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文檔簡介

1、范文范例指導參考換熱站遠程監控系統沈陽凌控科技有限公司1、概述隨著國民經濟的不斷進步和人民生活水平日益提高,社會對環境的要求越 來越高。近年來國家大力提倡城鎮集中供熱,改變原來各單位、各片區自己供 熱、單獨建立鍋爐房給城市帶來的污染,由城市外圍的一個或者多個熱源廠提 供熱源,市內各片區建立換熱站,統一給用戶供熱。這樣就大大減少了燃煤對 城市環境的污染,同時也節省了能源,所以可以說這是一項即造福當代人民又 造福后代子孫的偉大工程。隨著科學技術的日新月異,尤其是計算機、通訊技術的迅速發展,自動控 制水平也得到了快速的發展和廣泛的應用,尤其是在人們對供熱質量的要求不 斷提高和能源緊張的今天,提高供熱

2、質量同時節約能源勢在必行。所以,目前 各地供熱公司新建換熱站大多都是無人值守換熱站,同時對老的換熱站的改造 也在向無人值守換熱站靠攏。供熱系統是一個多參量、大滯后的復雜系統,供熱系統綜合節能控制技術, 有針對性的解決供熱系統熱源、管網、終端用戶三個部分實際問題,提供三個 主要環節的信息化管理平臺,實現了熱源控制一體化,管網智能化,終端用戶 信息化;解決了系統整體過量供熱,管網存在水力失調,室溫存在冷熱不均及 鍋爐冷凝水的問題,達到整個系統的節能目的;提高了供熱品質及舒適度,延 長了設備的使用壽命。我公司研發的無人值守換熱站遠程監控系統是集現代計 算機技術、自動控制技術和通訊技術為一體的,全面地

3、監測熱網的運行參數, 控制熱網的供熱溫度,為“按需供熱”提供有效技術保障。2、需求分析及設計目標建立以熱網控制中心為核心的一級或多級熱網監控系統。實現換熱站的無 人值守監控系統和巡檢核查登記系統,是本方案所要解決的問題。宏觀掌握供 熱系統運行狀況、運行質量。保證供熱系統的運行參數。對熱網的水力工況和熱力工況進行全自動調節, 解決各換熱站的耦合影響,消除熱網水平失調,平衡供熱效果。以節省總供熱量為目標,在滿足熱網用戶基本采暖要求的前提下盡量減少 總供熱量,從而達到提高經濟效益的目的。更好地進行供熱系統設備的維護及管理。及時檢測報告供熱系統故障,作 到防微杜漸,防患未然。為熱網如何經濟高效運行提供

4、分析基礎和分析依據。通過記錄的熱網運行 歷史數據,在一個采暖期結束后與前期數據進行比較分析,查出主要能耗來源, 為今后的節能挖潛改造提供條件。3、設計原則 安全可靠穩定性原則系統的安全可靠運行起著十分關鍵的作用,因此在系統建設過程中,將系 統的安全、可靠、穩定性作為設計的首選原則。終端應具備較強的抗干擾能力,嚴格全面的權限管理。只有安全可靠的系統才能達到令人滿意的結果。在方案設計時,首先應考 慮選用穩定可靠的產品和技術,使其具有必要的冗余容錯能力,為用戶提供高可用服務。要求系統在硬件配置、操作系統、以及系統管理等環節采取嚴格的 安全措施,保證系統不受侵害。 先進性原則系統采用先進成熟的具有當今

5、國內先進水平的監測控制技術、控制器及應 用軟件,并具有完整的技術文檔資料。 實用性原則系統需要本著能夠解決熱網運行中存在的實際問題,進行整體規劃,無論 是網絡體系、通信系統、硬件平臺及軟件功能,必須能夠滿足整個熱網管理的 需求。力求完善化、科學化;用戶界面設計友好,易于理解、易于掌握、便于 操作。 可擴充性原則應用軟件的設計應邏輯結構清晰、易讀。在功能的劃分和設計時,盡可能 相對獨立、減少相關性,以易于擴充、維護和修改。采集控制器應充分考慮其 獨立性和擴展性,使設備配置和系統擴展有更大的自由度和靈活性。為熱用戶 的日益增長,預留較大的擴展空間。系統不但要能滿足現階段的業務要求,而且要能滿足將來

6、業務的增長和新 技術發展的要求,要在原有設備繼續發揮作用的基礎上,保證用戶能方便地增 加或調整設備,改善系統功能和性能,支持將來系統不斷更新和便于升級,從 而保護原有投資。主機系統應具有良好的可擴展能力,滿足不同規模計算環境的要求,并且 能提供多種升級途徑,給業務的不斷發展創造條件。縮放性是企業網結構要求 中最重要的一個方面。企業業務的快速變化,用戶不可預測的需求都要求系統 結構能適應這種情況。這就意味著我們在最初設計中,投資重點要放在一個可 縮放的結構上以及支持它的相關的軟硬件。 兼容性原則底層系統、數據庫、采集控制器、通訊方法、網絡協議都采用國際標準或 統一標準,使得系統的兼容性大大提高,

7、只要遵循統一標準,任何廠家的設備 都可以接入該系統。 經濟性原則在滿足系統需求的基礎上,力爭用最少的資金,獲得最大的經濟效益和社 會效益。經濟性原則不僅體現在設計過程中,而且要為系統今后的維護降低成 本打下基礎。4、系統解決方案一個完整的熱網監控系統在物理層面上主要由四部分組成:監控中心、通 訊網絡、現場監控設備、一次儀表;在軟件層面上主要包括三部分:現場控制 軟件、通訊軟件、中央監控調度軟件。系統總體舁i卜勾圖調瞪控聞中心IC市性髭光值拿版OOQ OOO其他熱方也MOCi;其他森據笠趣MO-Ffl加赳煙出站Trim健傕第M H慳怵玷鈉爐朝GPRS Modecct-ADSLJtFF kMKJH

8、XI 網r-舊1#熱力必GPRS lDTU2守熱力站熱網監控系統采用分布式計算機系統結構。目前在國內,對于供熱系統的 計算機監控方式,有兩種不同的思路:一種是采用中央集中式監控方法;另一 種是采用中央與本地分工協作的監控方法。前一種方法是中央獨攬大權,換熱 站只有測試儀表和執行機構,它的功能只是參數和指令的上傳下達,換熱站現 場控制器不做自動調控的決策功能。這種方法對中央監控軟件的功能要求比較 高,當熱電廠不是“以熱定電”即當熱電廠供熱量不足時,能進行流量的均勻 調節,但其靈活性差,局部故障容易影響全局的正常運行。例如,當中央調度 室發生通訊故障的時候,整個熱網的調節就全部失靈了。第二種方法,

9、即中央 與本地分工協作監控方法,其供熱量的自動調節決策功能完全“下放”給本地 的熱力站機組,中央控制室只負責全網參數的監視以及總供熱量、總循環流量 的自動調控。這種方法比較靈活,故障率少,容易適應熱網不同建設期的需要。 第二種方法概括起來也可以叫做:“中央監測,統一調度,現場控制”。這種方 法經過我公司多年的實際工程經驗積累,從現場控制硬件設備和控制軟件到中 央監控軟件已經非常成熟,并在國內多個熱力系統得以成功應用,是我公司極 力推薦的系統結構模式。由我公司自主開發研制的遠程監控系統所采用的語言全部為中文,所有的 現場控制器操作和上位機操作界面均為中文。4.1熱網監控中心熱網運行管理軟件安裝在

10、作為監控中心的服務器上,該服務器將采集現場 控制機的數據,監測現場控制器的運行情況并指導操作員進行操作。服務器定 期從現場控制機采集數據以保證其數據庫不斷更新。服務器還向現場控制器發 送控制和參數設置指令。操作員從控制中心通過該系統能夠方便地得到子站運 行的數據并向子站下達指令。熱網監控軟件是熱網監控系統的中央監控軟件, 是專門針對熱力企業開發的 一套專業軟件, 除了具備通用組態軟件的功能外,更多的側重于提供專業性的 分析、優化決策功能,基本功能如下:完善的系統組態:站點、圖形、數據、數據庫、設備、報警、以及趨勢圖等功能的組態優秀的視窗人機交互界面,用戶使用更加方便直觀的地圖顯示功能,以地圖的

11、方式根據各熱力站的地理位置進行熱力站 的查找、瀏覽,實時圖形化顯示各換熱站、熱源的工藝流程及運行參數。圖形界面可以支持拖動、放大、縮小等操作,方便瀏覽。動態顯示各熱力站的工藝參數,監測畫面可以顯示該站內所有測點數據,包括模寸輸入/輸出點,數字輸入/輸出點,并標明每個過程點的文字說明、 數值、工程單位等基本屬性。監控中心定時統一發送控制策略給各熱力站, 并提供一致的室外溫度指導 熱力站的運行調節。當通訊故障時,各熱力站采用站內的室外溫度進行調 節。接收來自各現場控制機的事件報警,監控中心可以實時接受來自各熱力站 的報警信息,并提示操作人員進行報警信息處理。同時記錄所有報警信息, 形成報警日志,可

