熱力站控制系統(tǒng).doc

一、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成整個熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：熱網(wǎng)監(jiān)控中心、熱力站監(jiān)控系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)。如圖1所示。整個過程為：圖1. 集中供熱遠程監(jiān)控系統(tǒng)(1)現(xiàn)場熱力站PLC將各工藝參數(shù)實時采集后通過以太網(wǎng)通信模塊將數(shù)據(jù)送往ETPro 555 EVDO路由器；同時，還可通過該通信模塊接收監(jiān)控中心的指令。(2)無線通訊系統(tǒng)在對ETPro 555 EVDO路由器進行配置時預先輸入監(jiān)控中心的IP地址。ETPro 555 EVDO路由器收到PLC發(fā)來的數(shù)據(jù)后，把這些數(shù)據(jù)送到前面設(shè)置的IP地址網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，通過端口映射轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。ETPro 555 EVDO路由器發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：數(shù)據(jù)送到中國電信的3G無線網(wǎng)絡(luò)中，然后再經(jīng)過Internet傳送給監(jiān)控中心。(3)熱網(wǎng)監(jiān)控中心由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、防火墻、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、工作站等組成。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器將接收的來自各換熱站的數(shù)據(jù)，進行存儲、歷史趨勢分析、報表打印等。二、熱力站監(jiān)控系統(tǒng)1、熱力站監(jiān)控系統(tǒng)組成：本地監(jiān)控裝置主要包括：供熱控制器（現(xiàn)場控制器）、供熱機組變頻控制柜、調(diào)節(jié)閥、溫度壓力傳感器、流量儀表、數(shù)傳模塊等。2、場控制軟件該軟件是為完成現(xiàn)場工作站采集熱力站參數(shù)和控制參數(shù)并與監(jiān)控中心進行通訊而設(shè)計，同時也支持現(xiàn)場工作站脫開監(jiān)控中心獨立運行?，F(xiàn)場熱力站控制軟件主要完成采集熱力站溫度、壓力、流量等運行參數(shù)，接受監(jiān)控中心的控制指令、自動控制流量、溫度、壓力等參數(shù)，提供現(xiàn)場顯示和操作界面，并實現(xiàn)監(jiān)控中心與熱力站之間的遠程通訊。數(shù)據(jù)采集功能是熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，用于采集熱力站實時參數(shù)并經(jīng)過計算通過現(xiàn)場工作站前面板的液晶觸摸屏顯示，通過其通訊功能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂剖壹泄芾??？刂普{(diào)節(jié)功能主要是針對閥門控制可采用自動與手動兩種方式來調(diào)節(jié)，可通過現(xiàn)場工作站前面板的操作鈕及彩色液晶觸摸屏來實現(xiàn)控制。另外控制柜根據(jù)二次網(wǎng)供水壓力及軟水箱液位提供變頻器開關(guān)信號和二次網(wǎng)供水壓力信號，實現(xiàn)自動變頻補水。出現(xiàn)故障時發(fā)出報警信息，并進行故障處理以保護工作站設(shè)備的正常運行，同時將報警信息發(fā)送到監(jiān)控中心。3、本地監(jiān)控系統(tǒng)功能：(1)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、流量累計計算?？蓪囟取毫?、流量、熱負荷變化等參數(shù)實現(xiàn)就地監(jiān)視控制。 (2)根據(jù)流量、溫度、壓力要求，獨立完成本地調(diào)節(jié)，閉環(huán)監(jiān)控。例如可以就地利用采集的室外溫度控制供水溫度或任意設(shè)置供水溫度。 (3)配備必要的軟硬件及人機接口，可現(xiàn)場設(shè)定、修改參數(shù)。 (4)設(shè)置各種報警參數(shù)、報警處理及報警確認。 (5)數(shù)據(jù)通過3G無線方式上傳監(jiān)控中心計算機并接受監(jiān)控中心計算機指令，完成控制任務(wù)，可以接受監(jiān)控中心仿真系統(tǒng)計算出該站的最佳運行曲線，進行PID調(diào)節(jié)，以達到最經(jīng)濟的運行方式。(6)另外，根據(jù)需求可設(shè)置視頻監(jiān)視系統(tǒng)，完成站內(nèi)各設(shè)備運行情況的監(jiān)視和防盜、防破壞的監(jiān)視。三、熱網(wǎng)監(jiān)控中心熱網(wǎng)監(jiān)控中心主要由服務(wù)器、管理工作站組成。 監(jiān)控中心需配置信息管理軟件，其主要作用在于接收、存儲、顯示現(xiàn)場終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)一些數(shù)據(jù)分析功能，同時，能夠根據(jù)接受的數(shù)據(jù)，自動分析完成自動預警的功能。監(jiān)控系統(tǒng)功能特點：(1)溫度補償功能：根據(jù)室外溫度的變化和當?shù)毓嶝摵汕€，調(diào)節(jié)二次側(cè)的供水溫度。室外溫度信號可由監(jiān)控中心通過通訊網(wǎng)絡(luò)下傳。(2)補水定壓：采用變頻補水定壓。二次側(cè)回水壓力低于設(shè)定值時，自動啟動補水泵，連續(xù)調(diào)節(jié)補水泵轉(zhuǎn)速。