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公司名稱:淄博草莓污视频软件自動化設備有限公司

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聯係電話:13561606600

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供暖係統監控平台
供暖係統監控平台
供暖係統監控平台

  一、概述

  隨著地球資源的減少,政府把節能減排提上了重要議程,而油煙在線監測儀的普及則無疑成為節能減排的一個亮點。城市集中供熱是國家大力推廣的節能和環保措施,是今後供熱的發展方向,它具有熱效率高、節能、汙染小、供熱效果好等優點。搞好城市集中供熱工程,必須要全麵提高供熱技術水平。一是要提高供熱係統的信息自動化與控製水平,另一點就是要提高供熱行業的管理水平。供熱工程中的信息自動化與控製對於保證供熱係統優質供熱、安全運行、經濟節能、環境保護具有十分重要的作用。而油煙在線監測儀是專為熱網調度信息自動化而設計的,它集人機界麵、數據庫管理、計算機網絡、遠程數據通訊、過程控製和信號檢測等先進技術於一體,是實現供熱係統現代化管理的一個不可缺少的重要手段。

  油煙在線監測儀實行全省內熱網統一監控管理和調度分配,具體做法是:以供熱公司為核心采用四級管理體係,一個管理中心,三級熱量管理的運行管理方案。四級管理為省級政府部門能實時監控全省熱網的運行情況;市級政府部門能實時監控全市熱網的運行情況;供熱公司監控及管理所屬範圍內的熱網運行情況;換熱站監控所屬範圍內供熱用戶的運行情況。一個管理中心為在供熱公司設立一個中央控製室,監視、控製、管理所屬範圍內的熱網運行情況,並實時向市、省級領導部門提供熱網運行信息。三級熱量管理是對熱源、一次網和二次網的熱量進行數字化分配,保證整個熱網的平衡,穩定。

  二、係統軟硬件基礎

  軟件基礎:

  操作係統:win7/windows XP

  組態軟件:WINCC、KingView/KingSCADA、ForceControl等

  數據庫:OPCserver、KingHistorian、ODBC等

  硬件基礎:PLC、通信工具、儀表、變頻/軟器、電動調節閥、電機等。

  三、平台架構

  1.省級熱網信息平台

  省級熱網信息平台實時監視各市熱網的運行參數,掌握全省熱能的使用情況,力求做到既滿足用戶供暖需求,又實現有效監控並達到節能減排目的。

  結構

  2.市級熱網信息平台

  市級熱網信息平台實時監視各供熱公司熱網的運行參數,掌握全市熱能的使用情況,及時采取合適的調控措施。

  結構

  3.供熱公司中央控製室

  熱網中央控製室主要由數據服務器、操作員工作站、工程師工作站、通訊網關、模擬屏、以太網交換機、防火牆、打印機、UPS電源等組成。對規模較小的供熱企業,可不設數據服務器,直接操作員工作站兼數據服務器的功能;對於係統規模較大的供熱企業來說,如果換熱站規模超過50個以上,建議采用專用的數據服務器,運行管理人員主要通過操作員工作站完成監控工作。

  數據服務器上安裝熱網監控係統軟件,負責采集現場PLC控製站的數據,監測各換熱站的運行情況並指導操作員進行操作。數據服務器實時地從現場PLC控製站采集數據以保證其數據庫不斷更新。服務器還向現場PLC控製站發送控製和參數設置指令。運行管理人員可從中央控製室通過操作員工作站能夠方便地得到換熱站運行的數據並向換熱站下達指令。

  熱網中央控製室監控係統采集所有換熱站的曆史數據、實時數據,建立曆史數據庫;先進的報警管理功能,可以隨時接收來自各換熱站的故障報警,發出報警信息;優秀的圖形化人機交互界麵,用戶使用更加方便;輸出生產報表、管理報表,如日報、周報、月報、年報以及小時平均報表等。

  通訊網絡

  四、通訊網絡

  通訊網絡是整個熱網監控係統聯絡的樞紐,各個換熱站、熱源、管道監控節點通過通訊網絡係統形成一個統一的整體。為了實現運行數據的集中監測、控製、調度,必須建立連接所有監控點的通訊網絡。隨著網絡技術的飛速發展,用戶選擇的空間越來越大,而且各個地方由於網通、電信、移動、聯通部門提供的服務在價格和技術上差異較大,對於通訊方式的選擇應該結合實際情況進行仔細分析和比較,最終選擇最適合自己的通訊方式。目前可供用戶選擇通訊網絡主要有如下四種方式:

  (1)撥號通訊網絡:直接采用調製解調器撥號

  優點:網絡建設簡單,維護工作量小,運行費用較低;

