燃?xì)忮仩t房群控系統(tǒng)

北京珊瑚清源科技有限公司2016/08/25用心服務(wù)|珊瑚清源**省**市熱力公司區(qū)域鍋爐房群控系統(tǒng)方案北京珊瑚清源科技有限公司2016年9月1日

目錄項(xiàng)目概況 3一、方案概要介紹 31.1方案目標(biāo)概要 31.2系統(tǒng)原理概要 41.3技術(shù)方案概要 4二、設(shè)計(jì)原則 52.1安全性 52.2經(jīng)濟(jì)性 52.3先進(jìn)性 52.4可擴(kuò)展性 6三、鍋爐房房現(xiàn)狀分析 6鍋爐房調(diào)查表信息 6四、控制系統(tǒng) 104.1群控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 104.2鍋爐房群控系統(tǒng)的功能 11五、監(jiān)控中心 135.1中心站硬件部分： 135.2中心站軟件功能： 131)流程監(jiān)控 132)狀態(tài)監(jiān)控 143)PID調(diào)節(jié) 154)參數(shù)設(shè)置 165)報(bào)警 186)報(bào)表日志 197)數(shù)據(jù)交換 208)擴(kuò)展性 20六、設(shè)備主要清單 21七、售后服務(wù) 21項(xiàng)目概況項(xiàng)目地理位置：氣候條件：設(shè)計(jì)室外溫度：下轄鍋爐房個(gè)數(shù)：各鍋爐房供暖面積：各鍋爐房位置分布：各鍋爐房設(shè)備清單：各鍋爐房工藝管網(wǎng)圖：一、方案概要介紹1.1方案目標(biāo)概要區(qū)域鍋爐房群控系統(tǒng)，是北京珊瑚清源科技有限公司眾多系統(tǒng)中的一個(gè)。本系統(tǒng)主要是幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目的：1）區(qū)域鍋爐房的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程操作；通過(guò)系統(tǒng)地管理各個(gè)鍋爐及其附屬設(shè)備的運(yùn)行及能耗監(jiān)控，達(dá)到增強(qiáng)自動(dòng)化程度，減少人工及能源考核的目的；2）熱工參數(shù)監(jiān)控；對(duì)鍋爐及其附屬設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)實(shí)時(shí)讀取監(jiān)控，對(duì)設(shè)備的異常情況及燃?xì)庑孤┑燃皶r(shí)報(bào)警；3）能耗監(jiān)控；對(duì)熱力管網(wǎng)的流量信息和鍋爐房的用電信息實(shí)時(shí)管理和分析；4）遠(yuǎn)程監(jiān)控；系統(tǒng)引入氣候補(bǔ)償理念，控制鍋爐啟停臺(tái)數(shù)進(jìn)而根據(jù)天氣控制出水溫度從而實(shí)現(xiàn)按需供暖的目標(biāo)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工改造始終以生產(chǎn)安全、運(yùn)行安全為首要因素，以節(jié)能降耗為最終目標(biāo)。改造過(guò)程中，以最低的投入，解決最大的問(wèn)題為目的，避免重復(fù)投資。如果企業(yè)中已經(jīng)有了某些硬件設(shè)備（例如變頻器和流量計(jì)、鍋爐控制器等），本系統(tǒng)將盡量直接同這些設(shè)備進(jìn)行連接，而不再提供功能類(lèi)似的設(shè)備。1.2系統(tǒng)原理概要利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的管理功能，對(duì)鍋爐房中所有的鍋爐及輔機(jī)、關(guān)鍵的熱工參數(shù)統(tǒng)一聯(lián)合監(jiān)控，使鍋爐的產(chǎn)熱量量跟實(shí)際的用熱量相匹配，在盡量減少鍋爐的啟停臺(tái)數(shù)的前提下保證鍋爐出力的合理性。同時(shí)利用目前成熟的網(wǎng)絡(luò)通訊能力將各個(gè)鍋爐房監(jiān)控的內(nèi)容上傳到總控制室，為企業(yè)管理決策提供最直接的第一首資料，為熱力系統(tǒng)的優(yōu)化建立堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。1.3技術(shù)方案概要序號(hào)改造內(nèi)容功能作用1增加必要的熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各鍋爐房增設(shè)主管網(wǎng)一次供回水壓力溫度、二次供回水壓力溫度、室外溫度、水箱液位、2增加必要的安全監(jiān)控點(diǎn)各鍋爐房增設(shè)可燃?xì)怏w報(bào)警裝置（帶干接點(diǎn)輸出）、增設(shè)鍋爐房漏水檢測(cè)裝置3增加必要的能耗監(jiān)測(cè)點(diǎn)各鍋爐房增設(shè)總管熱表一只，補(bǔ)水水表一只，總電源多功能電表一只4敷設(shè)鍋爐及輔機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備各鍋爐房新增一臺(tái)區(qū)域鍋爐房綜合控制柜（PLC+觸摸屏）5建立通訊鏈路各鍋爐房敷設(shè)寬帶網(wǎng)絡(luò)+VPN路由器（由當(dāng)?shù)仉娦胚\(yùn)營(yíng)商實(shí)施）6在企業(yè)總部設(shè)置總監(jiān)控平臺(tái)監(jiān)控各個(gè)區(qū)域鍋爐房的運(yùn)行狀態(tài)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)控、考核二、設(shè)計(jì)原則2.1安全性設(shè)備運(yùn)行安全性：滿足設(shè)備在各種運(yùn)行工況下的要求，保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，且操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便、實(shí)用。