樓海雷 高前東

摘 要：集中供熱目前已成為我國(guó)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(diǎn)，獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。包頭市第二熱電廠(chǎng)集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)的研究成果和運(yùn)行實(shí)踐，已成為體現(xiàn)城市集中供熱現(xiàn)代化水平的一個(gè)標(biāo)志。通過(guò)建設(shè)城市集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)換熱站機(jī)組的智能化控制和無(wú)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(duì)于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)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(wú)人值守 經(jīng)濟(jì)節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（a）-0008-01

當(dāng)前發(fā)展集中供熱具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)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(dòng)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(dòng)化控制的監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)集中供熱行業(yè)具有十分緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。

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

1.1 設(shè)計(jì)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(lái)的一項(xiàng)數(shù)據(jù)檢測(cè)、控制自動(dòng)化系統(tǒng)。通過(guò)集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全管網(wǎng)水力統(tǒng)一合理平衡分配，保證末端用戶(hù)建立正常的水力工況。

（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循“技術(shù)先進(jìn)成熟、實(shí)時(shí)快速、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便于擴(kuò)展、容易升級(jí)”的基本原則。

（2）采用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控及手動(dòng)現(xiàn)地控制方式。

（3）采用先進(jìn)、成熟的全開(kāi)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(kuò)充，并適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)性能達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平，確保軟、硬件安全可靠、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班，少人巡檢，實(shí)時(shí)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(guó)移動(dòng)GPRS專(zhuān)網(wǎng)，各換熱站控制系統(tǒng)都通過(guò)VPN虛擬GPRS無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)與監(jiān)控中心（供熱調(diào)度中心）的工作站進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、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(kāi)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(kāi)發(fā)工具采用C#語(yǔ)言，數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用SQL-server，監(jiān)控軟件基于GIS地理信息平臺(tái)。

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

（7）系統(tǒng)具有可靠性高，抗干擾性能強(qiáng)，可利用率高，可維護(hù)性好。

（8）系統(tǒng)高度可靠，不會(huì)因局部故障而影響現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行，而且系統(tǒng)的MTBF、MTTR及各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)部頒《計(jì)算機(jī)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(chǎng)無(wú)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(duì)各無(wú)人值守?fù)Q熱站的定時(shí)查詢(xún)。

1.2.1 無(wú)人值守?fù)Q熱站現(xiàn)地控制

供熱控制器；供熱機(jī)組變頻控制柜。

調(diào)節(jié)閥；溫度壓力傳感器。

流量?jī)x表；數(shù)傳模塊。

1.2.2 通訊系統(tǒng)

中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信所提供的網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)。

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(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)

1.3.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控

換熱站為無(wú)人值守控制方式，根據(jù)從熱網(wǎng)參數(shù)及各個(gè)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(guò)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(shí)掌握各換熱站的運(yùn)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(yùn)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(bǔ)水泵狀態(tài)及事故報(bào)警。

（14）循環(huán)泵狀態(tài)及事故報(bào)警。

（15）軟水箱低水位報(bào)警。

1.3.3 集中控制

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

1.3.4 巡更管理

為保證無(wú)人值守?zé)崃φ镜目煽窟\(yùn)行及對(duì)事故的最早時(shí)間處理，在每個(gè)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(shí)間范圍內(nèi)到該熱力站登陸報(bào)到，否則系統(tǒng)將按違規(guī)進(jìn)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(yǔ)

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(jìn)步具有很強(qiáng)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(xiàng)目，希望能對(duì)我國(guó)北方城市集中供熱事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)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。

參考文獻(xiàn)

[1] 于海生.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：42-50.

[2] 白焰.分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001：248-260.

[3] 鄭宇軍，杜家興.SQL Server+Visual C# 2005專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)精解[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007：65-80.

[4] 周遐.安防系統(tǒng)工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：92-98.

[5] 劉明德，林杰斌.地理信息系統(tǒng)GIS理論與實(shí)務(wù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006：70-75.

[6] 王亦昭，劉雄.供熱工程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007：22-31.