  缺點:網絡不穩定,實時性差,同時隻能有一個站上報數據;

  (2)無線通訊網絡:無線電台,采用公用無線頻段,自建無線發射、接收站

  優點:運行費用較低;

  缺點:安裝工作量較大、網絡不太穩定,易受幹擾,實時性差。

  (3)移動通訊網絡:GPRS/CDMA網絡

  優點:安裝簡單,不受傳輸距離限製,抗幹擾能力強,易維護;

  缺點:運行費用相對較高。

  (4)虛擬專用網絡、ADSL等各種寬帶技術

  優點:實時性較好,安裝簡單,易維護,網絡的安全防範性好;

  缺點:運行費用相對較高。

  五、管網監控

  集中供熱管網龐大而複雜,為了能更好的掌握管網的運行情況,需在關鍵節點處對溫度,壓力,流量等參數進行實時監控。

  管網運行狀態實時監測是基於移動或聯通公網實現了熱網運行狀態參數的實時監控,這些參數真實科學地反映出熱網的實際狀態,為管理者的決策提供指導,有著巨大的經濟效益和社會效益。由於城市供熱管網龐大和分散,人工管理難度較大。本方案可以對遠程現場的運行設備進行監視和控製,以實現管網溫度,壓力,流量等參數等傳送及控製,直觀顯示各節點的實時數據等。便於及時了解及控製遠端生產運行情況,降低故障率,縮短檢修時間。各管網監測點的數據采集終端可自動采集管道溫度、壓力、流量等的實時數據,信息傳輸到中央控製室,中央控製室通過對傳輸回來的數據進行分析,可找到出故障的地點,從而當一個遠端出現故障時,能在最短的時間內解決問題。GPRS/CDMA/GSM網絡,可實現數據的無線傳輸功能;GPRS/CDMA方式等實時在線,按流量計量;GSM可定時或手動發、收短信,按條收費。

  組成

  (1)管網運行狀態實時監測——前端

  根據現場物理量的不同選用不同類別和量程的傳感器,通過變送器將不同的傳感器信號統一成標準信號(4-20mA,0-5V等)送給采集器。采集器將信號傳遞給傳輸部分,由傳輸部分按係統通信規約向中央控製室傳輸相關信息。

  前端信息一般包括有管網溫度、壓力、流量等信息。

  (2)管網運行狀態實時監測——監控中心

  中央控製室的數據接入方法有多種,網通寬帶接入、移動GPRS接入、聯通CDMA接入等,用戶可以根據自身的條件和前端點數的多少選擇合理的方式組建中心平台。

  六、係統功能:

  (1)管網數據實時監測

  管網節點的數據能夠實時顯示在監測中心的服務器屏幕上,準確地反映管線的實際運行狀態,數據實時監測,間隔固定時間記錄一次數據。顯示的方式既有電子地圖動態實時數據顯示,也有實時數據曲線、曆史曲線,具有友好的人機界麵。並保存各節點管網參數等,另外保存操作員的操作日誌、報警紀錄等。節點設備運行狀態顯示,工作狀態是否正常,能夠在服務器上顯示。

  (2)主動召測功能

  即任何時候可以在中央控製室的工作站上主動提取節點的數據。節點能夠隨時接受召測,上報相關數據,實現遠程監測功能。數據采用校驗算法,保證數據可靠傳輸。

  (3)數據報表功能

  自動生成日報、月報、年報,也可隨時進行統計報表、打印。可以設置自動打印功能。

  數據報表:包括對管道壓力、溫度、補水水量、室內外溫度、調節閥開度、用電量、供熱量等生成日報表、月報表和實時報表,並做出曲線圖(曆史曲線、實時曲線),並將重要數據列表顯示。

  法有多種,網通寬帶接入、移動GPRS接入、聯通CDMA接入等,用戶可以根據自身的條件和前端點數的多少選擇合理的方式組建中心平台。

  六、係統功能:

  (1)管網數據實時監測

  管網節點的數據能夠實時顯示在監測中心的服務器屏幕上,準確地反映管線的實際運行狀態,數據實時監測,間隔固定時間記錄一次數據。顯示的方式既有電子地圖動態實時數據顯示,也有實時數據曲線、曆史曲線,具有友好的人機界麵。並保存各節點管網參數等,另外保存操作員的操作日誌、報警紀錄等。節點設備運行狀態顯示,工作狀態是否正常,能夠在服務器上顯示。