數(shù)據(jù)庫(kù)安全性：通過(guò)分散控制、數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、用戶權(quán)限等措施達(dá)到數(shù)據(jù)庫(kù)的安全運(yùn)行。2.2經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性應(yīng)包括以下內(nèi)容：1).系統(tǒng)本身初建及改造的價(jià)格；2).系統(tǒng)投入使用后的運(yùn)行費(fèi)用；3).對(duì)系統(tǒng)后續(xù)升級(jí)擴(kuò)容所需的費(fèi)用；2.3先進(jìn)性主要體現(xiàn)在：1）硬件選型的先進(jìn)性：如PLC、人機(jī)界面、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器及組態(tài)軟件等，選用當(dāng)前成熟、可靠、比較先進(jìn)的主流設(shè)備。從而保證無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間在10000多小時(shí)以上。2）數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的先進(jìn)性：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的連接順暢、人機(jī)互動(dòng)的人性化、用戶權(quán)限的管理、第三方數(shù)據(jù)通訊能力等。2.4可擴(kuò)展性考慮系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)容和系統(tǒng)功能的擴(kuò)容：本監(jiān)控管理系統(tǒng)除了各分散數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的PLC系統(tǒng)具備擴(kuò)展能力，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)對(duì)第三方軟件也是開(kāi)放的，可以提供標(biāo)準(zhǔn)的OPC接口。為了將來(lái)納入更多的區(qū)域鍋爐房數(shù)據(jù)，上位機(jī)軟件采用無(wú)限點(diǎn)，方便將來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)容。三、鍋爐房房現(xiàn)狀分析鍋爐房調(diào)查表信息表1鍋爐房基礎(chǔ)信息統(tǒng)計(jì)表供熱面積總面積___________m2，其中居民住戶面積__________m2,學(xué)校、辦公等公共建筑面積___________m2,其它建筑面積__________m2鍋爐信息鍋爐型號(hào)容量(MW)臺(tái)數(shù)主要技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)廠家鍋爐安裝年份嚴(yán)寒期鍋爐實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)備注額定供水溫度（額定蒸汽溫度）額定回水溫度（額定蒸汽壓力）額定熱效率設(shè)計(jì)排煙溫度鍋爐1鍋爐2鍋爐3鍋爐4燃燒機(jī)型號(hào)燃燒機(jī)生產(chǎn)廠家燃燒機(jī)調(diào)節(jié)方式鍋爐1燃燒機(jī)比例調(diào)節(jié)（）滑動(dòng)調(diào)節(jié)（）兩段火調(diào)節(jié)（）其他（）鍋爐2燃燒機(jī)比例調(diào)節(jié)（）滑動(dòng)調(diào)節(jié)（）兩段火調(diào)節(jié)（）其他（）鍋爐3燃燒機(jī)比例調(diào)節(jié)（）滑動(dòng)調(diào)節(jié)（）兩段火調(diào)節(jié)（）其他（）鍋爐4燃燒機(jī)比例調(diào)節(jié)（）滑動(dòng)調(diào)節(jié)（）兩段火調(diào)節(jié)（）其他（）采暖系統(tǒng)控制方式手動(dòng)控制（）自動(dòng)控制（）鍋爐房輔助設(shè)備信息循環(huán)水泵型號(hào)及參數(shù)（一次泵）型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)最冷天實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)補(bǔ)水泵型號(hào)及參數(shù)型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)定壓方式□一次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）□一次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）一次循環(huán)泵出口壓力（MPa）一次循環(huán)泵出口壓力（MPa）1換熱器型號(hào)換熱器相關(guān)技術(shù)參數(shù)換熱器形式_______,換熱面積：________m2,設(shè)計(jì)壓力_______mH20,設(shè)計(jì)溫度__________℃供熱面積（m2）循環(huán)水泵型號(hào)及參數(shù)（二次泵）型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)最冷天實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)補(bǔ)水泵型號(hào)及參數(shù)型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)定壓方式□二次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）□二次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）二次循環(huán)泵出口壓力（MPa）二次循環(huán)泵出口壓力（MPa）2換熱器型號(hào)換熱器相關(guān)技術(shù)參數(shù)換熱器形式_______,換熱面積：________m2,設(shè)計(jì)壓力_______mH20,設(shè)計(jì)溫度__________℃供熱面積（m2）循環(huán)水泵型號(hào)及參數(shù)（二次泵）型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)最冷天實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)補(bǔ)水泵型號(hào)及參數(shù)型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)定壓方式□二次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）□二次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）二次循環(huán)泵出口壓力（MPa）二次循環(huán)泵出口壓力（MPa）3換熱器型號(hào)換熱器相關(guān)技術(shù)參數(shù)換熱器形式_______,換熱面積：________m2,設(shè)計(jì)壓力_______mH20,設(shè)計(jì)溫度__________℃供熱面積（m2）循環(huán)水泵型號(hào)及參數(shù)（二次泵）型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)最冷天實(shí)際運(yùn)行臺(tái)數(shù)補(bǔ)水泵型號(hào)及參數(shù)型號(hào)____________________流量(m3/h)______________揚(yáng)程(mH2O)______________變頻□臺(tái)數(shù)配用電機(jī)功率(KW)定壓方式□二次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）□二次循環(huán)泵進(jìn)口壓力（MPa）二次循環(huán)泵出口壓力（MPa）二次循環(huán)泵出口壓力（MPa）鍋爐運(yùn)行方式間歇運(yùn)行□,具體方式:_________________________________________________________________________________________________________連續(xù)運(yùn)行□四、控制系統(tǒng)4.1群控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D系統(tǒng)分為三層：第一層為現(xiàn)場(chǎng)傳感器、執(zhí)行器等；第二層為現(xiàn)場(chǎng)控制層；現(xiàn)場(chǎng)控制層采用PLC控制器（下位機(jī)）作為控制核心；以觸摸屏為人機(jī)界面。進(jìn)口彩色觸摸屏《==RS232==》優(yōu)質(zhì)PLC《=======》模擬量數(shù)據(jù)采集模塊↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓水泵轉(zhuǎn)速.鍋爐I/O點(diǎn)壓力溫度水位流量液位

