源的情況下才能起效，同時電調(diào)閥應(yīng)具有斷電自動關(guān)閉功能。 二次網(wǎng)欠壓該情況一般預(yù)示二次網(wǎng)缺水。同時補(bǔ)水系統(tǒng)出現(xiàn)故障。因此，必須停止熱交換，關(guān)閉電調(diào)閥，關(guān)閉循環(huán)泵。 循環(huán)泵故障 二次網(wǎng)溫度高于報(bào)警值 一次網(wǎng)壓力高于報(bào)警值5.1.2 流量（或熱量）上下限模式系統(tǒng)可以

28、按流量（或熱量）設(shè)定一次網(wǎng)流量的上下限值，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到設(shè)定極限值時，自動減小電調(diào)閥開度，以減小系統(tǒng)流量，達(dá)到預(yù)先設(shè)定的流量范圍。5.1.3 控制二次網(wǎng)供水溫度模式系統(tǒng)主要以二次網(wǎng)供水溫度為調(diào)節(jié)對象。當(dāng)二次網(wǎng)供水溫度過高時，減少閥開度，反之亦然。5.1.4 控制一次網(wǎng)流量模式系統(tǒng)主要以一次網(wǎng)的供水流量作為當(dāng)前的調(diào)節(jié)對象，當(dāng)一次網(wǎng)的流量高于設(shè)定值時，減少閥開度，當(dāng)一次網(wǎng)的流量低于設(shè)定值時，增大閥開度。一次網(wǎng)流量設(shè)定值必須在流量上下限范圍內(nèi)。5.1.5 控制一次網(wǎng)閥開度模式系統(tǒng)主要以一次網(wǎng)的閥開度作為調(diào)節(jié)對象，當(dāng)一次網(wǎng)的閥開度大于設(shè)定值時，減小閥開度。反之亦然。5.2 控制方式選擇5.2.1 室外溫度

29、方式按照室外溫度設(shè)定各種控制參數(shù)。即根據(jù)不同的室外溫度值設(shè)定不同模式下的控制參數(shù)。比如按照不同的室外溫度值，設(shè)定不同的二次網(wǎng)供水溫度值，在按二次網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)時，需要依據(jù)不同的供水溫度值來減少或增加閥開度。5.2.2 時間段方式把一天設(shè)為 24 個不同的時間段，在不同時間段內(nèi)，設(shè)定不同的控制參數(shù)。比如設(shè)定一天 24 個不同時間段的二次網(wǎng)供水溫度值，在按二次網(wǎng)供水溫度調(diào)節(jié)時，需要依據(jù)不同的供水溫度值來減少或增加閥開度。5.2.3 手動指定方式由中心手動指定當(dāng)前的控制參數(shù)。包括手動指定二次網(wǎng)供水溫度，手動指定當(dāng)前閥開度等。5.3 循環(huán)泵控制采用供、回水壓差和溫差結(jié)合控制循環(huán)泵變頻器的方式，把二網(wǎng)流

30、量控制在合理的范圍內(nèi)，既能達(dá)到用戶流量需求，又不浪費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)省電能的目的。無人值守?fù)Q熱站中壓力控制主要是二次供水壓力（或者是二次供回水壓差）和二次回水壓力的控制。分別通過調(diào)整循環(huán)泵變頻頻率和補(bǔ)水泵變頻頻率實(shí)現(xiàn)。下面說明幾種故障和相應(yīng)的保護(hù)措施。 二次供水壓力過高，供熱系統(tǒng)中，此故障是個比較嚴(yán)重的故障，需要系統(tǒng)停止運(yùn)行進(jìn)行檢查，否則有可能會造成用戶家里暖氣片的損壞。 二次回水壓力過高，系統(tǒng)設(shè)置超壓泄水電磁閥，報(bào)警發(fā)生時自動打開電磁閥泄水。 二次回水壓力過低，為了保護(hù)循環(huán)泵，此報(bào)警發(fā)生時系統(tǒng)應(yīng)該停止運(yùn)行并報(bào)警。 補(bǔ)水箱水位過低，應(yīng)該停止補(bǔ)水，避免補(bǔ)水泵長期無水運(yùn)行造成損壞。 補(bǔ)水箱水位過高，應(yīng)

31、該關(guān)閉自來水，避免不必要的浪費(fèi)。 有些換熱站生水壓力不足或防止短時間停水，應(yīng)該設(shè)置生水箱。 DTU和PLC進(jìn)行通訊，設(shè)定和讀取變頻器的參數(shù)如：工作電壓、工作頻率、工作電流等，以便了解水泵電機(jī)的運(yùn)行情況。通訊方式可以通過一根通訊電纜實(shí)現(xiàn)。5.4 補(bǔ)水泵控制 二網(wǎng)回水壓力過低，通過控制一次網(wǎng)同二次網(wǎng)的通斷電磁閥向二網(wǎng)補(bǔ)水。 二網(wǎng)回水壓力過低，通過控制備用補(bǔ)水泵向二網(wǎng)補(bǔ)水 二網(wǎng)壓力過高，控制電磁閥關(guān)閉，停止補(bǔ)水。 二網(wǎng)壓力過高，控制泄水閥放水，并向主控發(fā)報(bào)警信號 二網(wǎng)回壓控制補(bǔ)水泵變頻器。六、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)本系統(tǒng)由作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、天線、各種傳感器、和作為下位機(jī)的PLC構(gòu)成上位機(jī)鏈接系

