集中供热集散控制系统应用.docx

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集中供热集散控制系统应用

集中供热集散控制系统应用

一、概述

集散控制系统是实现以调度室为中心，在保证全网（多热源联网）平衡稳定运行的基础上实现热源、换热站的科学化控制与管网调度。

阳光能源公司热网覆盖地域广，换热站数目多，调度、管理、分析、核算、统计等工作较困难，需要以先进的现代化信息技术实现系统化的管理，实现由传统的以大量宝贵人力工作为中心的管理模式，向以现代化、信息化、系统化为中心的管理模式转变，管理层、决策层所获数据将更加准确和及时，以便更快地制定生产目标和企业未来发展战略。

热网自控系统核心思想是广泛地利用计算机及网络技术来标志、存储、传递、加工和处理各种热源、热网、热交换站等环节的信息；将热力指挥调度活动通过计算机技术来实现和管理，实现热力企业的信息化。

信息化体现在以下几个方面：

●科研生产过程的自动化、智能化。

●管理决策的网络化、信息化。

采用基于公用通讯平台的“数字热力”x-linkSCADA监控系统。

该系统具有较高的安全性和保密性、高速率、高可靠性、高抗干扰能力、实施及运行成本低、易维护等优点。

系统技术原理是：

建立一套完善的“数据平台”，实现热网信息的数字化管理，将广域工业数据监控系统的通讯平台建立在基于公用通讯（如：

ADSL、GPRS或CDMA1X）的平台上。

将采集与控制系统做到标准化和通用化，所有热网换热站数据统一上传至调度监控中心，下位核心控制单元采用西门子S7-1200系列PLC，具备多种工业I/O接口，完成现场设备的数据收集和远程控制等功能。

二、实施方案

2.1数据信息搜集

下位各换热站增加热量积分仪、水表积分仪、电表等设备并接入下位控制器，上传至集控中心。

2.2下位机控制算法及策略

实现下位控制器内存储运行曲线，一旦中心与下位换热站通讯系统出现问题，各站可在断网的情况下按照预先存好的数据进行优化控制，从而达到拆网独立的节能控制功能。

可实现平均温度、恒流量、恒热量、恒二次供温、恒二次回温等多种工作模式，按照各种策略的控制算法以达到优化控制，预存温度运行曲线以实现换热站拆网独立节能运行。

实现下位程序标准化、格式化、统一化。

2.4气候模型专家系统功能

使用气候模型与专家分析系统，为真正实现按需供热提供相关的运行参数。

2.5关系型数据库建立

系统使用SQLserver关系数据库对系统进行构架，打造智能热网的专业数据结构。

2.6简捷管理模式：

一键加站功能

使用简捷式管理模式，轻松实现一键加站功能，并可通过后台管理系统实现便捷的维护功能。

2.7指挥调度系统

建立了专业的调度指挥系统平台，可以按照实际情况指导调度人员进行热网的调节，并实现专业的流程化管理，以协助专业人员调整热网，提高工作效率，减少人员开支。

智能策略运行模式，可真正有效的做到节能控制，热网运行节能效率将显著提高。

三、xLinkSystem系统平台

xLinkSystem系统是在公共通讯网络平台基础上，建立一个热力生产信息共享平台，所有热力站将采集到的信息直接汇集到这个平台上。

热力站的控制权按管理方式的不同，可采用多级优先权控制。

xLinkSystem系统平台数据接收以ADSL/GPRS/CDMA/3G/4G/光纤公共通讯网络为基础，采用工业级标准的操作系统、通讯和协议，系统I/O容量为无限点。

系统采用统一的数据库，而不是分散式的数据库或数据库复制后存储于操作员站的方式。

系统网络全面支持数据采集、现场控制、数据分析、调度指挥、图形界面等系统功能。

应用标准的软件和硬件，该网络支持多种广域网，以将可能的节点连接成为一个整体的系统。

网络协议为TCP/IP，通过系统应用程序直接生成界面。

该系统支持全功能的图形操作界面，并通过标准的网络通讯连接就地控制单元和远程监控操作。

系统为可扩展结构，以便将来系统的扩展。

xLinkSystem系统有强大的智能后台配置系统：

一方面，具有灵活的权限管理，不同公司或部门的人员只能查看、管理本公司或部门数据，不同权限的人员使用的系统功能也不同；另一方面，动态的热力站模板定义，不同协议、不同类型的热力站可以分别定义模板，加站只需选择模板一键加站。