  (4)管線數據分析

  根據監測的實時數據,分析各個節點的情況,對於異常情況產生報警;基於管線數據模型分析沿線的壓力損失和流量損失,對於壓力異常產生告警。可按日、月、年繪出,可統計管路趨勢圖。實時繪製某幾個節點參數曲線圖。

  (5)數據存儲備份功能

  係統數據庫可以本地存儲,其存儲時間根據需求和計算機配置決定。使用人員可根據需要,把數據隨時備份出來,在係統破壞後,利用備份的數據,恢複係統的原始狀態。其他計算機通過內部局域網絡,查詢各種數據,並打印相應報表,即實現資源共享。

  (6)數據遠端演示功能

  除了中央控製室外,係統可以在任何想建分中心的地方建立分監控中心,通過GPRS網絡和中央控製室連接,極大程度地方便了用戶管理和使用。分監控中心的權限隻限於數據監視,而不允許向下操作,保證了係統的安全,中央控製室與各個分監控中心的數據完全同步實時顯示。

  (7)故障自動報警功能

  監測點的GPRS流量壓力采集傳輸處理器自動將故障信息上報到中央控製室,自動打印報警信息。

  (8)係統擴充升級功能

  係統具有開放的數據接口,方便後期節點的增加和擴容。中央控製室通過顯示共享器擴展投影機大屏幕顯示,係統可擴展移動筆記本電腦遠程監測數據,係統可通過交換機擴展到局域網數據共享。

  (9)係統安全權限設置功能

  權限設置提供完善的安全認證,非法用戶不能進入係統,合法用戶根據權限可進行相應的操作。

  (10)能耗管理功能

  計量和能源管理係統對生產過程能源生產、能源供應、能源消耗進行實時監控與管理,通過自動采集和人工錄入的能源數據,對生產過程的能源消耗量和單耗量進行統計和分析,編製各種能源報表與分析曲線等直觀圖形,參照生產計劃和消耗定額進行對比和分析,為生產管理、調度指揮、崗位操作提供及時準確的能源數據信息,實時監控生產過程的能源狀況,有效控製能源消耗,便於及時發現耗能症結,及時采取節能措施,及時調度指揮,及時操作,達到最大限度的減少生產能耗,降低生產成本,增加生產效益。l

  主要功能

  Ø對能源數據的實時采集:實時采集水、電、蒸汽、煤碳等能源的消耗數據,計算消耗量和單耗。

  Ø能源消耗動態分析,根據能耗數據實時動態分析生產能耗情況,尋找生產

  能耗症結,實現輔助決策。

  Ø實現能源信息自動化處理、能源信息表格和圖形化分析、能源信息動態查

  詢、能耗計劃網上發布、能源消耗輔助考核。

  Ø能源消耗輔助平衡,根據能耗數據實現能耗預平衡,根據平衡結果找出能

  耗不平衡因素。

  能耗管理以分站為單位做數據分析,同時匯總總數據分析。可以直觀的顯示近期和周期內熱量、水量、電量使用詳情,對比分析顯示,可數據分析打印報表,並作出能耗計劃,預測能耗。

  能耗分析:可以通過棒圖、餅圖、曲線圖進行數據分析,也可直接數據列表對比分析,可打印報表。將每個站點的熱量、水量、電量進行統計分析,畫麵將熱量、水量、電量與上個周期和平均值進行對比顯示增加與減少的差值和百分比,並結合報警係統對偏大差值做出報警。

  能耗預測:做出能耗預測畫麵可以自動預測也可以通過提供的計算公式,輸入變化值(△Ty預測室外變化溫差)得出結果,並打印能耗預測計劃報表。計算公式如下:

  1、電量:△Pd=△D/△T·Dy(設備正常運行狀態下)△Pd為每日每度電量變化基數,Dy為前一日用電量Dt為當日用電量差值△D=Dt-Dy,△T每日平均室外溫度溫差。Pd為平均每日每度電量變化基數

  預測電量:D=Dy·(1+△Ty·Pd)△Ty預測室外變化溫差(區分正負)

  2、水量:△Sr=△S/Sy(設備正常運行狀態下)△Sr為每日水量變化基數,Sy為前一日用電量St為當日用電量差值△S=St-Sy。Sr為平均每日水量變化基數

  預測水量:S=Sy·(1+Sr)

  3、熱量:△Rd=△R/△T·Ry(設備正常運行狀態下)△Rd為每日每度熱量變化基數,Ry為前一日換熱量Rt為當日換熱量差值△R=Rt-Ry,△T每日室外平均溫度溫差。Rd為平均每日每度熱量變化基數

  預測熱量:R=Ry·(1+△Ty·Rd)△Ty預測室外變化溫差(區分正負)