12、以方便進行報警信息查找,如下圖所示:根據要求,輸出生產報表和管理報表;收集數據信息建立歷史和管理數據庫;實現現場數據遠程調用、存儲、對過程狀態進行顯示;利用局域網、GPR濤實現在任何地點時間采集瀏覽現場數據,并根據不同權限對現場進行遠程控制和調整;實現熱力站數據監測和企業信息管理系統的相互融合。專業化的分析、統計功能,方便管理者了解系統運行狀況先進的報警管理功能擴展的歷史數據及趨勢記錄,收集所有采集的數據信息并建立歷史數據庫,要求顯示所有運行參數如溫度、壓力、流量、熱量等的歷史趨勢曲線, 并可以選擇同類參數進行比較分析。標準和自由格式的報表生成,可形成日報表、周報表、 月報表等多種報表格式,并

13、給出所有熱力站的重點參數匯總報表,支持報表定制功能。支持多種用戶權限管理,充分保證系統的安全、可靠性,示例如下: 豐富的應用開發環境,根據客戶需要,可實現定制和二次開發。最主要的特點是完全采用 B/S結構設計,支持遠程網絡訪問、遠程控制、 遠程維護,使得公司管理層、運行維護人員不管處于什么地方,只要能通過電 話或Internet訪問服務器,即可將熱網運行狀況了然于胸。主要監控畫面和歷 史曲線、報表格式摘錄部分實際工程界面如后附各圖所示:word版整理I I“AM換熱站自動控制系統周向,錄用戶荏銅H .2總干翼 I.范文范例指導參考* 5.系統方案5.1 系統結構設計本系統整體網絡如下:系統整體

14、網絡圖word版整理范文范例指導參考本系統分動態環境監控和視頻監控兩部分設計,系統詳細設計如下:1.1.1 動態環境監控部分本系統由集中監控中心和換熱站現場監控單元組成;本系統采用視頻監控網絡進行傳輸,系統采用IP網絡組網方式,使用雙網卡,與視頻監控網絡設置不同網段,做到網絡隔離。集中監控中心設置在興鼎公司辦公區,實現所有供熱機房動態環境系統集中 監控。集中監控中心通過周期性地采集各監控單元 (SU)傳來的各類信息,對信息 進行數據處理、存儲、參數設置、告警管理,具有實時作業和歷史數據處理功能, 能同時監視轄區內監控單元的工作狀態.1.1.2 視頻監控部分每個換熱站有一路視頻圖像監控,接入動態

15、環境監控中心,視頻監控系統 結構如下圖:word版整理視頻監控系統結構圖a- C說明:每個換熱站一套紅外半球攝像機,接入供熱站硬盤錄像機;通過換熱站網絡傳輸至視頻監控中心;從視頻監控中心交換機敷設網線傳輸至動態環境監控中心,并設置權限 只查看供熱機房視頻圖像。5.2 系統建設本次系統建設主要包括以下幾個方面:5.2.1 換熱站監控換熱站需要安裝1臺紅外半球攝像機接入供熱站硬盤錄像機,通過視頻監 控網絡傳輸到視頻監控中心,在監控中心通過軟件設置將供熱機房視頻圖像接 入辦公樓動態環境監控中心。5.2.2 監控中心建設在辦公樓建設動態環境監控中心,設置 LSC服務器、數據庫服務器、動態 環境監控終端

16、、告警控制器及告警燈等設備。將所有換熱站動態環境監控系統及所有換熱站視頻監控圖像接入到動態環 境監控中心,通過動態環境監控終端可以實現所有供熱機房的數據檢測、存儲 及告警處理等所有系統或能。5.3 辦公區樓機房監控興鼎公司辦公大樓機房現在已經安裝視頻監控及紅外移動,并且接入了興 鼎公司辦公區視頻監控系統,現在需要將的視頻監控系統通過網絡接入到辦公 樓動態環境監控中心,并設置權限在動態環境監控中心只能查看辦公樓機房視 頻圖像;同時在辦公樓機房建設動態環境監控系統,接入辦公樓動態環境監控 中心,實現辦公樓機房動態環境及視頻的集中監控。6.控制方案6.1 換熱站測點換熱站由水-水換熱器組成的換熱系統

