最近幾年我國熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)得到了蓬勃的發(fā)展，集中供熱的發(fā)展為提高城市人民生活水平，改善城市大氣質(zhì)量，提高能源利用率發(fā)揮了重要的作用，成為城市的基礎(chǔ)設(shè)施。發(fā)展到現(xiàn)在我國北方主要的采暖地區(qū)的十五個(gè)省、市、自治區(qū)，設(shè)市城市全部都有供熱設(shè)施，許多縣城也有了供熱設(shè)施，形成很大規(guī)模，并正向大型化發(fā)展。隨著城市化水平的提高和居民生活條件的不斷改善，城鎮(zhèn)供熱面積特別是集中供熱面積將進(jìn)一步擴(kuò)大。

         目前全國范圍內(nèi)的熱電廠有數(shù)百家之多，熱網(wǎng)管理主要有兩種形式，一是人工抄表 、制表；二是采用遠(yuǎn)程熱網(wǎng)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。前者優(yōu)點(diǎn)是前期一次性投資小，只要安裝一 塊熱量儀到現(xiàn)場，然后定期記錄、檢查和人工制表，缺點(diǎn)是管理人員在廠內(nèi)無法知道現(xiàn)場的 運(yùn)行情況，容易造成大的供熱損失；后者優(yōu)點(diǎn)是管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，在線 監(jiān)測熱用戶的用汽情況，防止有偷汽現(xiàn)象發(fā)生，實(shí)時(shí)報(bào)警，實(shí)時(shí)制表等。

         供暖節(jié)能系統(tǒng)使用的無線GPRS智能數(shù)據(jù)采傳終端采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、抗干擾技術(shù)和串行接口通信技術(shù)。通過監(jiān)測點(diǎn)高精度溫度采集傳感器采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過我公司自主研發(fā)的采集和傳輸一體的WCTU上傳至監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫上。并通過監(jiān)控軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過上位機(jī)軟件可以得到遠(yuǎn)端點(diǎn)設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)傳回到中控室，并把數(shù)據(jù)保存在軟件后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，用戶可以隨時(shí)查看。

第2章 總體規(guī)劃及設(shè)計(jì)原則

2.1設(shè)計(jì)原則

         1、為節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)生產(chǎn)，方便人民生活，加速發(fā)展我國城市集中供熱事業(yè)，提高集中供熱工程設(shè)計(jì)水平，特制訂本規(guī)范。

         2、供熱介質(zhì)設(shè)計(jì)參數(shù)適用范圍：

        2.1、熱水熱力網(wǎng)壓力小于或等于2.5MPa，溫度小于或等于200°C；

        2.2、蒸汽熱力網(wǎng)壓力小于等于1.6MPa, 溫度小于或等于350°C。

         3、 城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合城市規(guī)劃，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，并注意美觀。

         4、《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》編號(hào)為CJJ 34—2002，為設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

         5、城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)除執(zhí)行本規(guī)范外，在地震、濕陷性黃土、膨脹土等地區(qū)進(jìn)行城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，除執(zhí)行本規(guī)范外，尚應(yīng)遵守現(xiàn)行的《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJ 32）、《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GBJ 25）、《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》（GBJ 112）以及國家相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.2設(shè)計(jì)規(guī)劃

         將下屬的眾多分站的數(shù)據(jù)傳遞到傳送到熱網(wǎng)控制中心，由于各站之間與熱網(wǎng)控制中心距離很遠(yuǎn)，因此針對(duì)本項(xiàng)目，采用3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊是最具性價(jià)比的方式。同時(shí)，由于系統(tǒng)以后需要根據(jù)需求擴(kuò)展，要求對(duì)系統(tǒng)的開放性、可維護(hù)性和擴(kuò)展性給予充分考慮。

