換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)探究

雷 江

包頭東華熱電有限公司，內(nèi)蒙古包頭 014040

換熱站是城市集中供熱系統(tǒng)中負(fù)責(zé)連接供熱網(wǎng)路和熱用戶的中間環(huán)節(jié)，主要功能是對調(diào)控和轉(zhuǎn)換熱網(wǎng)輸送過來的各種熱媒，并根據(jù)熱負(fù)荷的需求安全合理地給用戶分配熱量。換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是針對換熱站的管理而研究出來的系統(tǒng)，能夠?qū)峋W(wǎng)的溫度、流量、壓力和開關(guān)量等信號進(jìn)行采集、測量、控制和遠(yuǎn)程傳輸，通過對一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的溫度、流量、壓力，補(bǔ)水泵和循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)以及水箱液位的參數(shù)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而有效監(jiān)控和控制供熱過程。

1 換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要是由本地控制器、信號傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心三者構(gòu)成。

1.1 本地控制器

每一個(gè)換熱站內(nèi)都有本地控制器，由控制單元、音頻處理單元和電源管理單元組成，主要作用是實(shí)時(shí)采集和處理對各個(gè)換熱站本地?zé)崃八r運(yùn)行狀態(tài)信息、現(xiàn)場實(shí)時(shí)控制、音視頻監(jiān)測故障報(bào)警和診斷等。此外，本地控制器還能通過3G模塊和監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和綜合調(diào)度。

1.2 信號傳輸網(wǎng)絡(luò)

信號傳輸網(wǎng)絡(luò)主要由3G 移動網(wǎng)絡(luò)和Internet 構(gòu)成，主要功能是上送和下發(fā)信息及進(jìn)行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)本地控制器和監(jiān)控中心之間測試數(shù)據(jù)的傳輸。目前3G 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)包括CD-MA2000、WCDMA 和TD-SCDMA 三種。相對聞言，中國聯(lián)通的WCDMA 標(biāo)準(zhǔn)具有成熟度較好，覆蓋范圍廣，上下行效率較高，安全性能強(qiáng)等優(yōu)勢。由3G 網(wǎng)絡(luò)和Internet 組成的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)不需要重新布線設(shè)點(diǎn)，不僅簡便，且建設(shè)的難度和經(jīng)濟(jì)投入也較小。

1.3 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心位于供熱企業(yè)的主控制室內(nèi)，構(gòu)成設(shè)備包括監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和工作站等，主要負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路，接收、發(fā)送、存儲數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，可給各地?fù)Q熱站的控制器發(fā)布命令進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和調(diào)度，保證供熱系統(tǒng)的水力工況和熱力之間的平衡。

2 換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的詳細(xì)功能

2.1 人員權(quán)限管理功能

換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對人員權(quán)限的管理是非常方便和靈活的，它可以任意定制人員的管理權(quán)限和功能，也可以把之前的用戶信息全部刪除，對人員的權(quán)限進(jìn)行再次分配。

2.2 站點(diǎn)管理功能

該系統(tǒng)可以對換熱站站點(diǎn)進(jìn)行任意的添加、修改和刪除程序，系統(tǒng)在這些方面的設(shè)計(jì)參數(shù)非常全面，功能十分強(qiáng)大。修改任意的站點(diǎn)參數(shù)也不會對系統(tǒng)造成任何不好的影響，用戶可以直觀瀏覽站點(diǎn)中的各種參數(shù)，如站點(diǎn)的IP 地址、地理位置、當(dāng)前站點(diǎn)歸屬、當(dāng)前控制策略模式等等。

2.3 數(shù)據(jù)的直觀顯示功能

換熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)具有清晰直觀的數(shù)據(jù)顯示功能，它既能顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也能顯示地圖數(shù)據(jù)。為了給用戶長時(shí)間檢測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供方便，數(shù)據(jù)顯示方式采用隔行錯色的方式進(jìn)行顯示，字體采用超大字體，可以緩解用戶的視覺疲勞，便于用戶查看。此外，系統(tǒng)中直接引入管網(wǎng)地理信息平面圖，把各換熱站的站點(diǎn)的地理位置、管徑和離中心供熱點(diǎn)的距離直觀的顯現(xiàn)出來，給用戶控制供熱系統(tǒng)提供有用的數(shù)據(jù)。