17、、循環水泵組成的循環水系統、補水 泵組成的補水系統來構成。在控制過程中,需要采集大量的物理量,如壓力、 溫度、流量等模擬量參數,通過 PLC控制器對這些參數進行實時采集和處理。 換熱站PLC控制系統對一次網的電動調節閥、二次網的循環系統、補水系統等 控制對象實施自動控制,即實現換熱站系統的全自動控制。無人值守換熱站的自動控制系統主要完成數據采集、自動控制、參數存儲、實時通訊、故障報警等功能。可獨立完成本地控制,也可受控于監控中心供熱節能系統(水-水交換圖)換熱站數據采集將站內的溫度、壓力、流量、水箱水位、電動調節閥狀態、補水泵的啟停 狀態、循環泵電流、電壓、報警等參數采集、顯示并上傳監控中心。

18、換熱站監控參數包括:一次網的供/回水壓力、溫度一次網的流量、熱量、累積流量、累積熱量二次網供/回水溫度、壓力補水流量、累計流量水箱液位循環泵電流;補水泵電流;二次網回水泄壓電磁閥狀態;補水電磁閥狀態;補水流量循環水泵和補水泵的啟停及運行狀態等;運行參數的越限報警;a二次側供水壓力過高b二次側供水溫度過高c二次側回水壓力過低d二次側回水壓力過高e水箱水位超高、超低f循環泵電流高報警g循環泵缺相報警h停電報警i自來水停水報警換熱站設備組成換熱站設備由PLC控制柜、現場儀表、執行機構、二次顯示儀表及GPRSDTU?組成。PLC控制器PLC控制器具有高可靠性和高穩定性。該系統由CPU莫塊、模擬量輸入模

19、塊、顯示模塊、+24V電源和控制箱等組成。溫度變送器溫度變送器分室外溫度變送器、工藝管道溫度變送器。室外溫度變送器:測量范圍-50 C至+50 C;感溫元件Pt100;電源電壓24VDO出彳t號4-20mA工藝管道溫度變送器:測量范圍 0c至+150 C;感溫元件Pt100;電源電壓24VDCS出彳t號4-20mA壓力變送器壓力量程1.0 MPa (1.6 MPa)、精度等級優于0.5級;工作電壓24VDC輸出信號4-20mA液位變送器量程3米、精度等級優于0.2級;工作電壓24VDC1出彳t號4-20mA電動調節閥換熱站作為量調(或質調)用的電動調節閥具重要性毋庸置疑, 能否達 到用戶滿意的

20、調節效果及節能降耗效果,電動調節閥的選用至關重要。選用電子式電動調節閥,供電電壓為220VAC輸入420mA反饋420mA 同時電動調節閥應具有以下幾個特點:流量熱量計流量計選用電磁流量計,測量熱量配對鉗電阻。流量計要求:測量介質導電率20uS/cm,精度1.0級以上,工作溫度-25150C, 220VAC50 H旗電,RS-485接口,420 Ma輸出功能。GPRS DTUGPRS DTU1于傳輸信號的無線通訊模塊。興鼎熱力換熱站測點表換熱站測點明細表廳P站名DIDOAIAO1宏發1041642水調1041643紫郡城1041644凱城A1262165凱城B1262166秋實園1041647

21、小學621128小計7030117306.2 控制方案總體控制方案就是在保證系統的循環水量按供熱面積平均分配的前提下, 實現均勻供熱,同時保證用戶室溫基本合格。換熱站站一次網的循環流量設置 高限報警,亦即系統的控制是在該流量不能超過設定值的前提下進行,一旦該 流量超過設定值,那么控制流量成了最優先的事情。一般適合在一次網供汽壓力不高的場合,用戶側的溫度通過調節閥門來調 節,壓力通過循環水泵變頻定壓控制;在一次網的供汽壓力較高的場合,用戶側溫度通過循環泵變頻輔以調節閥 來調節,電動閥控制一次網的流量,流量不能超過設定值。參數設定值顯得非常關鍵,非常關鍵的參數有:各站一次網循環流量用戶側供水壓力用

