天巨鑫熱網(wǎng)換熱站遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)
一、系統(tǒng)應用背景
集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施,具有舒適、節(jié)能、環(huán)保、安全等特點。由于城市規(guī)模的不斷擴大,供熱面積越來越大,城市集中供熱網(wǎng)覆蓋的范圍越來越大,換熱站的數(shù)量越來越多。目前的現(xiàn)狀是:
1、換熱站大都采用人工監(jiān)控,浪費人力;
2、出現(xiàn)事故隱患時操作人員難以發(fā)現(xiàn),易造成設備事故;
3、各換熱站都獨立運行,難以達到供熱系統(tǒng)整體較好狀態(tài),易造成熱力失衡,影響供熱效果而且造成能源的極大浪費;
4、供熱的管線,線路覆蓋地域范圍大,動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時性要求也越來越高。
社會的發(fā)展、網(wǎng)絡技術日益提高,熱網(wǎng)換熱站遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)越來越受供熱企業(yè)青睞。
二、系統(tǒng)概述
天巨鑫熱網(wǎng)換熱站遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)多個換熱站聯(lián)網(wǎng),實時采集換熱站運行數(shù)據(jù)、調整修改相關參數(shù),實現(xiàn)了集中監(jiān)控,熱網(wǎng)調平,協(xié)調控制,能耗統(tǒng)計,故障分析,數(shù)據(jù)查詢等功能。提高了供熱企業(yè)的管理效率。
本系統(tǒng)是一款功能強大、運行可靠、界面友好的工業(yè)軟件系統(tǒng);而且是充分考慮了供熱企業(yè)的經(jīng)濟效益、智能控制的需求后,根據(jù)實際經(jīng)驗開發(fā)成功的。
天巨鑫熱網(wǎng)換熱站遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
三、系統(tǒng)優(yōu)勢
1、解決了熱網(wǎng)運行失調現(xiàn)象,實現(xiàn)了熱網(wǎng)平衡運行,大大提高了供熱效果;
2、起到了節(jié)能降耗的作用,監(jiān)控中心根據(jù)室外溫度的變化,自動調節(jié)熱力站供水溫度,從而很大程度的節(jié)約了能耗,并且提高供熱的服務質量;
3、可實現(xiàn)熱網(wǎng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時保持同步;
4、系統(tǒng)24小時在線運行,可杜絕了用戶偷水的行為,現(xiàn)場計量出現(xiàn)故障可以在短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn),并將故障時間記錄備案,避免計量方面的損失;
5、通過系統(tǒng)對熱網(wǎng)進行水力、熱力計算,熱網(wǎng)的控制運行分析,使熱網(wǎng)達到優(yōu)化運行,利用故障診斷、能損分析了解管網(wǎng)保溫、阻力損失情況,設備的使用效率,使熱網(wǎng)的管損達到比較小的值,以達到經(jīng)濟運行;
6、通過歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的比較,分析管網(wǎng)是否存在泄露,設備是否需要維修,以達到安全運行。
四、系統(tǒng)總體結構
系統(tǒng)分成三部分:熱力站,通訊網(wǎng)絡,監(jiān)控中心。
1、熱力站
硬件設備可分為三部分:
(1)負責測量參數(shù)和執(zhí)行動作的傳感器與執(zhí)行器等
(2)負責現(xiàn)場邏輯運算與信息交換的現(xiàn)場控制器及網(wǎng)絡設備
(3)負責現(xiàn)場運行參數(shù)展示設備
軟件功能如下:
(1)現(xiàn)場控制邏輯:實現(xiàn)控制邏輯的軟件模塊;
(2)人機界面:用于現(xiàn)場顯示和操作的人機界面;(采用觸摸屏)
(3)現(xiàn)場報警:提供報警功能,根據(jù)報警條件判斷并產(chǎn)生正確的報警事件;
2、通訊網(wǎng)絡
隨通訊技術的不斷發(fā)展及公共通訊網(wǎng)絡相對低廉的運行費用的出現(xiàn),目前解決通訊的方法是采用VPN網(wǎng)絡,這種方式可以得到更好的通訊質量、更高的通許速率,更高的安全性。目前在城市集中供熱網(wǎng)項目中主要使用的通訊網(wǎng)絡如下所述:
(1) 無線電臺傳輸:網(wǎng)絡傳輸安全性和數(shù)據(jù)質量無法保證
(2) GPRS:用于無法接入有線網(wǎng)絡站點
(3) ADSL:適用于區(qū)域面積大,利用公用電話網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換,但數(shù)據(jù)安全性無法 保證