第三，多线程的数据接收程序，大幅提高了数据的处理能力，多个热力站数据同时上传，前台应用管理软件速度上几乎感觉不到影响。

xLinkSystem系统软件功能介绍

通用接收伺服系统（数据接收系统）

通用接收伺服系统是为了满足不同的通讯协议需求而建立的多协议数据交互系统，它是下位终端与上位数据中心连接的关键部件。

主要负责接收采集点的注册请求和实时数据的解析服务。

在数据传输网络中，通用接收伺服系统需要部署在专有的数据接收服务器上，正常运行后，无需人工干预，会自行完成数据的接收和解码工作。

它首先通过有线或无线网络定时接收下位机采集的温度、压力、流量等等的数据包，然后按协议解码，并把数据存储到数据库相应位置；上位机对下位机下发的控制命令，也通过通用接收伺服系统发送给下位机。

3.1热网web监控系统功能

3.1.1参数汇总

参数纵览：

通过行政单位和生产单位，显示该单位下的所有热力站的基本实时运行数据。

热源参数总览：

可以通过热源厂参数纵览浏览多个热源厂的实时数据，不用来回切换就可以实时监控热源的运行状况。

多站参数纵览列表：

选择某个多站参数纵览列表后，可以查看该列表热力站点的主要参数的实时数据，并可以管理该列表，导出Excel。

3.1.2单站监测

工艺图：

可以通过工艺图查看浏览单个热力站的工艺图和最近一条的实时数据，通过工艺图能形象地反映热力站/热源的现场工艺，现场数据的运行情况。

实时参数：

可以通过实时数据查看浏览单个热力站/热源/管线上监测点所有系统下的最近一条的实时数据，数据以不同的颜色标注出来，反应数据的运行状态。

实时曲线：

可以通过实时曲线查看浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的从当天零点到当前时间的折线曲线数据。

历史分钟列表：

可以通过历史分钟列表浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史分钟数据，并能导出Excel。

（每天日报表需自动导出）

历史分钟曲线：

可以通过历史分钟列表浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史分钟曲线，并能导出截图。

历史整点列表：

可以通过历史整点列表浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史整点抄表数据，并能导出Excel。

历史整点曲线：

可以通过历史整点曲线浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史整点曲线，并能导出截图。

历史小时平均列表：

可以通过历史小时平均列表浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史小时平均数据，并能导出Excel。

历史小时平均曲线：

可以通过历史小时平均曲线浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史小时平均曲线，并能导出截图。

历史日平均列表：

可以通过历史日平均列表浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史日平均数据，并能导出Excel。

历史日平均曲线：

可以通过历史日平均曲线浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个系统下的某个时间段的历史日平均曲线，并能导出截图。

