朱曉巍

摘要：在我國城市集中供熱是城市基礎(chǔ)建設(shè)中的重中之重，也是現(xiàn)在城市的一種需要，而城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的一種理想途徑，成為各個(gè)城市熱力公司科學(xué)管理的平臺(tái)，不僅提高了企業(yè)的自動(dòng)化水平，也節(jié)約了資源，成為各熱力公司具有時(shí)代特征的一種科學(xué)管理標(biāo)志。本文介紹了城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要內(nèi)容進(jìn)行了論述, 并進(jìn)行了說明，以達(dá)到科學(xué)管理，節(jié)能等目的。

關(guān)鍵詞：城市集中供熱;計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

我國由于地域分布比較廣闊，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡,對(duì)供暖的需求也不相同，而北方地區(qū)基本屬于寒帶或者高寒帶地區(qū)，這樣冬季比較漫長，就需要進(jìn)行供暖，來保障人民日常工作、生活。由于過去技術(shù)、工藝等其他因素的限制，我們一般都采用小鍋爐小區(qū)域供熱系統(tǒng)，這樣就致使城市環(huán)境污染嚴(yán)重，城市形象大打折扣。可隨著我國城市化進(jìn)程不斷加速，人們生活水平的提高，能源供應(yīng)日益緊張，人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，這樣就使得城市需要對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，加大城市集中供熱規(guī)模，就需要從技術(shù)上提高各城市熱力公司供熱能力，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、舒適的高技術(shù)型供熱方式，而供熱管網(wǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)正是適應(yīng)時(shí)代要求，在節(jié)能環(huán)保中顯示出巨大的生命力，成為現(xiàn)代城市集中供熱的一個(gè)標(biāo)志。

一、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。是由監(jiān)控中心的熱網(wǎng)運(yùn)行和管理軟件，在現(xiàn)場控制設(shè)備為嵌入式控制器。該監(jiān)控系統(tǒng)能可靠的完成對(duì)熱源、熱網(wǎng)及熱力站的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控。監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，監(jiān)控中心和熱力站控制相互獨(dú)立,互相協(xié)調(diào)。熱力站控制完成現(xiàn)場控制所需的全部功能:包括采集、分析計(jì)算、控制輸出、報(bào)警、顯示操作等。監(jiān)控中心進(jìn)行集中監(jiān)測,重要事件報(bào)警處理、調(diào)度指令發(fā)布,為各熱力站的現(xiàn)場控制提供參考。主要由監(jiān)控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備三個(gè)部分組成，成為最符合我國城市集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行模式之一。

二、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能

城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用PC+PLC模式,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的集中管理、分散控制。系統(tǒng)主工控機(jī)設(shè)在熱網(wǎng)控制中心,主要負(fù)責(zé)采集過程數(shù)據(jù),并提供操作指導(dǎo)、設(shè)備控制、故障診斷、報(bào)警信息、事件報(bào)告、數(shù)據(jù)處理、趨勢顯示。監(jiān)測系統(tǒng)由1個(gè)熱網(wǎng)控制中心及若干個(gè)PLC遠(yuǎn)程子站組成,負(fù)責(zé)各站內(nèi)數(shù)據(jù)采集、控制調(diào)節(jié)、系統(tǒng)報(bào)警、通過接口模塊和通訊系統(tǒng)將檢測的數(shù)據(jù)傳送到熱網(wǎng)控制中心上位機(jī)等功能。

1、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)檢測參數(shù)，同時(shí)還可以了解系統(tǒng)的工作情況,這樣就可以真正做到“居調(diào)度室而知全局”。不僅節(jié)省了人力，也提高了工作效率，為企業(yè)創(chuàng)造出大量的經(jīng)濟(jì)利益。

2、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以均勻調(diào)節(jié)流量,消除冷熱不均,消除水力工況失調(diào),不能單靠系統(tǒng)投運(yùn)前的一次性初調(diào)節(jié),在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,經(jīng)常的流量均勻調(diào)節(jié)是必不可少的。除電動(dòng)自力式調(diào)節(jié)閥外,其它手動(dòng)

調(diào)節(jié)閥將無能為力。

3、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以合理匹配工況,來保證按需供熱。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以通過軟件開發(fā),配量供熱系統(tǒng)熱特性識(shí)別和工況優(yōu)化分析程序,根據(jù)前幾天供熱系統(tǒng)的實(shí)測供回水溫度、循環(huán)流量、室外溫度,以及歷年同期情況和氣象預(yù)報(bào),預(yù)測當(dāng)天的最佳工況匹配,進(jìn)而對(duì)熱源和熱力網(wǎng)實(shí)行直接自動(dòng)控制或運(yùn)行指導(dǎo)。

4、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)診斷故障,再檢測出故障的地方，可以及時(shí)解決，來確保城市集中供熱系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