2.2.1可靠性

         無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不僅本身就具有高可靠性，而且還有高適應(yīng)性。同時(shí)具有自愈的能力，并不需要網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)完成新路由設(shè)置。系統(tǒng)采用成熟的、穩(wěn)定的、完善技術(shù)設(shè)備，系統(tǒng)具有一致性、升級(jí)能力，所有整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)、設(shè)備配置、協(xié)議支持都必須充分體現(xiàn)出對(duì)高可靠性的支持。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不僅本身就具有高可靠性，而且還有高適應(yīng)性。在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復(fù)的功能，同時(shí)系統(tǒng)具有一整套完成的系統(tǒng)管理策略，可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。無線網(wǎng)狀網(wǎng)具有自愈的能力，并不需要網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)完成新路由設(shè)置。

2.2.2  安全性 

         安全原則：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)具備多種可選安全機(jī)制，以適應(yīng)不同應(yīng)用情況下的需求；為那通信科技有限公司開發(fā)的WBEE、WCTU支持3DES、DES、AES等多種加密方式。保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)安全，防止數(shù)據(jù)被盜。 

2.2.3  穩(wěn)定性

         穩(wěn)定性原則：系統(tǒng)的可靠運(yùn)行起著十分關(guān)鍵的作用，因此在系統(tǒng)建設(shè)過程中，將系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性作為設(shè)計(jì)的首選原則。

2.2.4  開放性 

         堅(jiān)持開放行原則：無線實(shí)時(shí)監(jiān)控以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對(duì)象設(shè)計(jì)，同時(shí)還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢，可以與消防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

2.2.5  可擴(kuò)充性 

         系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能，系統(tǒng)規(guī)模和功能易于擴(kuò)充，系統(tǒng)配套軟件具有升級(jí)能力。同時(shí)，本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。

2.2.6  經(jīng)濟(jì)合理性 

         該系統(tǒng)具備只需一次性建設(shè)投入及后期相對(duì)低廉的維護(hù)費(fèi)用的特點(diǎn)，而無需租用運(yùn)營商光纜，只需辦理流量卡業(yè)務(wù)，長期成本更加經(jīng)濟(jì)合理。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及監(jiān)控設(shè)備還可以根據(jù)實(shí)際需求在一定范圍內(nèi)進(jìn)行遷移，保護(hù)投資； 站點(diǎn)數(shù)量設(shè)計(jì)采用覆蓋和容量綜合設(shè)計(jì)的方法，達(dá)到覆蓋、容量、質(zhì)量和投資成本的平衡，確保網(wǎng)絡(luò)以最少的投資，滿足用戶的需求，提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。 

2.2.7  操作維護(hù)簡單

         操作維護(hù)簡單原則：系統(tǒng)不僅要功能完善，而且應(yīng)該操作簡單，維護(hù)方便，這會(huì)為使用人員帶來很多操作的方便性。 

         本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)備控制需要高效率、準(zhǔn)確及可靠。本系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)對(duì)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控，時(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)撐握監(jiān)視情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度，減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員，本系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)訪問管理；另外，系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運(yùn)行，在最佳情況下運(yùn)行，既可節(jié)能，又可大大減少設(shè)備損耗，減少設(shè)備維修費(fèi)用，從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。