报警记录：

可以通过报警记录查看浏览单个热力站/热源/管线上监测点某个时间段下的历史报警记录，通过查看报警记录，分析报警发生的原因，频率，找到问题，可以导出Excel。

（加仪表报警：

温度、压力、流量（百分比计）、热量（百分比）、电动调节阀等仪表的上下限报警、全网目标温度与实际温度差值报警（差值可设）、供回水温差报警。

上下限可手动设置）注：

部分报警设置加权限。

设备启停记录：

可以通过设备启停记录浏览单个热力站某个时间段的设备启停记录的历史数据，记录设备启停的记录，分析原因，并能导出Excel。

量程信息维护：

可以通过量程信息维护浏览和设置单个热力站某个系统下的量程信息，已实现反映参量的运行状况目的。

巡站时间查看：

可以通过巡站时间查看浏览单个热力站某个时间段的巡站时间的历史数据，对管辖该热力站/热源/管线检测点的工作人员进行考核，并能导出Excel。

3.1.3条件查询

超标站点查询：

通过选择要查看的超标的参数，超标的值，查看超过设定值的热力站的实时数据，通过分析这些热力站点的运行数据，找到问题所在，可导出Excel。

报警记录查询：

通过选择要查看的分公司，报警类型，查看在某一范围的报警数据，通过对报警数据的分析，找到问题所在，更新设备或者重新制定策略，可导出Excel。

3.1.4生产调度报表

站点日报、站点月报表、管理单位日报表、管理单位月报表。

通过快速查找站点，选择日期，查询站点的日报，供调度人员分析数据使用，可导出Excel。

3.1.5地图导航

可以通过地图导航在地图上快速设置热力站、热源、管网的基本信息、位置。

通过站名，公司可以快速的查找定位热源、热力站、管网，并浏览其实时数据，第一时间掌握供热管网的运行信息。

地图导航有以下功能：

压力场、温度场。

3.1.6值班监控

值班日志管理、交接班管理

通过值班日志、交接班查询，选择要查看的分公司，选择日期，查询分公司的值班日志记录，可导出Excel。

可添加值班日志、交接班记录，记录值班当中的重大事件，以作备忘。

3.2热网预测评估系统（热网指挥调度系统）

3.2.1汇总信息

切换到主页面后，供热实时情况、热源负荷曲线、实时/预测小时气温曲线、申请单/任务单各种状态下的数目。

3.2.2气候模型

气候模型：

通过气候模型，查看、添加、删除、编辑每个热源的气候模型，还可以查看气候模型曲线。

散点图参考：

通过散点图参考，得到每个热源在某一时间段里的运行数据的数据分布，供调度人员做数据分析参考。

气候模型对比：

通过气候模型对比，得到选择热源的气候模型对比图，供调度人员做数据分析参生考。

成气候模型：

可以利用此功能，利用历史气温、历史运行数据生成更符合生产运行的气候模型。

3.2.3天气预报

查询天气预报、小时气温、历史天气数据，也可通过曲线查看。

3.2.4热源预测

热源预测：

利用热源预测，查看、导出一段时间的热源预测记录，也可以查看曲线。

热源预测生成：

利用热源预测生成，根据天气预报和气候模型获取某一时间段各热源的预测数据，点击保存生成后，生成选择时间段的预测记录。

热源预测记录：

利用热源预测记录，查看、热源预测的生成记录。

热源运行对比：

利用热源运行对比，查看某热源的预测与实际运行的实际对比曲线和数据，用以分析热源的运行质量。

3.2.5热力站预测

通过热力站预测，使用高级检索查找某个热源下未参加全网平衡的热力站点并查看热力站实时数据、批量计划所选择的热力站点的控制方式和控制参数（只做阀门控制的批量计划），并对批量计划好的热力站点进行批量发送命令。

3.2.6热力站考核

热力站运行考核、热力站人员考核、热力站控制质量。

3.3热网运行分析系统功能

3.3.1多站曲线分析

通过任选站曲线查看，使用快速找站,公司组织结构找站，选择最多20个站点，选择曲线类型，日期段，系统号，查看所选站点的温度、压力、热量、流量曲线，供工作人员进行数据分析。

3.3.2温压分布图

通过任选站曲线查看，使用快速找站,公司组织结构找热源，选择最多20个站点，选日期，查看所选站点的一次供回温度、一次供回压力曲线，供工作人员进行数据分析，分析出同一热源下按照热源远近排列下水压温度的变化趋势。

3.3.3八画面重点站

通过八画面重点站，使用快速找站，选择8个监控人员认为比较重要的站点，同时在屏幕上显示8个站点的实时数据、实时曲线、基本信息，供工作人员进行数据分析。

3.3.4运行情况Top10

通过运行情况TOP10，使用组织结构选择分公司（默认是整个公司），时间点，查看选择的分公司某一时间点上的温度最高，温度最低，压差最高，压差最低，流量增量最高，流量增量最低，热量增量最高，热量增量最低，热指标最高，热指标最低，供工作人员进行数据分析，对整个公司的供热情况做一些评比。

3.4热网运行报表系统（报表中心）

主要包含以下报表：

热源运行报表、耗热量分析报表、热力站运行报表、热力站分析报表、生产经营报表、热力站生产日报表、热力站单耗标准表、异常情况日报表、采暖气温报表等。

3.5热网动态平衡分析与控制

热网动态平衡系统能够根据全网负荷、管网特性、热源参数等，按照温度算法、热量算法，将电厂或首站送出的热量均衡通过热网平衡运行模式分配给各个二级换热站，系统能够计算出每个换热站和公共建筑的阀门初始开度，通过通讯网络自动将阀门初调节参数下达到控制器中，热网动态平衡系统依热网监控系统组态软件中读取实时数据作为计算依据，经过计算得出全网电动调节阀的目标参数，目标参数回传热网监控系统，热网监控系统根据各站设定的模式、权重参数下发到各站，从而控制一次网电动阀门的动作进行热网平衡控制；能够最大程度上避免管网的水力振荡、温度飘移，保证系统的稳定、高效、节能运行。

热网动态平衡系统可以实现对整个管网、换热站自动控制，特别是负荷高峰期间要对整个管网及负荷进行分摊，使热量按需趋向于平衡。

实现统一监控整个供热系统，有效解决整个热网、首站因缺乏监控手段、失水量大、热损失严重、流量分配不均，致使供热系统无法统一调度管理，提供分析和计算的基本数据采集功能。

能够实现全网智能化、全自动化集中监控控制要求。

3.6热网能耗分析系统

结合监测系统、分析系统等系统数据，将供热热量消耗、水耗、电耗等数据进行综合分析，在保证供热效果的前提下，有计划合理的利用能源，提供平衡管网热负荷的决策依据，最大限度的降低单位能耗，以实现安全、高效、合理的利用能源的目的。