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(gè)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(wú)線通訊系統(tǒng)。如圖1所示。整個(gè)過(guò)程為：圖1. 集中供熱遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)(1)現(xiàn)場(chǎng)熱力站PLC將各工藝參數(shù)實(shí)時(shí)采集后通過(guò)以太網(wǎng)通信模塊將數(shù)據(jù)送往ETPro 555 EVDO路由器；同時(shí)，還可通過(guò)該通信模塊接收監(jiān)控中心的指令。(2)無(wú)線通訊系統(tǒng)在對(duì)ETPro 555 EVDO路由器進(jìn)行配置時(shí)預(yù)先輸入監(jiān)控中心的IP地址。ETPro 555 EVDO路由器收到PLC發(fā)來(lái)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(guò)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(guò)程為：數(shù)據(jù)送到中國(guó)電信的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，然后再經(jīng)過(guò)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(lái)自各換熱站的數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)、歷史趨勢(shì)分析、報(bào)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(chǎng)控制器）、供熱機(jī)組變頻控制柜、調(diào)節(jié)閥、溫度壓力傳感器、流量?jī)x表、數(shù)傳模塊等。2、場(chǎng)控制軟件該軟件是為完成現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行通訊而設(shè)計(jì)，同時(shí)也支持現(xiàn)場(chǎng)工作站脫開(kāi)監(jiān)控中心獨(dú)立運(yùn)行。現(xiàn)場(chǎng)熱力站控制軟件主要完成采集熱力站溫度、壓力、流量等運(yùn)行參數(shù)，接受監(jiān)控中心的控制指令、自動(dòng)控制流量、溫度、壓力等參數(shù)，提供現(xiàn)場(chǎng)顯示和操作界面，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與熱力站之間的遠(yuǎn)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(shí)時(shí)參數(shù)并經(jīng)過(guò)計(jì)算通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作站前面板的液晶觸摸屏顯示，通過(guò)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(duì)閥門(mén)控制可采用自動(dòng)與手動(dòng)兩種方式來(lái)調(diào)節(jié)，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作站前面板的操作鈕及彩色液晶觸摸屏來(lái)實(shí)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(kāi)關(guān)信號(hào)和二次網(wǎng)供水壓力信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變頻補(bǔ)水。出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并進(jìn)行故障處理以保護(hù)工作站設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)將報(bào)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(chǎng)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、流量累計(jì)計(jì)算?？蓪?duì)溫度、壓力、流量、熱負(fù)荷變化等參數(shù)實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)視控制。 (2)根據(jù)流量、溫度、壓力要求，獨(dú)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(jī)接口，可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定、修改參數(shù)。 (4)設(shè)置各種報(bào)警參數(shù)、報(bào)警處理及報(bào)警確認(rèn)。 (5)數(shù)據(jù)通過(guò)3G無(wú)線方式上傳監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)并接受監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)指令，完成控制任務(wù)，可以接受監(jiān)控中心仿真系統(tǒng)計(jì)算出該站的最佳運(yùn)行曲線，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)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(yùn)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(chǔ)、顯示現(xiàn)場(chǎng)終端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)分析功能，同時(shí)，能夠根據(jù)接受的數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析完成自動(dòng)預(yù)警的功能。監(jiān)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)：(1)溫度補(bǔ)償功能：根據(jù)室外溫度的變化和當(dāng)?shù)毓嶝?fù)荷曲線，調(diào)節(jié)二次側(cè)的供水溫度。室外溫度信號(hào)可由監(jiān)控中心通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)下傳。(2)補(bǔ)水定壓：采用變頻補(bǔ)水定壓。二次側(cè)回水壓力低于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)水泵，連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)二次側(cè)回水壓力恢復(fù)正常時(shí)，補(bǔ)水變頻器進(jìn)入睡眠，補(bǔ)水泵停止運(yùn)行。