熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施，是今后供熱的發(fā)展方向，它具有熱效率高、節(jié)能、污染小、供熱效果好等優(yōu)點(diǎn)，一般采用熱電廠的余熱。熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是專為熱網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的，它集人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊、過程控制和信號(hào)檢測等先進(jìn)技術(shù)于一體，是區(qū)域供熱實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理的一個(gè)重要標(biāo)志。
基于和利時(shí)公司HOLLiAS LK系列PLC的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，用于集中供熱系統(tǒng)中整個(gè)熱網(wǎng)以及全部熱力站的監(jiān)測、控制和管理，協(xié)助調(diào)度和值班人員，使熱網(wǎng)能夠安全、正常、節(jié)能地運(yùn)行，圓滿的完成供熱任務(wù)。系統(tǒng)具有高性能、高可靠性、通訊靈活、易維護(hù)等特點(diǎn)，為城市熱網(wǎng)監(jiān)控提供了高性能的、實(shí)用的、經(jīng)濟(jì)的解決方案。
熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
熱網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)各換熱站工藝參數(shù)、電氣參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制、聯(lián)鎖和報(bào)警，以及報(bào)表打印，通過使用在調(diào)度中心和各換熱站間的一系列通訊鏈，完成整個(gè)熱網(wǎng)調(diào)度所必需的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、順序控制、時(shí)間控制、回路調(diào)節(jié)及上位監(jiān)視和管理功能。整個(gè)系統(tǒng)由調(diào)度監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場PLC控制站三部分組成。現(xiàn)場PLC換熱站主要完成各換熱站一、二次網(wǎng)的溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、各種運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)反映和控制；在通訊網(wǎng)絡(luò)的支撐下，通過某種網(wǎng)絡(luò)接口將反映換熱站運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳送到調(diào)度監(jiān)控中心，同時(shí)接收調(diào)度監(jiān)控中心發(fā)來的調(diào)度控制指令；調(diào)度監(jiān)控中心負(fù)責(zé)接收各現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備發(fā)來的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歷史趨勢分析、報(bào)警、報(bào)表打印等，在此基礎(chǔ)上，向各現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出調(diào)度控制指令。
調(diào)度監(jiān)控中心
熱網(wǎng)監(jiān)控中心主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器、操作員工作站、工程師工作站、通訊網(wǎng)關(guān)、模擬屏、以太網(wǎng)交換機(jī)、防火墻、打印機(jī)、UPS電源等組成。對(duì)規(guī)模較小的供熱企業(yè)，可不設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，直接用操作員工作站兼數(shù)據(jù)服務(wù)器的功能；對(duì)于系統(tǒng)規(guī)模較大的供熱企業(yè)來說，如果熱力站規(guī)模超過50個(gè)以上，建議采用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，運(yùn)行管理人員主要通過操作員工作站完成監(jiān)控工作。
現(xiàn)場PLC控制站
現(xiàn)場PLC控制站主要由液晶顯示操作終端和控制系統(tǒng)兩部分組成。彩色液晶顯示屏主要完成各種監(jiān)控畫面、采集參數(shù)的顯示，并接受一些參數(shù)設(shè)定的輸入信息。控制系統(tǒng)采用性價(jià)比較高的和利時(shí)公司HOLLiAS LK系列PLC，包括CPU模塊、I/O模塊、背板等，系統(tǒng)集成多種通訊接口，適用于各種通訊網(wǎng)絡(luò)。
通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的樞紐，各個(gè)換熱站、熱源、管道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)通過通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測、控制、調(diào)度，必須建立連接所有監(jiān)控點(diǎn)的通訊網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶選擇的空間越來越大，而且各個(gè)地方由于網(wǎng)通、電信、移動(dòng)、聯(lián)通部門提供的服務(wù)在價(jià)格和技術(shù)上差異較大，對(duì)于通訊方式的選擇應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行仔細(xì)分析和比較，zui終選擇自己的通訊方式。
目前用戶在選擇通訊網(wǎng)絡(luò)時(shí)主要有如下四種方案：
1）撥號(hào)通訊網(wǎng)絡(luò)：直接采用調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)；
優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)建設(shè)簡單、維護(hù)工作量小、運(yùn)行費(fèi)用較低，；
缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性差、同時(shí)只能有一個(gè)站上報(bào)數(shù)據(jù)。