22、戶側供水溫度這是需要實際摸索或依據熱力公司運行管理人員的經驗。將所得的經驗值 直接在中控室下發,可以改其中的某幾個站,也可以全部修改設定值。下面主要分析溫度和壓力控制的設定模式。6.3 溫度設定控制二次網供溫控制有直接設定控制、室外溫度補償控制等多種控制模式。其 中直接設定控制指在現場控制設備操作界面上運行人員根據經驗直接設定合適 的二次網供水溫度,然后控制設備通過調節一次網電動調節閥保證二次網供水 溫度達到設定值;室外溫度補償控制則根據室外溫度的變化,隨時調整二次網 供水溫度,既可以通過對照查表,也可以通過設定曲線的方式實現。換熱站溫度控制主要是實現室外溫度補償的供熱量和需熱量一致的調節,

23、在控制器的程序中有四種方法,用戶可以根據需要自行選擇:直接固定二次網 供水溫度法、帶室外氣候補償的二次網供水溫度或回水溫度或二次網的供回水 平均溫度經驗法、帶室外氣候補償的二次網供水溫度或回水溫度或二次網的供 回水平均溫度公式法、分時段修正法。以下僅以二次網供水溫度為例進行描述, 回水溫度或平均溫度類似。這些設定值可以在中控室直接發出。直接固定二次網供水溫度法就是不管室外溫度如何變化,二次網的供水溫 度均保持不變,該方法簡單不加描述。分時段修正法用于以下幾種場合:有的建筑物白天有人晚上基本無人,如 學校等可以分時段運行;即使在相同的室外溫度情況下,晴天、雨天、雪天、 風力大等等,建筑物的耗熱量

24、是不同的,因此二次網的供水溫度值應設定不同 值,所謂修正是指分時段運行場合的二次網供水溫度與設定值之間的偏差,這 樣可以更加經濟運行。如下圖所示:一次供水溫度80706050°即時*分時段調節曲線室外溫度補償(經驗法)隨室外溫度變化,改變二次供水溫度的設定值,并以該設定值作為調節目 標調節一次閥室外溫度補償按設定的換熱站設計參數(設計室外溫度、室內溫度、供水溫度、回水溫 度、散熱器參數等),計算出在不同的室外溫度下適合的二次供回水平均溫度, 并以該平均溫度作為調節目標調節電動調節閥。對有的集中供熱管網,一次網的回水溫度不希望高于某一個值,例如北京 熱力公司一次網的回水溫度就不能高于

25、60°C,過高溫度的回水直接回到電廠也 是一種能源浪費,因此根據一次網的回水溫度高低來輔助調節一次網的電動調 節閥,保證回水溫度不高于 60 C6.4 壓力設定控制二次網系統的最佳調節是質量并調,即在改變二次網溫度的同時二次網循 環流量也隨之改變。系統流量也隨著用戶的供熱量而變化,主要是通過加壓泵 變頻器來實現。壓力(或二次網循環流量)控制方法:根據二次網的供水壓力 或供回水壓差來控制二次網加壓水泵的運行頻率,實現二次網的流量變化。6.5 補水泵的控制具有恒壓補水功能,可根據二次網系統設定的補水壓力值自動控制補水泵的 轉速,壓力控制穩定;補水箱缺水自動保護功能,在補水箱缺水時自動停泵

26、并打開自來水電磁閥, 防止補水泵空轉燒毀。6.6 換熱站故障報警當換熱泵站出現下列異常時,系統會自動報警,并上傳給監控中心,并依據故障的程度判斷是否自動停止系統運行,并關斷相應的閥門供水壓力過低一停止工作換熱站內溫度過高整套系統停止工作二次供水溫度過高一關小閥門或增加循環泵運行頻率二次供水壓力過高一關小閥門或降低循環泵運行頻率二次回水壓力過低一系統失水,增加補水泵頻率失水量大,整套設備停止工作換熱站故障,比如停電、各種現場設備故障。7、 監控中心管理系統在中央控制室的安裝了監控中心遠程監控管理系統,該系統主要用于監控 和調整各個換熱站運行,包括以下幾個方面的內容:工藝流程總圖顯示在畫面中通過編程實現模擬顯示整個換熱站現場進汽供水的全過程,并且在換熱器本體上實時顯示各工藝段的運行情況, 包括該工藝流程圖、所有 的設備狀態、所有的工藝參數以及各控制回路的詳細參數等。 以便于操作者 能及時準確的掌握換熱站的具體運行情況,能夠對現場設備的故障進行實時 診斷。調節回路顯示包括所有調節回路,可修改設定值、控制方式、調節參數等。設定值顯示、報警記錄包括所有調節回路及順控回路等的設定值、 控制方式、調節參數及報警

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