  (11)遠程抄表功能

  通過增加硬件後實現熱源點、換熱站內數據交換,氣溫測點用戶溫度采集,還有增加硬件後實現的熱、水、電表的數據采集,將數據上傳到數據服務器顯示到草莓污视频組態的畫麵中,抄表係統數據全麵結合工藝流程圖顯示直觀方便。

  數據遠傳抄表數據點:熱源點、;換熱站、氣溫測點、用戶溫度。

  以站點為單位實現熱源點與換熱站的數據監控。熱源點將站內的溫度、壓力、流量、電量、風機狀態、等參數上傳到監控係統中。換熱站將站內的溫度、壓力、流量、水箱水位、電動調節閥狀態、循環泵補水泵的啟停狀態等參數上傳到監控係統中。氣溫測點的室內、室外溫度,用戶溫度都將數據上傳到監控係統中。熱源點數據在係統不實現控製功能;換熱站數據具備遠控功能,相關部門通過權限實現對換熱站的遠程控製調節。

  (12)報警功能

  報警條目以紅色字體顯示包括:變量報警與事件報警。報警顯示報警時間、報警日期、事件類型、變量名、報警值、變量新舊值、報警組、域名、操作員等。相關部門通過權限點擊報警畫麵按鈕可以查看絕大部分變量(管道壓力、溫度、補水水量、室內外溫度、調節閥開度、變頻器故障、水箱水位低、回水壓力低等)的實時報警與曆史報警、並通過按鈕進行報警清除。

  七、係統特點

  (1)基於GPRS或CDMA無線網絡實現大範圍內管線運行狀態監測,為用戶省去了昂貴的網絡建設和維護費用,實時性高,組網費用低;

  (2)監測信息豐富真實,係統響應速度快;

  (3)大容量數據庫,曆史數據存儲沒有後顧之憂;

  (4)多個分中心支持,GPRS接入,方便用戶管理;

  (5)高可靠工業級設計,維護簡單。

  (6)經濟效益、社會效益顯著,運行成本低廉。

  八、換熱站監控

  換熱站是連接供熱公司和用戶極為重要的環節,其工作安全性、可靠性直接影響鍋爐的安全性和供熱質量。目前換熱站大都采用人工監控,一方麵浪費人力;另一方麵在出現事故隱患時操作人員難以發現,易造成設備事故。同時,各換熱站都獨立運行,難以達到供熱係統整體最佳狀態,易造成熱力失衡,影響供熱效果而造成能源的極大浪費。

  為滿足供熱的發展和供熱用戶要求,熱網監控與管理係統可對換熱站的溫度、壓力、流量、開關量等進行信號采集測量、控製、遠傳,實時監控換熱站一次網、二次網溫度、壓力、流量,循環泵、補水泵運行狀態,及水箱液位等各個參數狀態,進而對供熱過程進行有效的監測和控製。該係統可不間斷的傳輸數據,使監控人員實時的了解整個係統的運行狀況,使遠程現場運行情況一目了然,調控自如。

  現場控製站

  現場控製站主要由液晶顯示操作終端和PLC控製係統兩部分組成。彩色液晶顯示屏主要完成各種監控畫麵、采集參數的顯示,並實現一些參數設定信息的輸入。

  現場控製站主要功能是對換熱站、熱用戶運行參數(一、二次網溫度、壓力、流量等)、各種設備運行狀態進行實時監控及采集,並根據氣象環境和負荷的變化按預先設定的控製方式對換熱站循環泵、補水泵和調節閥進行自動調節,來實現換熱機組的完全自動控製,在通訊網絡的支撐下,現場控製站將換熱運行數據傳送到供熱公司的中央控製室,同時接收中央控製室發來的控製指令。

  控製係統

  一次網控製

  (1)工藝組成

  硬件主要由一次供水電動調節閥、室外溫度傳感器、一次供回水溫度傳感器、二次供回水溫度傳感器組成。

  (2)工藝控製原理

  一次網供熱量的調節控製是由PID控製器來實現的。控製器根據室外溫度生成二次網供回水平均溫度的設定值,指令一次網的電動調節閥動作。通過調節電動閥的開度,控製一次網流量變化量。再由流量的變化調節用戶的供熱量。

  (3)自動控製框圖

  從圖中可以看出,目標設定值與反饋回來的二次網供回水平均溫度作比較,產生的差值經過PID運算,得出控製量來調節閥門的開度,實現閉環控製。如下圖所示。


 