當二次側(cè)回水壓力恢復正常時，補水變頻器進入睡眠，補水泵停止運行。(3)循環(huán)水泵差壓調(diào)節(jié)：當二次供回水壓差與給定差壓值出現(xiàn)偏差時，可通過循環(huán)泵變頻器對二次供回水差壓進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)通過對二次熱網(wǎng)水力曲線的調(diào)節(jié)保證換熱站的節(jié)能運行。(4)失壓保護：二次側(cè)回水壓力低于低限設(shè)定值時補水變頻器喚醒，自動補水系統(tǒng)投入運行，開始補水。自動補水系統(tǒng)投入運行后二次側(cè)回水壓力仍繼續(xù)降低則發(fā)出報警。(5)報警：對各類故障、事故、參數(shù)超限提供報警（如：二次側(cè)供水溫度超過溫度上線設(shè)定值時。在熱力站設(shè)聲響報警，在監(jiān)控中心設(shè)聲光報警。 (6)超壓保護：二次側(cè)供水總管壓力超過設(shè)定高限值（可調(diào)設(shè)定值）循環(huán)泵停止運行并關(guān)閉一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥。(7)軟水箱水位監(jiān)測：水位超高限時，中斷軟化水處理裝置的進水：當水位超低限時，補水泵強制停泵。(8)控制器：控制器作為無人值守換熱站測控設(shè)備的核心，負責數(shù)據(jù)的采集、處理、運算、控制、顯示、操作和通訊?？刂破魍ㄟ^面板操作可以實現(xiàn)畫面選擇、參數(shù)修改、手動操作控制設(shè)備、在線編程等。面板在控制柜正面開孔安裝?？刂破骺稍诰W(wǎng)絡(luò)通訊中斷下仍可以完全獨立的實現(xiàn)本地可靠測控，此時的室外溫度設(shè)定值以現(xiàn)場采集或以最近一次監(jiān)控中心下達的數(shù)據(jù)為準。(9)數(shù)據(jù)存儲及報表打?。簩崟r數(shù)據(jù)、報警信息進行存儲，數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫，可隨時調(diào)用、檢索、查詢打印以供分析參考?？纱蛴“唷⑷?、月、年生產(chǎn)報表、運行趨勢圖。四、無線通信系統(tǒng)通信是整個供熱控制系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的樞紐，各個熱力站、熱源、管道監(jiān)控節(jié)點通過通信系統(tǒng)形成一個統(tǒng)一的整體。為了實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測、控制、調(diào)度，必須建立連接所有監(jiān)控點的通訊網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)擬采用無線電信3G數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。1、通訊的實現(xiàn)該系統(tǒng)主要是通過ETPro 555 EVDO路由器和中國電信的3G無線網(wǎng)絡(luò)來完成。路由器主要完成PLC與調(diào)度中心數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)，同時也是與電信3G網(wǎng)絡(luò)的工作接口。主要設(shè)置的參數(shù)如下： (1)本方案是通過Internet實現(xiàn)的，這樣用戶的實現(xiàn)成本比較低。系統(tǒng)在連接之前，需要向中國電信申請辦理UIM卡。 (2)數(shù)據(jù)發(fā)送目的地，即數(shù)據(jù)中心服務(wù)器或者路由器的IP地址或者動態(tài)域名。為了防止由于斷電或者信號的原因而造成的IP地址的改變，我們使用動態(tài)域名。動態(tài)域名可以使您擁有一個固定的域名，對應(yīng)一個可變的IP地址。這樣用戶就可以使用這個固定的域名，方便的進行監(jiān)控和各種操作。圖2 動態(tài)域名(3)與PLC的接口參數(shù)，包括波特率、停止位、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、流控制。波特率是通訊快慢的一個標志，為了滿足不同速率的cpu之間的通信，制訂了很多種波特率，如果波特率固定了的話，會限制一些高速設(shè)備的通信速度，也會讓一些低速設(shè)備不能通信，兩臺cpu之間通信必須波特率一樣才能通信，不同速度cpu常用的波特率一般不同，可根據(jù)cpu的總線頻率來選擇。2、通訊的組態(tài)為了實現(xiàn)換熱站PLC與調(diào)度中心的可靠通信，完成雙向數(shù)據(jù)交換，在監(jiān)控中心的上位機上安裝AB公司的Logix 5000、RSView32、RSLinx軟件，其中RSLinx軟件是一種帶有特殊通信功能的OPC服務(wù)器，如圖3所示。它負責PLC與上位機的連接，是PLC采集數(shù)據(jù)的傳送與上位機軟件RSView32數(shù)據(jù)接收的中間站，同時，編程軟件Logix5000與PLC的聯(lián)機也需要RSLinx建立通道。圖3 OPC服務(wù)器在上位機軟件RSView32中讀取遠程換熱站的數(shù)據(jù)，建立組態(tài)界面。服務(wù)器組態(tài)界面如圖4所示。圖4 顯示界面3、基于3G無線通訊方式具有很多優(yōu)點：(1)3G無線通訊方式建立在公用網(wǎng)上，只要有手機信號的地方就可以使用這種通訊方式，比起專網(wǎng)頻率資源缺乏、容量有限，3G無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大。(2)永遠在線，一旦撥號登陸網(wǎng)絡(luò)后就會被分配一個IP地址，可隨時與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系。(3)無需架設(shè)天線，無需另建基站，先期投資小，周