(4) ADSL+VPN:適用于區(qū)域面積大,利用公共網(wǎng)絡建立虛擬局域網(wǎng),通過VPN設備對網(wǎng)絡進行加密。
方式1:VPN+ADSL網(wǎng)
3、監(jiān)控中心
熱網(wǎng)監(jiān)控中心主要由工程師站、操作員站、應用服務器、工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫服務器等部分組成。
(1)工程師站和操作員站
工程師站:工程師站是進行工程開發(fā)的平臺。當系統(tǒng)中需要增加被監(jiān)測變量、控制變量或者系統(tǒng)擴容,增加換熱站時,可以在工程師站平臺上進行二次開發(fā)。
操作員站:中心調度室的操作員,在操作員站對各個換熱站進行監(jiān)視、控制、產(chǎn)生報表和曲線。操作員站的數(shù)目又供熱工程的規(guī)模決定,一般至少配置兩臺工控機,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的雙機熱備冗余。當操作員站A出現(xiàn)故障時,操作員站B可以繼續(xù)工作,并且當A故障清除時,操作員站B會把操作員站A缺少的數(shù)據(jù),通過冗余通路傳遞回來,保證數(shù)據(jù)的完整性。
(2)應用服務器
應用服務器包括:GIS系統(tǒng)服務、web服務、報警、報表服務、統(tǒng)計展示分析服務。
A. GIS系統(tǒng)服務
由于供熱工程中,各個換熱站的距離較遠,每個換熱站負責一片地域供暖,一般會配置GIS系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)也可以集成在組態(tài)軟件當中,方便系統(tǒng)的使用。這樣就要求組態(tài)軟件支持大屏幕畫面,支持GIS插件,支持GIS系統(tǒng)在組態(tài)畫面中的集成。
B. Web服務
除了中央監(jiān)控室可以查詢到響應的信息情況以外,可以將組態(tài)畫面和報表,通過web的方式發(fā)布到網(wǎng)上,可供領導隨時隨地了解供熱情況。
C. 報警、報表服務
報警服務是對各個換熱站出現(xiàn)的報警信息進行顯示、存儲和查詢。報警信息可以以圖像、報表等多種方式表現(xiàn)出來。組態(tài)軟件要支持報警實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢,能夠直觀的反映出換熱站報警信息,并提醒監(jiān)控中心操作人員。
報表是針對客戶的需求可以任意定制報表。
D. 展示分析服務
展示分析軟件作為企業(yè)的數(shù)據(jù)加工車間,將生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉化為企業(yè)信息,可以為不同部門的管理者提供決策依據(jù)。作為企業(yè)調度執(zhí)行系統(tǒng),調度執(zhí)行軟件可以集成工業(yè)庫的分析和展示平臺的應用,并且通過SCADA進行設備遠程控制。分析軟件能夠實現(xiàn)復雜統(tǒng)計計算、預測預警、多形式報表以及實現(xiàn)企業(yè)門戶網(wǎng)站。
4、工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫
工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫是整個熱網(wǎng)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)存儲的核心,是分析展示軟件的數(shù)據(jù)來源;
時記錄PLC/RTU采集的各個熱力站的數(shù)據(jù),長期保存,為今后生產(chǎn)運營提供數(shù)據(jù)支持。熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)部署具有分散性,但控制過程中又具有很強的耦合性,熱力站之間會相互影響,單獨分散監(jiān)控不易管理維護,信息滯后、不同步,出現(xiàn)問題不易得到及時決策處理,很多情況依賴于各種分布式歷史信息的匯總,進行全局把握,趨勢分析后才能做出正確決策。
為了保證歷史數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)安全性,需要配置兩臺服務器,以磁盤陣列的方式進行雙機熱備冗余。傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫,在數(shù)據(jù)量較大時,存儲的速度和并發(fā)查詢速度非常的慢,而且沒有數(shù)據(jù)壓縮優(yōu)化的能力,不適用于集中供熱工程中存儲歷史數(shù)據(jù)。
五、軟件部分界面
系統(tǒng)主畫面
系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)總覽畫面
單個換熱站數(shù)據(jù)畫面
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