3.1 熱網(wǎng)集中供熱示意圖

圖3.1-1

3.2系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖3.2-1

第4章 系統(tǒng)功能

4.1   功能

         該供暖監(jiān)控系統(tǒng)（GPRS無線遠(yuǎn)程監(jiān)控）主要完成對(duì)工藝流程的監(jiān)測、控制以及數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)、分析以及報(bào)表打印等任務(wù)。 工藝流程顯示各換熱站工藝流程，包括溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)、所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及各控制回路的詳細(xì)參數(shù)等； 調(diào)節(jié)回路顯示包括所有調(diào)節(jié)回路，可修改設(shè)定值、控制方式、調(diào)節(jié)參數(shù)等，并有實(shí)時(shí)趨勢圖便于進(jìn)行PID 回路整定； 設(shè)定值顯示包括所有必需參數(shù)的設(shè)定值、控制方式、調(diào)節(jié)參數(shù)以及其它聯(lián)鎖值、報(bào)警值等；報(bào)表顯示和打印 采用了DDE 技術(shù)，從而使用戶能夠直接使用Excel 編制報(bào)表，借助Excel 的強(qiáng)大功能，用戶可以隨心所欲地編制各種各樣的報(bào)表； 歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與檢索對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間最長為10 年。可以通過歷史報(bào)表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數(shù)據(jù)； 控制在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可以進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，使用鼠標(biāo)、鍵盤控制PLC 來啟動(dòng)和停止現(xiàn)場的設(shè)備；安全管理對(duì)重要設(shè)備的操作、重要參數(shù)的修改均會(huì)自動(dòng)記錄，包括登錄的操作員、對(duì)設(shè)備進(jìn)行的操作。

4.2特點(diǎn)

4.2.1   先進(jìn)性

         本方案設(shè)計(jì)中不僅采用了先進(jìn)的軟、硬件，而且著眼于企業(yè)“管控一體化”的需求，貫徹了數(shù)字化、信息化環(huán)保的先進(jìn)思想，使企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步智能應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。該方案使控制系統(tǒng)有機(jī)地成為企業(yè)整個(gè)IT 架構(gòu)的一部分。

         本系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，主要用于城市熱網(wǎng)的生產(chǎn)控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理。控制系統(tǒng)配有可靠的硬件設(shè)備和功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠、界面友好的系統(tǒng)軟件、編程軟件、控制軟件。

4.2.2   高可靠性

         ① 與傳統(tǒng)的無線電臺(tái)傳輸相比，GPRS 網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸抗干擾能力更強(qiáng)，且通訊覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于前者；

         ② 現(xiàn)場控制站PLC 對(duì)工藝過程的控制不會(huì)因監(jiān)控計(jì)算機(jī)的癱瘓而受影響；

         ③ 現(xiàn)場控制站的PLC 能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠運(yùn)行，并且易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、抗腐蝕、適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，平均無故障間隔時(shí)間（MTBF）15 年。

4.2.3  強(qiáng)大的功能

         ① PLC 的編程語言符合IEC61131-3 標(biāo)準(zhǔn)，易學(xué)、易懂、易用；

         ② CPU 內(nèi)置軟PID，并提供了豐富的指令集及函數(shù)庫，用戶直接調(diào)用；

         ③ 組態(tài)軟件圖庫豐富，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，報(bào)警、報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)以及二次開發(fā)功能完善而易用。

4.2.4  優(yōu)良的開放性

         ① TCP/IP 協(xié)議是目前開放性最好的協(xié)議，可以輕松進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展；

         ② 組態(tài)軟件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供豐富的API 編程接口，方便接入全廠MIS 系統(tǒng)；

         ③ 同時(shí)也為世界各大廠商，如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron 等的設(shè)備提供了完善的驅(qū)動(dòng)程序庫，從而可以將其它系統(tǒng)輕松接入本系統(tǒng)。

4.2.5  工程圖截圖

圖4.2.5-1

圖4.2.5-2

圖4.2.5-3

第5章 總結(jié)

         該方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)換熱站運(yùn)行參數(shù)的集中監(jiān)視、控制，與老系統(tǒng)相比，可以大量的減少維護(hù)人員，部分供熱站還實(shí)現(xiàn)了無人值守，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。與使用傳統(tǒng)無線電臺(tái)相比，該方案具備更好的抗干擾性（尤其是在城市中）、數(shù)據(jù)傳輸加密安全性。無線遠(yuǎn)程監(jiān)控方案將在城市管網(wǎng)、熱網(wǎng)、石油、地震檢測、電力等一些無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中得到更大范圍應(yīng)用。

         現(xiàn)場應(yīng)用圖：