换热站监控系统技术方案

分类：解决方案日期：2012-06-12 00:00:00 来源：西部工控网

　　一、项目概况与需求：

　　某换热站原有一套PLC监控系统，因监控系统现已故障，无法继续使用。供热公司欲建立新系统，恢复监控功能并加以改造升级。

　　1.1工艺流程示意图：

　　1.2 工艺设备及其监控需求：

设备位置/类	工艺设备	监控描述（建设目标）	现状描述(电气部分)
一次回路系统	一次供水仪表	1 一次供水压力，温度，流量采集监测 2 阀门执行器：根据一次供热温度调整阀门开度。	阀门执行器开度反馈4-20mA,控制输出4-20mA。
一次回路系统	一次回水仪表	一次回水压力，温度采集监测
二次回路系统	二次供水仪表	二次供水压力，温度，流量采集监测
	二次回水仪表	二次回水压力，温度采集监测
	二次供水循环泵	循环泵的三相电压、三相电能、泵的启动状态、泵的保护状态进行监测，实现远程控制水泵的启动和停止功能。	循环泵3台，开2备1。
	二次回水补水泵	1 补水泵的三相电压、三相电流、泵的启动状态、泵的保护状态进行监测，实现远程控制水泵的启动和停止功能， 2 可根据二次回水压力的变化自动启停。	补水泵1台。
	二次回水补水箱及深井泵	1 深井水泵的三相电压、三相电流、泵的启动状态、泵的保护状态，实现远程控制水泵启停功能。 2 根据水位的高低可自动停泵或开泵（低启高停）	补水箱液位，水源井2眼。
	二次回路末端	供热管网末端处可选择安装压力和温度监测点（高位末端、中位末端、低位末端）	暂不考虑
电参数	电源	在总电源处安装电能表，整个换热站的三相电压、三相电流、电能进行监测

　　1.3 公司调度和换热站监控中心要求：

　　(1)各换热站的数据通过移动公司GPRS网络平台传输，采用双向稳定的TCP协议，把数据传输到监测中心的有固定IP的服务器里。中心软件平台还可对各监测数据进行分析、存储、预警与管理，以及设备运维信息的建档管理。

　　(2)在每个换热站设立本站监测中心，监测画面为供热生产工艺流程图，以动画的形式表达，画面简单，方便工人操作。

　　二、系统解决方案

　　2.1总体设计思路

　　根据客户需求和现场情况监控系统整体分为三大部分：

　　2.1.1公司调度总监控中心

　　现场设备运行数据经现场监控终端及其通讯端口，通过GPRS发射器和GPRS网络平台传输到INTETNET网，进入到有固定IP地址的服务器里，把现场28个供热站的各类数据进行采集进入中心服务器，各职能工作人员通过客户计算机访问服务器数据，实时了解各监测站点的设备运行情况、相关运行参数。监控中心发送的命令也由此路径执行到受控设备。

　　2.1.2供热站监控分中心

　　设立在每个换热站值班室内，现场监控终端数据通过有线的方式经其RJ45通讯端口传输到监控计算机内。站内的工作人员可以通过计算机界面，实现对现场各种设备操作的功能。

　　2.1.3现场监控终端系统

　　主要由我公司研发生产的DATA86控制器组成，负责采集现场数据，并将数据通过相应的通讯端口上传，同时执行各级中心下达的命令。

　　2.2系统拓扑图

　　三、监控中心

　　3.1 公司调度监控中心

　　监控中心设立在供热公司，充分利用其现有网络资源及软硬件设施，对其进行完善，并增设服务器系统设备、工作站系统设备，建立统一的供热实时监控与管理系统。

　　3.1.1系统组成

　　(1)中心机房信息汇集平台系统

　　信息汇集平台是系统数据通信、信息处理和服务的核心，主要由服务器系统、数据库系统、通讯服务软件、通信网络系统等组成。

　　(2)工作站应用系统

　　应用系统是为工作人员提供相关信息的服务系统，是整个系统的建设的目的，包括软件系统、显示系统配置、计算机配置及网络的建设。

　　3.1.2应用软件功能设计

　　(1)采用B/S和C/S两种结构相结合：系统的设计是基于GPRS数据传输技术和网络技术之上的，软件开发采用B/S和C/S两种结构相结合的方式设计，同时支持Web访问、客户端软件访问模式设计，方便不同职能部门的工作人员工作。

　　数据汇集处理和前端控制程序等应用系统采用C/S体系结构。监控调度人员使用客户端软件访问系统完成所有操作，采用C/S体系结构。其他非监控类人员使用浏览器访问系统完成所有操作，采用B/S体系结构。

　　(2)实现对28换热站设备运行情况、相关运行参数的实时监控，以及重要管网测点温度、压力数据的在线监测。

　　(3)实现对全部数据的分析、存储、预警与报表统计、曲线分析输出功能。

　　(4)实现对测点各种机电设备设施情况、维护情况规范化建档管理。

　　(5)实现系统权限管理、安全管理、日志记录管理功能。

　　(6)电子地图可视化界面显示。

　　3.2 换热站监控中心

　　换热站监控中心设立泵站值班室，建立简易中心，为信息汇集平台系统、应用系统提供软硬件技术支持。

　　3.2.1应用软件功能设计

　　(1)实现对无人值守换热站设备运行情况、相关运行参数的实时监控。

　　(2)实现对全部数据的分析、存储、预警与报表统计、曲线分析输出功能。

　　(3)实现对测点各种机电设备设施情况、维护情况规范化建档管理。

　　(4)实现系统权限管理、安全管理、日志记录管理功能。

　　四、监控终端系统

　　4.1监控终端系统构成及功能框图

　　4.2监控终端系统构成描述

　　监控终端系统主要由值班室监控终端柜和深井泵监控终端箱组成。

　　值班室监控终端中DATA-7301主要负责上、下通讯和一次回路设备数据的采集和执行，有6个通讯端口，12路DI通道，6路AI通道，6路DO通道。通过RJ45端口与换热站监控中心通讯;通过COM1 端口和GPRS发射模块相连，经GPRS网络与公司调度中心进行传输数据;通过COM2采集总电源智能电表和一次供热流量计输出的串口数据;通过COM3端口经通讯转换器，将通讯数据输出转换成模拟量输出4-20ma，控制执行器;通过CAN端口与子控制器DATA-7302的CAN端口相连组网。由模拟量AI通道采集一次供回水温度、压力、调节阀开度。

　　值班室监控终端中DATA-7302构成DATA-7301的子网，主要用于循环泵、补水泵、二次回路参数数据的采集和执行。有3个通讯端口，CAN端口用于对上组网通讯，COM1用于对现场串口设备数据采集如流量;还有20路DI通道，8路AI通道，8路DO通道。

　　深井泵监控终端箱中DATA-7302构成DATA-7301的子网，主要用于2台深井泵的数据采集和控制并可以由补水箱液位参与构成闭环控制。

　　4.3 值班室监控终端DATA7302功能框图