2.4 遠(yuǎn)程查詢功能

換熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程查詢各種數(shù)據(jù)，如報(bào)警參數(shù)、報(bào)警設(shè)置日志、各種量程范圍參數(shù)、自控策略及相關(guān)參數(shù)等等。

2.5 故障報(bào)警功能

換熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠及時(shí)對超溫、超壓、欠壓、斷電等故障進(jìn)行報(bào)警、診斷和檢修，保證供熱系統(tǒng)安全正常運(yùn)行，避免事故和損失。

2.6 管理和控制功能

管理功能主要是指系統(tǒng)對熱網(wǎng)和換熱站的系統(tǒng)運(yùn)行狀況用數(shù)據(jù)制成報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和處理，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)管理安全化、科學(xué)化?？刂乒δ苁侵父鶕?jù)熱網(wǎng)和換熱站的運(yùn)行情況對現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

2.7 監(jiān)測功能

系統(tǒng)能夠?qū)峋W(wǎng)和換熱站的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行工況進(jìn)行遠(yuǎn)程的、動態(tài)的監(jiān)測，在出現(xiàn)問題的時(shí)候進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。

3 換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用案例

以唐山某公司的換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用為例。

該公司換熱站原有一套PLC 監(jiān)控系統(tǒng)，但已出現(xiàn)故障無法繼續(xù)使用，故建立了一套新的換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，以恢復(fù)換熱站的監(jiān)測功能并升級實(shí)現(xiàn)供熱公司對所屬換熱站的全面遠(yuǎn)程監(jiān)控。

該換熱站監(jiān)測系統(tǒng)分為公司調(diào)度總監(jiān)測中心、換熱站監(jiān)控分中、現(xiàn)場監(jiān)控終端系統(tǒng)三個(gè)部分。現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)過現(xiàn)場監(jiān)控終端和通訊端口，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦潭↖P 地址的服務(wù)器里，然后采集現(xiàn)場28 個(gè)換熱站的數(shù)據(jù)到中心服務(wù)器。工作人員可以通過計(jì)算機(jī)訪問查詢服務(wù)器數(shù)據(jù)，了解監(jiān)測站點(diǎn)的運(yùn)行情況和參數(shù)。換熱站監(jiān)控分中心設(shè)在每個(gè)換熱站值班室內(nèi)，現(xiàn)場監(jiān)控終端數(shù)據(jù)講過RJ45 通訊端口通過有線的方式傳輸?shù)綄?shí)施監(jiān)控的計(jì)算機(jī)內(nèi)，這樣工作人員就可以通過計(jì)算機(jī)界面，對現(xiàn)場各種設(shè)備實(shí)施操作?，F(xiàn)場監(jiān)控終端由DATA86 控制器系列組成，主要作用是采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并通過相應(yīng)的通訊端口上傳，同時(shí)執(zhí)行監(jiān)控中心下達(dá)的命令。

系統(tǒng)的監(jiān)控中心的主要功能就是在無人值守?fù)Q熱站設(shè)備運(yùn)行情況時(shí)，監(jiān)控相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)表統(tǒng)計(jì)、分析、存儲、預(yù)警和輸出。此外，還可以對測點(diǎn)各種機(jī)電設(shè)備的情況進(jìn)行存檔管理，對系統(tǒng)權(quán)限、安全和日志記錄進(jìn)行管理，還可對電子地圖進(jìn)行界面顯示。監(jiān)控終端系統(tǒng)的主要功能包括采集監(jiān)視功能、控制功能、報(bào)警功能和通訊功能。通過這些功能的實(shí)現(xiàn)，換熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對換熱站的遠(yuǎn)程管理、監(jiān)測和控制。

4 結(jié)論

目前，換熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用。但是在實(shí)際運(yùn)用中還是存在一些不足，如換熱站本地控制器和監(jiān)控中心之間數(shù)據(jù)傳輸比較慢，可靠性也不是很高，換熱站的本地控制策略比較簡單、算法單一、效果比較差，不能有效實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要均勻供熱、節(jié)約能源的目的。所以要注重把現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到系統(tǒng)當(dāng)中，不斷改善系統(tǒng)，使系統(tǒng)效果達(dá)到最好。

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