  二次網控製

  (1)工藝組成

  硬件主要由變頻器、循環水泵、二次供回水溫度和壓力傳感器、室外溫度傳感器及控製電路組成。

  (2)工藝控製原理

  換熱站間接連接供熱方式,一次網與二次網水力工況互不影響。二次網循環水泵的工作參數一般都是按設計供熱負荷選取,對於實施分戶熱計量的用戶采暖係統,二次網具備變流量運行功能,即使對於通常用戶采暖係統,在實際運行中,隨著熱負荷變化循環水泵變流量參與供熱調節也可節約大量熱能。此外,用戶室內采暖係統無論是單管還是雙管係統,最佳調節方式都是質量並調,即隨室外溫度的變化,不但調節供水溫度,而且要調節係統流量,這樣才能真正消除係統的水平失調和垂直失調。

  (3)自動控製框圖

  從下圖中可以看出,目標設定值與反饋回來的二次網供回水溫差作比較,產生的差值經過PID運算,得出控製量來調節泵的流量,實現閉環控製。

  補水恒壓自控

  (1)工藝組成

  硬件由補水泵、變頻器、補水泵定壓采樣旁通(置於循環水泵上)、泄壓旁通(置於補水泵上)、水箱、水箱液位計、給水電磁閥組成。

  (2)工藝控製原理

  補水定壓係統的作用是防止二次網倒空,保證係統在規定壓力下恒壓運行。該功能是通過變頻調速控製櫃完成的。係統壓力信號來自定壓采樣旁通上的壓力傳感器,當此壓力值低於設定壓力時,變頻控製櫃指令補水泵加速補水;當係統壓力高於設定壓力時,變頻控製櫃指令補水泵減速補水;當係統壓力超過限定壓力時,泄壓旁通上的旁通閥開啟,進行排水泄壓。在這裏,從定壓旁通上取壓力信號是為了尋找真正的恒壓點位置,如果恒壓點位置確定準確,則係統恒壓點的壓力就能按設定值精確控製。水箱液位是通過液位傳感器提供的,當液位超過高液位時,給水電磁閥關閉;當水箱液位降到低於下水位時,給水補給,換熱站按停機程序關機,待恢複到正常水位,換熱站按開機程序自動投運。

  (3)自動控製框圖

  如下圖所示,在正常情況下,進行正常的PID調節,當係統壓力超限時,管網上的排壓閥打開。水箱控製方式是:當液位高於高高限時,控製器給出關閉給水閥的信號;當液位低於低低限時供水程序停止,直到液位恢複。

  熱計量

  (1)工藝組成與參數

  硬件由一次供回水溫度傳感器,一次回水安裝的流量計、積分儀組成。熱計量需上傳和就地顯示的參數分別是瞬時流量、累計流量與瞬時熱量、累計熱量。

  換熱站設置熱計量裝置為實施按熱計量收費提供了計量手段,而且“熱量與流量”作為重要的運行參數,對核算各個換熱站技術經濟指標和指導供熱運行提供了重要依據。

  九、熱網視頻遠程監控

  隨著我國供熱係統的發展,安全、高效、無人或少人值守模式已成為了供熱站發展的方向。在這一大趨勢下,計算機技術、網絡技術、音視頻數據傳輸技術為供熱係統提供科技保障,尤其作為視頻數據傳輸的網絡視頻技術實現了供熱係統的遠程可視化管理,極大地提供了係統安全性,遠程管理的高效性和無人值守的獨立性。

  視頻監控的優勢

  (1)監管更全麵

  供熱係統的各個部門需要及時進行有效地信息溝通。依靠電話、傳真等傳輸手段不夠方便。網絡視頻管理平台依托網絡技術可以提供實時的數據傳輸和影像、語音傳輸能力,使得溝通更加方便快捷。

  (2)使用更安全

  管網及換熱站安裝有大量重要設備,地理位置又相對分散,安全防盜不容忽視。網絡視頻技術可以有效解決這些問題,通過網絡遠程用戶可以對管網及供熱站的情況一目了然,並通過錄像功能記錄下每一個細節,可以有效遏製違法事件的發生。

  (3)分散部署、集中管理

  根據供熱公司對管網及換熱站遠程維護、安全生產管理、集中管理、減員增效等需求,推出了熱網視頻遠程監控係統方案。係統以圖像監控為主、數據監控為輔,結合多種報警功能,正適應了熱網係統管網及換熱站分散、無人或少人值守的需要。該係統采用了先進的圖像壓縮傳輸技術,能夠實現管網節點及各換熱站的現場狀況視頻、環境參量的監控和報警,能夠實時、直接地了解和掌握各個管網及換熱站的情況,及時對發生的事件做出反應,並且操作簡單方便,適合供熱公司維護使用。