城市热网系统技术方案

城市供热监控系统技术方案

1、系统概述

1.1热网的供热监控现状

随着国家对环境保护的重视，城市集中供暖已成主流。目前，供暖中心下设许多换热站、泵房，由于地点分散，目前换热站大都采用人工监控，从而导致值班人员多，仅靠靠电话调度，供暖中心难以掌握设备的实际运行情况，不能做到合理调度，从而一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时操作人员难以发现，易造成设备事故。同时，各换热站都独立运行，难以达到供热系统整体最佳状态，易造成热力失衡，影响供热效果而造成能源的极大浪费。特别是集中供热的管线，线路覆盖地域范围大，动态生产数据实时性要求高，并且由于换热站处于城市中心，难以架设电缆，要做到实时连续监测管线、线路的中间站及用户端点各项数据，提高中央调度室的监控能力，靠过去传统的办法是难以满足要求的，从而导致我国城市供热网的自动化发展及其不平衡。现在普遍的供热管网由部门负责维护管理,维修人员全天值班,随时处理市民投诉和管网故障。而个别城市在供热管网各控制点分别安装有压力、流量在线检测仪,信息数据被汇集至控制中心,一旦发现异常即派人进行处理。

1.2 方案介绍

城市热网监控系统是通过对供热系统的温度、压力、流量、开关量等进行测量、控制及远传，实现对供热过程有效的遥测及控制。城市热网集中监控系统是区域供热系统中的重要组成部分，它将实时、全面了解供热系统的运行工况，监视不利工况点的压差，保证区域供热系统安全合理地运行，并可根据运行数据进行供热规划和科学调配，为热力部门提供准确、有效的重要数据。

本系统方案设计充分考虑城市供热系统现状，分为热电厂、换热站物联网改造方案、供热管网智能监控方案。热电厂和换热站现有自动化监控系统是利用现场可编程逻辑控制器(PLC) 监视换热站的运行情况，各点参数及其变化趋势和设备状态，不同的是热电厂是有人值守的运行模式，而换热站是巡检的运营模式。但无法实现与中心监控平台的数据通信。利用江苏宏瑞通信科技股份有限公司HCM-7901新一代高性能通信管理单元和HWT-8100供热管网监控终端,可对热电厂、换热站、供热管道采用远程无线监控系统，实现对换热站、供热管道的远程监控，脱离人工巡检的古老模式，提高工作效率，保证换热站的正常运行，供热管道的正常传输，向无人化热网监控管理发展，以达到提高管理水平经济和社会效益的目的。

2换热站监控系统改造方案

2.1产品介绍

HCM-7901物联网通信管理机，是江苏宏瑞通信科技股份有限公司在总结多年水电厂、泵站、变电站系统运行经验及现场要求的基础上，全新开发的新一代高性能通信管理单元。装置采用多CPU硬件架构，插拔式模件结构，配置灵活，性能更高，可扩展性强，稳定性好。HCM-7901支持串口（RS-232/RS-485）、10M/100M以太网接口、ProfiBus接口、CAN接口等多种通信接口；支持多种通信规约如：IEC60870-5-101规约、EC60870-5-103规约、

IEC60870-5-104规约、DNP3.0规约、Sc1801规约、u4F规约、ModBus规约、CDT规约、各种智能设备规约等。

有别于一般厂家的组网方式，HCM-7901不仅支持单机双网方式，双机单网方式，更支持满足高可靠性要求的双机双网通信模式。

HCM-7901具有很强的接入能力，在保证ECS整体系统高实时性能要求的情况下，单一通信管理单元可接入装置数量为：双网最大接入装置128台，单网最大接入装置256台（不同接口支持的最大装置数量有差别）。强劲的接入能力可有效减少ECS系统所需的通信管理单元数量，节约用户投资。装置主要特点如下：

高可靠的嵌入式设计

HCM-7901物联网通信管理单元硬件平台基于工业级X86兼容的PC104处理器或新一代高性能32位MCU，软件平台采用工业控制领域公认最为优秀的嵌入式实时多任务操作系统VxWorks，整个系统具有极高的实时性、稳定性、可靠性。

先进的多CPU架构

装置采用多CPU架构，除主CPU模件外，装置中的智能通信模件均采用了新一代高性能32位MCU，以实现各自的通信功能。智能通信模件和主CPU模件采用ISA总线及内部高速CAN网交换实时数据。通过多CPU的协调工作，使系统能够管理较多、数据量大的通信任务，同时仍保证系统具有很高的实时性。

多样的接口功能

装置可以提供各种类型的通信接口，满足不同的应用场合。接口包括串口（RS-232/RS-485）、10M/100M以太网接口、ProfiBus接口、CAN接口以及3G无线网络等；装置还可提供开入、开出信号，用于闭锁或告警；支持GPS对时信号输入、对时信号输出（空接点/差分电平）。

丰富的规约库

支持多种常用标准规约和众多厂家设备规约：IEC60870-5-101规约、EC60870-5-103规约、IEC60870-5-104规约、DNP3.0规约、Sc1801规约、u4F规约、ModBus规约、CDT规约、各种智能设备规约。

规约按模块化设计，规约库的扩充灵活、方便。

灵活的扩展性

装置在硬件、软件上均采用模块化设计，具有非常灵活的扩展性。

硬件上，除必备的主CPU模件、电源模件等外，其余可根据工程需求配置不同类型的智能通信接口模件，如串行接口模件、以太网接口模件、ProfiBus接口模件、CAN接口模件、无线通信模块等。并可通过扩展双机热备模件，实现双机冗余。

软件上，规约库是由相互独立的规约软件模块组成，各种规约模块可单独编译、在线调试、动态加载运行，确保规约库的扩充灵活、方便。

完备的双机双网冗余设计

支持双机双网冗余配置（管理机与装置均双网），只要间隔层某装置存在可用的网络拓扑链路，通过双机热备模件就可确保双机数据库中该装置数据的实时性、完备性。该配置在实时性、可靠性方面远远优于双机单网的配置模式（管理机单网、装置双网或单网）；支持双机全冗余配置应用，主、从机间数据备份采用基于BLVDS总线的专用双机热备模件，可以保证双机间数据库、事件库等实时数据的同步；主、从机在任意一个出现故障时，可以实现无缝切换

高效的间隔层网络负荷自动均衡功能

间隔层采用具有冗余双网特点的网络结构时，通信管理单元能够自动实时检测两个网上通信节点的数量及流量，动态调整间隔层各装置的主用网络，实现间隔层网络负荷自动均衡。

逻辑闭锁功能

可以从ECS后台下载控制对象的闭锁条件，经逻辑计算后能够闭锁或允许来自上层的控制命令。