第三層為控制平臺(tái)（上位機(jī)），上位機(jī)選用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制（也可多臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控）。4.2鍋爐房群控系統(tǒng)的功能1、鍋爐控制策略1）根據(jù)室外溫度自動(dòng)計(jì)算合適的供水溫度目標(biāo)值，據(jù)此對(duì)鍋爐的啟停臺(tái)數(shù)進(jìn)行自動(dòng)增減，達(dá)到按需供熱的目的。2）對(duì)鍋爐啟停臺(tái)數(shù)進(jìn)行控制時(shí)按照運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的先停止，運(yùn)行時(shí)間短的先啟動(dòng)，均衡鍋爐運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到降低設(shè)備維保費(fèi)用的目的。3）每臺(tái)鍋爐可以分別設(shè)置檢修狀態(tài)，手自動(dòng)狀態(tài)。適應(yīng)各種特殊情況下的操作。4）通過(guò)通訊口或者干接點(diǎn)采集每臺(tái)鍋爐的運(yùn)行數(shù)據(jù)。6）判斷鍋爐狀態(tài)，為鍋爐的投入/退出自動(dòng)隊(duì)列提供依據(jù)。2、水泵系統(tǒng)1）檢測(cè)水泵運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)，故障狀態(tài)，變頻轉(zhuǎn)速。2）補(bǔ)水泵根據(jù)二次回水壓力進(jìn)行頻率調(diào)速。3）循環(huán)泵根據(jù)二次供回水壓力差進(jìn)行頻率調(diào)速。4）當(dāng)水箱液位低于下限時(shí)，補(bǔ)水泵停止工作，并報(bào)警。3、熱工參數(shù)監(jiān)測(cè)1）檢測(cè)熱網(wǎng)各關(guān)鍵點(diǎn)處壓力作為判斷系統(tǒng)水力工況的優(yōu)劣。2）檢測(cè)熱網(wǎng)各關(guān)鍵點(diǎn)處溫度作為判斷系統(tǒng)熱力工況的優(yōu)劣。3）檢測(cè)室外溫度為合理調(diào)控鍋爐運(yùn)行提供參考依據(jù)。4）檢測(cè)水箱液位為水泵運(yùn)行提供保護(hù)依據(jù)。5）超溫超壓報(bào)警信息產(chǎn)生并記錄。4、能耗監(jiān)測(cè)接口1）提供可選擇的水泵電流監(jiān)測(cè)接口。2）提供主要用電設(shè)備的電量計(jì)量接口。3）提供實(shí)時(shí)及累積的鍋爐熱量計(jì)量接口。4）提供實(shí)時(shí)及累積的系統(tǒng)消耗自來(lái)水計(jì)量接口。5、應(yīng)急策略1）停電處理：全部設(shè)備停止運(yùn)行，上位機(jī)通訊中斷，產(chǎn)生報(bào)警提示。2）停水處理：即刻停止補(bǔ)水泵，延時(shí)停止其他設(shè)備。3）燃?xì)庑孤杭纯赏Ｖ瑰仩t燃燒，產(chǎn)生報(bào)警提示4）漏水處理：自動(dòng)進(jìn)行排污，產(chǎn)生報(bào)警信息。6、區(qū)域鍋爐房設(shè)備維保管理系統(tǒng)1）鍋爐清洗及維保提醒。2）鍋爐及相關(guān)輔機(jī)的維保信息進(jìn)行記錄。3）其他維保檔案的記錄。7、用戶權(quán)限管理1）對(duì)操作權(quán)限進(jìn)行分級(jí)管理，規(guī)定相關(guān)人員權(quán)限，防止未授權(quán)登陸系統(tǒng)。2）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)授權(quán)用戶通過(guò)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)對(duì)空壓機(jī)及輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控查詢（定制）。8、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及報(bào)表曲線生成1）對(duì)各個(gè)區(qū)域鍋爐房?jī)?nèi)重要熱工參數(shù)及能耗參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、查詢功能，生成報(bào)表、曲線。2）對(duì)重要能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗自動(dòng)分析計(jì)算，產(chǎn)生日平均能耗、月平均能耗、單位面積能耗、單位面積費(fèi)用等計(jì)算。五、監(jiān)控中心本系統(tǒng)換熱站監(jiān)控中心由一到兩臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、一套網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、ups不間斷電源組成。5.1中心站硬件部分：數(shù)據(jù)服務(wù)器：用于采集和監(jiān)控各換熱站的數(shù)據(jù)，該服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)與監(jiān)控終端（RTU）進(jìn)行通訊。打印機(jī)：用于打印重要熱工參數(shù)的報(bào)表。VPN路由器：用于構(gòu)建數(shù)據(jù)中心與各個(gè)換熱站之間的通訊鏈路。