32、統(tǒng)。上位機(jī)提供良好的人機(jī)界面，對全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和管理;下位機(jī)直接參與現(xiàn)場控制，通過各種傳感器采集實(shí)時參數(shù)以及發(fā)出控制命令。上位機(jī)和下位機(jī)之間通過無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行無線通信。6.1 特殊I/O單元 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊本系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(DTU)作為計(jì)算機(jī)與可編程序控制器的數(shù)據(jù)傳輸媒介。計(jì)算機(jī)（或PLC）和模塊之間的通信是通過RS-232異步串口來完成的，該模塊在本系統(tǒng)中只作數(shù)據(jù)傳輸使用，它與計(jì)算機(jī)和PLC接線為簡單的三線連接即可。在本系統(tǒng)中，模塊以廣播的方式發(fā)送信息，而通過PLC上位機(jī)鏈接的幀格式中的節(jié)點(diǎn)號來判斷接收方和發(fā)送方。對于節(jié)點(diǎn)號不符的信息，將由PLC拒絕接收。 上位機(jī)鏈接通信上位

33、機(jī)鏈接通信用來在PLC和上位機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)，使得上位機(jī)可以使用上位機(jī)鏈接命令監(jiān)視PLC的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容。還可以使用TXD（）指令將PLC數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)。上位機(jī)鏈接通信是一種主從總線通信方式，以上位機(jī)作為工業(yè)局域網(wǎng)通信的主站，其它所有連入該網(wǎng)的PLC皆為從站。在本系統(tǒng)中，上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控各換熱站工作，各站獨(dú)立運(yùn)行，彼此之間無數(shù)據(jù)交換，故在數(shù)據(jù)傳送方式上屬主從通信。 上位機(jī)主要功能1、巡回檢測各換熱站及泵房的實(shí)時參數(shù),包括各站每臺泵的工作狀 態(tài)、過載狀態(tài)、泵電流，各站二次側(cè)回水壓力、出水壓力、回水溫度、出水溫度、水位等。2、接收和記錄下位機(jī)傳來的報(bào)警信號，包括電源掉電，火警，盜警信

34、號。3、遠(yuǎn)程開、關(guān)泵操作。可分別對各站每臺泵單獨(dú)進(jìn)行起、停控制操作。4、使用曲線圖、表格方式顯示實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)以及表格打印。 下位機(jī)主要功能1、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和處理，發(fā)出執(zhí)行動作信號，與上位機(jī)交換信息。2、二次側(cè)回水溫度、出水溫度、回水壓力、出水壓力監(jiān)測。3、二次側(cè)各泵電流的監(jiān)測及電流超高、低限時自動停泵?，F(xiàn)場控制機(jī)是集散型控制系統(tǒng)的終端環(huán)節(jié)，既可獨(dú)立工作，也可以接受中央管理工作站的監(jiān)督指導(dǎo)?，F(xiàn)場控制機(jī)與其所控系統(tǒng)內(nèi)的傳感器、執(zhí)行器及被控設(shè)備組成了一個相對獨(dú)立的控制單元?，F(xiàn)場控制機(jī)的主要功能如下：參數(shù)檢測：主要完成管網(wǎng)現(xiàn)場過程的模擬量（如溫度、壓力、熱量等）、狀態(tài)量（如泵的狀態(tài)、溫度等）及脈

35、沖量的測量。數(shù)據(jù)存儲：由于熱網(wǎng)運(yùn)行的大惰性，和控制系統(tǒng)的非實(shí)時性，要求現(xiàn)場控制設(shè)備能按指定的時間間隔進(jìn)行參數(shù)存儲，一般情況下這些參數(shù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)定期傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務(wù)器中。通訊：現(xiàn)場控制設(shè)備必須能夠在主動或被動方式下與監(jiān)控中心通過某種通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以便監(jiān)控中心能了解系統(tǒng)的整個運(yùn)行狀況，做到系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。顯示操作功能：現(xiàn)場控制設(shè)備具備液晶顯示和操作界面，以方便運(yùn)行人員在現(xiàn)場對運(yùn)行狀況一目了然，同時可以人工直接控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行工況。七、系統(tǒng)效果熱網(wǎng)控制的目的是用最經(jīng)濟(jì)的手段將需要的熱能安全地送到需要它的地方。由于供熱是要在城市中保證熱量的最終需要用戶的室內(nèi)溫度，因此利用輔助監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測供熱用戶的室內(nèi)溫度是否達(dá)到要求就成為必要。 一般情況下，每個按換熱站劃分的供熱區(qū)域應(yīng)當(dāng)根據(jù)供熱面積的大小并根據(jù)管網(wǎng)阻力大小及最不利狀況安置26個室內(nèi)溫度采集器，并利用其數(shù)據(jù)指導(dǎo)控制系統(tǒng)的運(yùn)行 溫度采集器是利用現(xiàn)有通信媒介實(shí)現(xiàn)的一種高科技產(chǎn)品，能自動采集室內(nèi)溫度，并根據(jù)需要上傳，其成本不高，安裝方便，是提高供熱網(wǎng)絡(luò)控制效果的利器。系統(tǒng)各分站內(nèi)