换热站远程监控系统方案Word文档格式.docx
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二、方案介绍
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各换热站现有自动化监控系统是利用现场可编程逻辑控制器（PLC）监视换热站的运行情况及各点参数及其变化趋势和设备状态，不同的是换热站是有人值守的运行模式，各换热站是人工巡检的运营模式。
无法实现对供热系统的温度、压力、流量、开关量等进行及时测量、控制及远传与中心监控平台的数据通信。
针对×
提出的多座换热站升级需求，我公司对系统方案设计充分考虑供热系统现状，分为换热站远程监测、控制、联网智能监控方案。
系统是集现代计算机技术、自动控制技术和通讯技术为一体的，全面地监测热网的运行参数，控制热网的供热温度，为“按需供热”提供有效技术保障。
系统节能率20—30%，使用寿命在10-15年以上。
本系统是对换热站远程监测、控制系统的整体改造，将热交换采用当今最先进的自动化远程控制系统。
采用GPRS无线远程监控系统进行监控。
使用一台计算机作为上位机，通过无线数据传输模块，对各个换热站的工作状态进行远程监控。
上位机的监控人员根据上传数据可实时通过上位机各换热站的设备进行状态、数据监测及起停控制，实现换热站的无人值守。
三、设计原则
安全可靠稳定性原则
系统的安全可靠运行起着十分关键的作用，因此在系统建设过程中，将系统的安全、可靠、稳定性作为设计的首选原则。
终端应具备较强的抗干扰能力。
终端应实现故障自诊断功能和自恢复功能，当出现故障的时候能自动重启而不需要人为的切断电源。
严格全面的权限管理；
详细的操作日志功能。
只有安全可靠的系统才能达到令人满意的结果。
在方案设计时，首先应考虑选用稳定可靠的产品和技术，使其具有必要的冗余容错能力，为用户提供高可用服务。
要求系统在硬件配置、操作系统、以及系统管理等环节采取严格的安全措施，保证系统不受侵害。
先进性原则
系统采用先进成熟的具有当今国内先进水平的监测控制技术、控制器及应用软件，并具有完整的技术文档资料。
实用性原则
系统需要本着能够解决热网运行中存在的实际问题，进行整体规划，无论是网络体系、通信系统、硬件平台及软件功能，必须能够满足整个热网管理的需求。
力求完善化、科学化；
用户界面设计友好，易于理解、易于掌握、便于操作。
可扩充性原则
应用软件的设计应逻辑结构清晰、易读。
在功能的划分和设计时，尽可能相对独立、减少相关性，以易于扩充、维护和修改。
采集控制器应充分考虑其独立性和扩展性，使设备配置和系统扩展有更大的自由度和灵活性。
为热用户的日益增长，预留较大的扩展空间。
系统不但要能满足现阶段的业务要求，而且要能满足将来业务的增长和新技术发展的要求，要在原有设备继续发挥作用的基础上，保证用户能方便地增加或调整设备，改善系统功能和性能，支持将来系统不断更新和便于升级，从而保护原有投资。
主机系统应具有良好的可扩展能力，满足不同规模计算环境的要求，并且能提供多种升级途径，给业务的不断发展创造条件。
缩放性是企业网结构要求中最重要的一个方面。
企业业务的快速变化，用户不可预测的需求都要求系统结构能适应这种情况。
这就意味着我们在最初设计中，投资重点要放在一个可缩放的结构上以及支持它的相关的软硬件。
兼容性原则
底层系统、数据库、采集控制器、通讯方法、网络协议都采用国际标准或统一标准，使得系统的兼容性大大提高，只要遵循统一标准，任何厂家的设备都可以接入该系统。
在满足系统需求的基础上，力争用最少的资金，获得最大的经济效益和社会效益。
经济性原则不仅体现在设计过程中，而且要为系统今后的维护降低成本打下基础。
四、系统解决方案
系统整体结构图
热网无线数据传输模块功能详述
GPRSDTU无线数据传输模块可以实现温度，压力，流量，断电报警，柜门开关报警等信号的传输等功能。
中心可以实时传输对下位机（PLC）电动调节阀自动，手动控制，远程，就地控制等功能。
4.2.1实时数据远传中心功能
GPRSDTU无线数据传输模块可以实现传输如下实时数据的功能：
一次温度、压力、流量远程传送；
二次温度、压力、流量远程传送；
一次瞬时热量的计算，远程传送；
二次瞬时热量的计算，远程传送；
一次流量累计积算及显示，一次热量累计积算及显示；
二次流量累计积算及显示，二次热量累计积算及显示；
当前阀开度显示；
当前室外温度显示；
当前柜门报警状态显示；
以上数据可根据预先设定的时间间隔定时向中心发送。
同时，以上数据可以分别由中心单独招测，也可以一次性中心全部招测。
4.2.2原始电流值的远程传送
根据预先设定的状态，可以远程传送当前温度，压力，流量等参数原始电流值，供用户比较原始数据和计算出的温度压力等数据是否一致。
同时可以在必要时，实现电流数据的远程传输，供中心长期监测，比较之用。
4.2.3中心远程对时功能
为了保证中心系统时钟同下位机各个站点的系统时钟高度一致，每次GPRSDTU无线数据传输模块，或间隔一定的时间以后，会自动同中心系统进行时钟校对，保证整个系统时钟高度一致。