5.2中心站軟件功能：1)流程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)工程資源集中管理，基于圖形化操作，數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù)可以通過(guò)彩色圖形動(dòng)態(tài)顯示，可以直接通過(guò)圖形操作設(shè)備，不同類(lèi)型的圖形可以同時(shí)顯示。每個(gè)鍋爐房至少有兩個(gè)圖形：鍋爐運(yùn)行狀態(tài)及換熱系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，中心站有數(shù)個(gè)系統(tǒng)總體圖形，邏輯結(jié)構(gòu)允許在圖形間自由航行，同時(shí)有圖形顯示模擬工藝流程，動(dòng)態(tài)顯示各壓力、溫度、流量、水箱水位、鍋爐運(yùn)行狀態(tài)、水泵運(yùn)行狀態(tài)、變頻器狀態(tài)、閥門(mén)狀態(tài)參數(shù)。圖5.1鍋爐運(yùn)行狀態(tài)圖圖5.2換熱系統(tǒng)流程圖2)狀態(tài)監(jiān)控主要包括鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，水泵運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥狀態(tài)。圖5.3水泵運(yùn)行狀態(tài)畫(huà)面圖5.4鍋爐操作狀態(tài)3)PID調(diào)節(jié)按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，通過(guò)積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)來(lái)消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和偏差信號(hào)。圖5.5PID調(diào)節(jié)畫(huà)面在該畫(huà)面可對(duì)調(diào)節(jié)閥、補(bǔ)水變頻、循環(huán)變頻進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，例如設(shè)定供水溫度、供水壓差等，并可對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行參數(shù)整定，畫(huà)出整定曲線圖。4)參數(shù)設(shè)置圖5.6參數(shù)設(shè)置導(dǎo)航畫(huà)面圖5.7節(jié)假日及周末參數(shù)設(shè)置畫(huà)面5.8分時(shí)分溫參數(shù)設(shè)置畫(huà)面圖5.9氣候補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置畫(huà)面5)報(bào)警系統(tǒng)提供所有時(shí)間發(fā)生的報(bào)警信息，并連續(xù)更新。有多種選項(xiàng)歸類(lèi)和顯示。報(bào)警可以被重置或確認(rèn)。圖形和報(bào)警相連，使得在進(jìn)行其他程序時(shí)，可以快速進(jìn)入發(fā)生報(bào)警的畫(huà)面。報(bào)警可以按照3個(gè)優(yōu)先級(jí)分組，便于操作者對(duì)不正常的熱力站的多項(xiàng)報(bào)警參數(shù)（例如壓力損失、供熱不足，系統(tǒng)的起停）有總的了解。具有最高優(yōu)先級(jí)的報(bào)警會(huì)在自動(dòng)彈出的報(bào)警窗口中顯示，以防操作者忽略。系統(tǒng)可以通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息傳送到外圍設(shè)備，如打印機(jī)、手機(jī)、傳真機(jī)等移動(dòng)終端。這一功能使熱網(wǎng)維護(hù)人員直接得到通知，以減少停機(jī)時(shí)間提高整個(gè)熱網(wǎng)的可靠性。(可選)圖5.10報(bào)警畫(huà)面6)報(bào)表日志系統(tǒng)可自動(dòng)生成包含時(shí)間和用戶操作行為的報(bào)表，該報(bào)表對(duì)分析操作者行為非常重要，對(duì)操作者不在的班次或在監(jiān)控中心上操作時(shí)，有特別重要的意義?？纱蛴?shí)時(shí)報(bào)表、班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表，可打印某個(gè)時(shí)間段內(nèi)的歷史報(bào)表。日志瀏覽始終將某一特定工作站形成日志，瀏覽日志由四部分構(gòu)成：1）報(bào)警日志：某一被監(jiān)控的鍋爐房按時(shí)間排序的報(bào)警信息2）系統(tǒng)日志：顯示和系統(tǒng)相連的設(shè)備，例如鍋爐報(bào)警、熱工參數(shù)報(bào)警或通信中斷的信息3）用戶日志：某一操作員在某一工作站的行為4）狀態(tài)日志：機(jī)泵狀態(tài)信息。日志可以被過(guò)濾，過(guò)濾的標(biāo)準(zhǔn)可以被定義和保存（例如時(shí)間、日期、機(jī)組）。圖5.11報(bào)表7)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)界面和協(xié)議，可通過(guò)ODBC、OPC、DDE和第三方系統(tǒng)交換