(3)循環(huán)水泵差壓調(diào)節(jié)：當(dāng)二次供回水壓差與給定差壓值出現(xiàn)偏差時(shí)，可通過(guò)循環(huán)泵變頻器對(duì)二次供回水差壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)二次熱網(wǎng)水力曲線的調(diào)節(jié)保證換熱站的節(jié)能運(yùn)行。(4)失壓保護(hù)：二次側(cè)回水壓力低于低限設(shè)定值時(shí)補(bǔ)水變頻器喚醒，自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)投入運(yùn)行，開(kāi)始補(bǔ)水。自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)投入運(yùn)行后二次側(cè)回水壓力仍繼續(xù)降低則發(fā)出報(bào)警。(5)報(bào)警：對(duì)各類(lèi)故障、事故、參數(shù)超限提供報(bào)警（如：二次側(cè)供水溫度超過(guò)溫度上線設(shè)定值時(shí)。在熱力站設(shè)聲響報(bào)警，在監(jiān)控中心設(shè)聲光報(bào)警。 (6)超壓保護(hù)：二次側(cè)供水總管壓力超過(guò)設(shè)定高限值（可調(diào)設(shè)定值）循環(huán)泵停止運(yùn)行并關(guān)閉一次側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。(7)軟水箱水位監(jiān)測(cè)：水位超高限時(shí)，中斷軟化水處理裝置的進(jìn)水：當(dāng)水位超低限時(shí)，補(bǔ)水泵強(qiáng)制停泵。(8)控制器：控制器作為無(wú)人值守?fù)Q熱站測(cè)控設(shè)備的核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理、運(yùn)算、控制、顯示、操作和通訊?？刂破魍ㄟ^(guò)面板操作可以實(shí)現(xiàn)畫(huà)面選擇、參數(shù)修改、手動(dòng)操作控制設(shè)備、在線編程等。面板在控制柜正面開(kāi)孔安裝。控制器可在網(wǎng)絡(luò)通訊中斷下仍可以完全獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)本地可靠測(cè)控，此時(shí)的室外溫度設(shè)定值以現(xiàn)場(chǎng)采集或以最近一次監(jiān)控中心下達(dá)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。(9)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及報(bào)表打?。簩?duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、報(bào)警信息進(jìn)行存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，可隨時(shí)調(diào)用、檢索、查詢(xún)打印以供分析參考?？纱蛴“?、日、月、年生產(chǎn)報(bào)表、運(yùn)行趨勢(shì)圖。四、無(wú)線通信系統(tǒng)通信是整個(gè)供熱控制系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的樞紐，各個(gè)熱力站、熱源、管道監(jiān)控節(jié)點(diǎn)通過(guò)通信系統(tǒng)形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)度，必須建立連接所有監(jiān)控點(diǎn)的通訊網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)擬采用無(wú)線電信3G數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。1、通訊的實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)主要是通過(guò)ETPro 555 EVDO路由器和中國(guó)電信的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(shí)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(guò)Internet實(shí)現(xiàn)的，這樣用戶的實(shí)現(xiàn)成本比較低。系統(tǒng)在連接之前，需要向中國(guó)電信申請(qǐng)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(dòng)態(tài)域名。為了防止由于斷電或者信號(hào)的原因而造成的IP地址的改變，我們使用動(dòng)態(tài)域名。動(dòng)態(tài)域名可以使您擁有一個(gè)固定的域名，對(duì)應(yīng)一個(gè)可變的IP地址。這樣用戶就可以使用這個(gè)固定的域名，方便的進(jìn)行監(jiān)控和各種操作。圖2 動(dòng)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(yàn)、數(shù)據(jù)位、流控制。波特率是通訊快慢的一個(gè)標(biāo)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(huì)限制一些高速設(shè)備的通信速度，也會(huì)讓一些低速設(shè)備不能通信，兩臺(tái)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(lái)選擇。2、通訊的組態(tài)為了實(shí)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(jī)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(fù)責(zé)PLC與上位機(jī)的連接，是PLC采集數(shù)據(jù)的傳送與上位機(jī)軟件RSView32數(shù)據(jù)接收的中間站，同時(shí)，編程軟件Logix5000與PLC的聯(lián)機(jī)也需要RSLinx建立通道。圖3 OPC服務(wù)器在上位機(jī)軟件RSView32中讀取遠(yuǎn)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(wú)線通訊方式具有很多優(yōu)點(diǎn)：(1)3G無(wú)線通訊方式建立在公用網(wǎng)上，只要有手機(jī)信號(hào)的地方就可以使用這種通訊方式，比起專(zhuān)網(wǎng)頻率資源缺乏、容量有限，3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大。(2)永遠(yuǎn)在線，一旦撥號(hào)登陸網(wǎng)絡(luò)后就會(huì)被分配一個(gè)IP地址，可隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系。(3)無(wú)需架設(shè)天線，無(wú)需另建基站，先期投資小，周