4.2.4远程自动化控制功能
GPRSDTU无线数据传输模块可以远程设定调节阀的各种自动化控制模式：
根据室外温度调节二次网供水温度模式；
根据预先设定的各个时间段的供水温度调整二次网的供水温度；
根据预先设定的各个时间段的阀开度调整一次网的阀开度；
设定当前的供水温度值；
设定当前的阀开度；
设定当前的阀偏移量
远程报警参数设置功能
远程设定如下参数的上下限报警值，当测量值超出该值设定的上下限时，本地PLC通过GPRSDTU无线数据传输模块自动上传报警数据，同时中心有声音和视觉的提示：
一次温度，压力，流量；
二次温度，压力，流量；
室外温度；
阀开度；
柜门状态；
4.2.6远程量程设定
可以通过GPRSDTU无线数据传输模块远程分别设定如下参数的量程：
一次供水温度；
一次回水温度；
二次供水温度；
二次回水温度；
一次供水压力；
一次回水压力；
二次供水压力；
二次回水压力；
一次供水流量；
4.2.7远程自控参数设定
远程设置各换热站PLC所用到的各种自控参数。
主要包括如下：
室外温度同供水温度之间的对应关系表
供水温度偏差同阀开度变化量之间的对应关系表
一天之内各个不同时间段的二次供水温度关系表
一天之内各个不同时间段的阀开度变化关系表
自控调整周期
配合不同模式设定当前供水温度，阀开度，阀偏移量等参数
远程设定报警功能开关
报警功能开关控制自动报警，并实时远传该报警数据。
中心分布系统组成及功能概述
4.3.1中心系统软件组成结构图
4.3.2中心软件功能概述
整个组态软件系统架构是基于分布式的C-S架构，在两台互为热备的数据服务器上安装组态王服务器版本，负责实时采集、处理从区域控制器上传的各种实时监控数据，在两台监控工作站上安装组态王通用版，在工程师站上安装组态王开发运行版。
冗余监控服务器
热网监控中心的监控服务器（兼操作员站），采用双机冗余热备形式和基于客户／服务器方式的开放系统。
主要功能包括：
a）通过交换机与现场各个下位机（PLC）连接，通过GPRSDTU无线数据传输模块与热网中各个热力站控制子系统连接，采集现场过程数据，进行统一的存储与管理；
b）作为整个监控系统的数据库，存储各种数据，包括实时数据和历史资料；
c）作为人机接口（HMI），通过多媒体手段（画面、声音等），为操作人员提供热网中各个热力站形象直观的现场过程数据、过程报警、事件报警等；
d）作为人机接口，操作员通过输入设备（鼠标、键盘等），向热网中各个热力站发送调控指令；
e）按照设计要求为投影仪等提供显示画面和过程数据。
工程师站
热网监控中心的工程师站，主要功能是：
a）经过授权的维护人员（维护工程师），通过工程师站可以对各个锅炉控制子系统和整个热网控制系统进行维护，包括控制网络的组态设置（网络节点的增减、通讯速率的设置等）、人机接口（HMI）画面的修改、现场过程资料采样点和被控点的增减等；
2）具有操作员站的全部功能，需要时可以作为操作员站使用；
3）也可以按照设计要求为投影仪等提供显示画面和过程数据。
4.3.2.1热网分控中心功能描述
监控系统SCADA功能与数据管理功能
监控系统能够从锅炉监控系统和热网监控系统的运行过程中采集数据，进行加工处理，也可以被写回流程，完成锅炉和热网系统的数据采集和控制功能。
监控软件能够根据应用软件的需求对数据进行定位和操作。
计算机的热备与无扰动切换
热网监控服务器（操作员站）采用双机热备的方式，冗余操作时，在计算机本机（生产机）正常工作的同时，热备机实时地刷新本身的数据区，始终与本机的数据相同。
在本机发生故障时，热备机能够以与本机相同的过程数据接替本机的控制功能，从而实现无扰动切换功能。
分布式的网络结构
监控软件支持分布式网络结构，各节点可以独立的执行赋给它的任务，节点可以脱机而不会影响整个网络的运行，节点同样可以在网上任何地方获取数据。
监控软件支持“请求式数据传输”，实现数据共享。
数据库
软件具有关系型数据库支持功能，收集、存储、管理工艺流程中的实时和历史数据，该数据库除了具备常规的数据管理功能以外，还具有开放的结构，支持通用的数据交换协议（ODBC），确保数据的可靠利用。
监控软件支持建立在以标准的以太网环境下的客户机/服务器的体系结构，网络协议采用TCP/IP。
计算机系统中的站点分成数据处理节点和数据浏览节点，这种结构不仅可以实现数据的共享，而且可以实现配置的共享。
监控功能
监控系统（监控服务器、操作员站、工程师站、背投式大屏幕投影仪等）能够提供各种图形显示、多媒体显示、动画等功能，能够以数字、符号及图形方式为操作人员动态地模拟生产过程，并能够显示实时过程资料，易于操作和管理。
监控系统能够在操作员站上对过程数据进行读/写操作，或者只读操作，完成对各个力站的控制和对整个热网工艺流程的控制。
监控系统能够根据预先设定的报警值对生产过程中产生的异常事件产生多种形式的报警，报警信息可以在网络上各节点之间传递，并且可以实现网络打印，能够弹出报警窗口，同时，根据工艺要求预设各种报警的优先级，主要报警抑制次要报警。
对于
升级会员 