换热站监控方案

换热站远程监控系统

沈阳凌控科技有限公司

1、概述

随着国民经济的不断进步和人民生活水平日益提高，社会对环境的要求越来越高。近年来国家大力提倡城镇集中供热，改变原来各单位、各片区自己供热、单独建立锅炉房给城市带来的污染，由城市外围的一个或者多个热源厂提供热源，市内各片区建立换热站，统一给用户供热。这样就大大减少了燃煤对城市环境的污染，同时也节省了能源，所以可以说这是一项即造福当代人民又造福后代子孙的伟大工程。

随着科学技术的日新月异，尤其是计算机、通讯技术的迅速发展，自动控制水平也得到了快速的发展和广泛的应用，尤其是在人们对供热质量的要求不断提高和能源紧张的今天，提高供热质量同时节约能源势在必行。所以，目前各地供热公司新建换热站大多都是无人值守换热站，同时对老的换热站的改造也在向无人值守换热站靠拢。

供热系统是一个多参量、大滞后的复杂系统，供热系统综合节能控制技术，有针对性的解决供热系统热源、管网、终端用户三个部分实际问题，提供三个主要环节的信息化管理平台，实现了热源控制一体化，管网智能化，终端用户信息化；解决了系统整体过量供热，管网存在水力失调，室温存在冷热不均及锅炉冷凝水的问题，达到整个系统的节能目的；提高了供热品质及舒适度，延长了设备的使用寿命。我公司研发的无人值守换热站远程监控系统是集现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术为一体的，全面地监测热网的运行参数，控制热网的供热温度，为“按需供热”提供有效技术保障。

2、需求分析及设计目标

建立以热网控制中心为核心的一级或多级热网监控系统。实现换热站的无人值守监控系统和巡检核查登记系统，是本方案所要解决的问题。宏观掌握供热系统运行状况、运行质量。

保证供热系统的运行参数。对热网的水力工况和热力工况进行全自动调节，解决各换热站的耦合影响，消除热网水平失调，平衡供热效果。

以节省总供热量为目标，在满足热网用户基本采暖要求的前提下尽量减少总供热量，从而达到提高经济效益的目的。

更好地进行供热系统设备的维护及管理。及时检测报告供热系统故障，作到防微杜渐，防患未然。

为热网如何经济高效运行提供分析基础和分析依据。通过记录的热网运行历史数据，在一个采暖期结束后与前期数据进行比较分析，查出主要能耗来源，为今后的节能挖潜改造提供条件。

3、设计原则

◇安全可靠稳定性原则

系统的安全可靠运行起着十分关键的作用，因此在系统建设过程中，将系统的安全、可靠、稳定性作为设计的首选原则。

终端应具备较强的抗干扰能力，严格全面的权限管理。

只有安全可靠的系统才能达到令人满意的结果。在方案设计时，首先应考虑选用稳定可靠的产品和技术，使其具有必要的冗余容错能力，为用户提供高

可用服务。要求系统在硬件配置、操作系统、以及系统管理等环节采取严格的安全措施，保证系统不受侵害。

◇先进性原则

系统采用先进成熟的具有当今国内先进水平的监测控制技术、控制器及应用软件，并具有完整的技术文档资料。

◇实用性原则

系统需要本着能够解决热网运行中存在的实际问题，进行整体规划，无论是网络体系、通信系统、硬件平台及软件功能，必须能够满足整个热网管理的需求。力求完善化、科学化；用户界面设计友好，易于理解、易于掌握、便于操作。

◇可扩充性原则

应用软件的设计应逻辑结构清晰、易读。在功能的划分和设计时，尽可能相对独立、减少相关性，以易于扩充、维护和修改。采集控制器应充分考虑其独立性和扩展性，使设备配置和系统扩展有更大的自由度和灵活性。为热用户的日益增长，预留较大的扩展空间。

系统不但要能满足现阶段的业务要求，而且要能满足将来业务的增长和新技术发展的要求，要在原有设备继续发挥作用的基础上，保证用户能方便地增加或调整设备，改善系统功能和性能，支持将来系统不断更新和便于升级，从而保护原有投资。

主机系统应具有良好的可扩展能力，满足不同规模计算环境的要求，并且

能提供多种升级途径，给业务的不断发展创造条件。缩放性是企业网结构要求中最重要的一个方面。企业业务的快速变化，用户不可预测的需求都要求系统结构能适应这种情况。这就意味着我们在最初设计中，投资重点要放在一个可缩放的结构上以及支持它的相关的软硬件。

◇兼容性原则

底层系统、数据库、采集控制器、通讯方法、网络协议都采用国际标准或统一标准，使得系统的兼容性大大提高，只要遵循统一标准，任何厂家的设备都可以接入该系统。

◇经济性原则

在满足系统需求的基础上，力争用最少的资金，获得最大的经济效益和社会效益。经济性原则不仅体现在设计过程中，而且要为系统今后的维护降低成本打下基础。

4、系统解决方案

一个完整的热网监控系统在物理层面上主要由四部分组成：监控中心、通讯网络、现场监控设备、一次仪表；在软件层面上主要包括三部分：现场控制软件、通讯软件、中央监控调度软件。

热网监控系统采用分布式计算机系统结构。目前在国内，对于供热系统的计算机监控方式，有两种不同的思路：一种是采用中央集中式监控方法；另一种是采用中央与本地分工协作的监控方法。前一种方法是中央独揽大权，换热站只有测试仪表和执行机构，它的功能只是参数和指令的上传下达，换热站现场控制器不做自动调控的决策功能。这种方法对中央监控软件的功能要求比较高，当热电厂不是“以热定电”即当热电厂供热量不足时，能进行流量的均匀调节，但其灵活性差，局部故障容易影响全局的正常运行。例如，当中央调度室发生通讯故障的时候，整个热网的调节就全部失灵了。第二种方法，即中央与本地分工协作监控方法，其供热量的自动调节决策功能完全“下放”给本地的热力站机组，中央控制室只负责全网参数的监视以及总供热量、总循环流量

的自动调控。这种方法比较灵活，故障率少，容易适应热网不同建设期的需要。第二种方法概括起来也可以叫做：“中央监测，统一调度，现场控制”。这种方法经过我公司多年的实际工程经验积累，从现场控制硬件设备和控制软件到中央监控软件已经非常成熟，并在国内多个热力系统得以成功应用，是我公司极力推荐的系统结构模式。

由我公司自主开发研制的远程监控系统所采用的语言全部为中文，所有的现场控制器操作和上位机操作界面均为中文。

4.1 热网监控中心

热网运行管理软件安装在作为监控中心的服务器上，该服务器将采集现场控制机的数据，监测现场控制器的运行情况并指导操作员进行操作。服务器定期从现场控制机采集数据以保证其数据库不断更新。服务器还向现场控制器发送控制和参数设置指令。操作员从控制中心通过该系统能够方便地得到子站运行的数据并向子站下达指令。

热网监控软件是热网监控系统的中央监控软件，是专门针对热力企业开发的一套专业软件，除了具备通用组态软件的功能外，更多的侧重于提供专业性的分析、优化决策功能，基本功能如下：

完善的系统组态：站点、图形、数据、数据库、设备、报警、以及趋势图等功能的组态

优秀的视窗人机交互界面，用户使用更加方便

直观的地图显示功能，以地图的方式根据各热力站的地理位置进行热力站的查找、浏览，实时图形化显示各换热站、热源的工艺流程及运