2）無線通訊網(wǎng)絡(luò)：無線電臺(tái)，采用公用無線頻段，自建無線發(fā)射、接收站；
優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用較低；
缺點(diǎn)：安裝工作量較大、網(wǎng)絡(luò)不太穩(wěn)定、易受干擾、實(shí)時(shí)性差。
3）移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)：GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)；
優(yōu)點(diǎn)：安裝簡單、不受傳輸距離限制、抗干擾能力強(qiáng)、易維護(hù)；
缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。
4）虛擬網(wǎng)絡(luò)、ADSL等各種寬帶技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí)性較好，安裝簡單，易維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)的安全防范性好；
缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高。
控制策略
熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，上級(jí)為中心調(diào)度室即中控室，下級(jí)為若干自控?zé)崃φ荆话闱闆r自控?zé)崃φ靖髯元?dú)立，中控室不干預(yù)熱力站的控制，實(shí)現(xiàn)分散控制，消除了危險(xiǎn)集中，同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。中控室與熱力站實(shí)現(xiàn)了無線通訊，監(jiān)測熱網(wǎng)中各熱力站的運(yùn)行工況，通過對(duì)全網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的掌握，分析判斷各熱力站的熱力平衡度，查詢管網(wǎng)運(yùn)行的zui不利點(diǎn)，預(yù)測調(diào)整熱源與熱負(fù)荷的熱平衡，針對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)問題的所在，中控室向熱力站或熱源發(fā)出調(diào)度指令，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。另外，中控室還具有完成熱網(wǎng)檔案的管理和運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、存檔、報(bào)表等功能。自動(dòng)控制熱力站在熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，及時(shí)將反映熱網(wǎng)及熱力站運(yùn)行工況及設(shè)備工作狀態(tài)的參數(shù)采集、傳送、就地顯示出來，又將按*運(yùn)行工況要求自動(dòng)執(zhí)行操作，它的工作原理有以下幾方面內(nèi)容：
供熱量調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)
供熱量的調(diào)節(jié)控制是由氣溫補(bǔ)償器來實(shí)現(xiàn)的。氣溫補(bǔ)償器根據(jù)室外溫度（氣溫傳感器）生成二次網(wǎng)供水溫度或供回水平均溫度的目標(biāo)值，指令一次網(wǎng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開大，一次網(wǎng)流量增加；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)小，一次網(wǎng)流量減小。通過一次網(wǎng)流經(jīng)換熱器流量的改變，來實(shí)現(xiàn)二次供給熱用戶熱量的調(diào)節(jié)。
二次循環(huán)水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)
熱力站間接連接供熱方式，一次網(wǎng)與二次網(wǎng)水力工況互不影響。二次網(wǎng)循環(huán)水泵的工作參數(shù)一般都是按設(shè)計(jì)供熱負(fù)荷選取，對(duì)于實(shí)施分戶熱計(jì)量的用戶采暖系統(tǒng)，二次網(wǎng)具備變流量運(yùn)行功能，即使對(duì)于通常用戶采暖系統(tǒng)，在實(shí)際運(yùn)行中，隨著熱負(fù)荷變化循環(huán)水泵變流量參與供熱調(diào)節(jié)也可節(jié)約大量電能。此外，用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)無論是單管還是雙管系統(tǒng)，*調(diào)節(jié)方式都是質(zhì)量并調(diào)，即隨室外溫度的變化，不但調(diào)節(jié)供水溫度，而且要調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量，這樣才能真正消除系統(tǒng)的水平失調(diào)和垂直失調(diào)。
補(bǔ)水定壓自控系統(tǒng)
補(bǔ)水定壓系統(tǒng)的作用是防止二次網(wǎng)倒空，保證系統(tǒng)在規(guī)定壓力下恒壓運(yùn)行。該功能是通過變頻調(diào)速控制柜完成的。系統(tǒng)壓力信號(hào)來自定壓采樣旁通上的壓力傳感器，當(dāng)此壓力值低于設(shè)定壓力時(shí)，變頻控制柜指令補(bǔ)水泵加速補(bǔ)水；當(dāng)系統(tǒng)壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，變頻控制柜指令補(bǔ)水泵減速補(bǔ)水；當(dāng)系統(tǒng)壓力超過限定壓力時(shí)，泄壓旁通上的旁通閥開啟，進(jìn)行排水泄壓。
熱計(jì)量系統(tǒng)
熱計(jì)量系統(tǒng)由一次供回水溫度傳感器，一次回水安裝的流量計(jì)、積分儀組成。熱力站設(shè)置熱計(jì)量裝置不僅為日后實(shí)施按熱計(jì)量收費(fèi)提供了計(jì)量手段，而且“熱量與流量”作為重要的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)核算各個(gè)熱力站技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和指導(dǎo)供熱運(yùn)行提供了重要依據(jù)。
自控?fù)Q熱站的自我保護(hù)功能
自控?fù)Q熱站要求的是無人值守工作方式，運(yùn)行人員只是對(duì)其定期巡查，要求熱力站的自控系統(tǒng)需具有以下自我保護(hù)功能：
電源缺相、三相不平衡、電機(jī)過載保護(hù)。
具有停電保護(hù)，來電自起啟功能。
水箱缺水，供熱系統(tǒng)水力超壓，欠壓保護(hù)。