5、健全運(yùn)行檔案,實(shí)現(xiàn)量化管理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以建立各種信息數(shù)據(jù)庫,能夠?qū)\(yùn)行進(jìn)程的各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,根據(jù)需要打印運(yùn)行日志。水壓圖、煤耗、電耗、水耗、供熱量等運(yùn)行控制指標(biāo),還可調(diào)閱各重要參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。供熱系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控,不但可以改善供熱效果,而且能大大提高系統(tǒng)的熱能利用率,一般在手動(dòng)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上,還能再節(jié)能10%～20%左右。

三、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控方式和組成部分

目前在我國內(nèi)，城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控，是通過聯(lián)網(wǎng)方式是保證運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)這樣復(fù)雜的系統(tǒng),常將其稱為SCADA系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要由兩種不同監(jiān)控方式組成，而這種監(jiān)控系統(tǒng)硬件主要由四大組成部分。

1、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控方式

我國目前，對(duì)于供熱系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控方式分為兩種，一種方式是采用中央集中式監(jiān)控辦法,即中央大權(quán)獨(dú)攬,熱力站機(jī)組只有測試儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu),它的功能只是參數(shù)的下情上達(dá)和指令的上情下達(dá),本身在就地沒有獨(dú)立的自動(dòng)調(diào)控的決策功能。另一種方式是中央與就地分工協(xié)作的監(jiān)控方法,即集散式(或又稱分布式)的系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中,各熱力站的專用控制器(或PLC系統(tǒng))就成為連接一、二次網(wǎng),起“承上啟下”作用的關(guān)鍵設(shè)備。對(duì)一次網(wǎng)來說,中央控制室從各熱力站控制器獲得需求信息,然后綜合調(diào)配各站的供熱量,調(diào)節(jié)自身出力,滿足總負(fù)荷的變化。對(duì)二次網(wǎng)來說,控制器要保證在室外溫度變化的情況下,用戶室內(nèi)溫度達(dá)到需求,并確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,這是目前國內(nèi)、外最常采用的方式。

2、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成部分

在目前我國城市集中供熱，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)從硬件角度看由四大部分組成，中央控制室系統(tǒng):又稱管理級(jí)。有和熱源監(jiān)控系統(tǒng)全為一體的,也有單獨(dú)對(duì)外部供熱網(wǎng)實(shí)施監(jiān)控的,有和單位局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的,也有自成體系的。其硬件部分主要包括:工控機(jī)(上位機(jī))、服務(wù)器、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等。通訊系統(tǒng):又稱通訊級(jí)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的各種通訊手段,一般分為有線傳輸和無線傳輸兩大類型。熱力站自控系統(tǒng):又稱自動(dòng)級(jí)由于換熱站的自控系統(tǒng)功能明確,監(jiān)測參數(shù)相對(duì)固定,所以,近年來一般不再采用PLC系統(tǒng),而是使用針對(duì)不同應(yīng)用要求而開發(fā)的換熱站專用控制器。控制器的基本功能除參數(shù)監(jiān)測、安全保護(hù)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳外,主要就是通過控制一次側(cè)調(diào)節(jié)閥開度而改變一次側(cè)流量,從而達(dá)到控制二次側(cè)水溫的目的?？刂破髯陨碛袃?nèi)部的軟件,國內(nèi)產(chǎn)品大部分不需要復(fù)雜的二次開發(fā),只進(jìn)行簡單設(shè)置或組態(tài)即可。

四、城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)硬件及軟件配置

熱網(wǎng)控制中心硬件配置:熱網(wǎng)控制中心是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。由于它承擔(dān)了對(duì)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(duì)全網(wǎng)提出運(yùn)行建議并實(shí)施控制執(zhí)行等多項(xiàng)任務(wù)。因此,其硬件配置是二臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)服務(wù)器和三臺(tái)工控機(jī)及配套的通訊設(shè)備和顯示設(shè)備組成的。另外,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(gè)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門,從而為形成調(diào)度指揮系統(tǒng)提供了方便。遠(yuǎn)程子站監(jiān)控系統(tǒng)是由PLC現(xiàn)場工作站和安裝在現(xiàn)場的各類流量、溫度、壓力等檢測設(shè)備以及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻組成的控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程子站監(jiān)控系統(tǒng)既可以實(shí)施由熱網(wǎng)控制中心下達(dá)的遠(yuǎn)控調(diào)節(jié),又可實(shí)施熱網(wǎng)控制中心指揮下的現(xiàn)場人工手動(dòng)調(diào)節(jié)。各遠(yuǎn)程子站配置具有GPRS通訊接口的PLC可編程控制器一臺(tái),要求配備足夠數(shù)量的開關(guān)量和模擬量接口,并具有一定的擴(kuò)展功能,并配置“5”人機(jī)界面遠(yuǎn)程子站軟件配置:遠(yuǎn)程子站軟件系統(tǒng)是為完成PLC現(xiàn)場工作站采集遠(yuǎn)程子站(換熱站)參數(shù)和控制參數(shù)并與熱網(wǎng)控制中心進(jìn)行通訊而設(shè)計(jì),同時(shí)也支持現(xiàn)場工作站脫離熱網(wǎng)控制中心獨(dú)立運(yùn)行?！?/p>

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