換熱站監控系統技術方案

分類：解決方案日期：2012-06-12 00:00:00 來源：西部工控網

　　一、項目概況與需求：

　　某換熱站原有一套PLC監控系統，因監控系統現已故障，無法繼續使用。供熱公司欲建立新系統，恢復監控功能并加以改造升級。

　　1.1工藝流程示意圖：

　　1.2 工藝設備及其監控需求：

設備位置/類	工藝設備	監控描述（建設目標）	現狀描述(電氣部分)
一次回路系統	一次供水儀表	1 一次供水壓力，溫度，流量采集監測 2 閥門執行器：根據一次供熱溫度調整閥門開度。	閥門執行器開度反饋4-20mA,控制輸出4-20mA。
一次回路系統	一次回水儀表	一次回水壓力，溫度采集監測
二次回路系統	二次供水儀表	二次供水壓力，溫度，流量采集監測
	二次回水儀表	二次回水壓力，溫度采集監測
	二次供水循環泵	循環泵的三相電壓、三相電能、泵的啟動狀態、泵的保護狀態進行監測，實現遠程控制水泵的啟動和停止功能。	循環泵3臺，開2備1。
	二次回水補水泵	1 補水泵的三相電壓、三相電流、泵的啟動狀態、泵的保護狀態進行監測，實現遠程控制水泵的啟動和停止功能， 2 可根據二次回水壓力的變化自動啟停。	補水泵1臺。
	二次回水補水箱及深井泵	1 深井水泵的三相電壓、三相電流、泵的啟動狀態、泵的保護狀態，實現遠程控制水泵啟停功能。 2 根據水位的高低可自動停泵或開泵（低啟高停）	補水箱液位，水源井2眼。
	二次回路末端	供熱管網末端處可選擇安裝壓力和溫度監測點（高位末端、中位末端、低位末端）	暫不考慮
電參數	電源	在總電源處安裝電能表，整個換熱站的三相電壓、三相電流、電能進行監測

　　1.3 公司調度和換熱站監控中心要求：

　　(1)各換熱站的數據通過移動公司GPRS網絡平臺傳輸，采用雙向穩定的TCP協議，把數據傳輸到監測中心的有固定IP的服務器里。中心軟件平臺還可對各監測數據進行分析、存儲、預警與管理，以及設備運維信息的建檔管理。

　　(2)在每個換熱站設立本站監測中心，監測畫面為供熱生產工藝流程圖，以動畫的形式表達，畫面簡單，方便工人操作。

　　二、系統解決方案

　　2.1總體設計思路

　　根據客戶需求和現場情況監控系統整體分為三大部分：

　　2.1.1公司調度總監控中心

　　現場設備運行數據經現場監控終端及其通訊端口，通過GPRS發射器和GPRS網絡平臺傳輸到INTETNET網，進入到有固定IP地址的服務器里，把現場28個供熱站的各類數據進行采集進入中心服務器，各職能工作人員通過客戶計算機訪問服務器數據，實時了解各監測站點的設備運行情況、相關運行參數。監控中心發送的命令也由此路徑執行到受控設備。

　　2.1.2供熱站監控分中心

　　設立在每個換熱站值班室內，現場監控終端數據通過有線的方式經其RJ45通訊端口傳輸到監控計算機內。站內的工作人員可以通過計算機界面，實現對現場各種設備操作的功能。

　　2.1.3現場監控終端系統

　　主要由我公司研發生產的DATA86控制器組成，負責采集現場數據，并將數據通過相應的通訊端口上傳，同時執行各級中心下達的命令。

　　2.2系統拓撲圖

　　三、監控中心

　　3.1 公司調度監控中心

　　監控中心設立在供熱公司，充分利用其現有網絡資源及軟硬件設施，對其進行完善，并增設服務器系統設備、工作站系統設備，建立統一的供熱實時監控與管理系統。

　　3.1.1系統組成

　　(1)中心機房信息匯集平臺系統

　　信息匯集平臺是系統數據通信、信息處理和服務的核心，主要由服務器系統、數據庫系統、通訊服務軟件、通信網絡系統等組成。

　　(2)工作站應用系統

　　應用系統是為工作人員提供相關信息的服務系統，是整個系統的建設的目的，包括軟件系統、顯示系統配置、計算機配置及網絡的建設。

　　3.1.2應用軟件功能設計

　　(1)采用B/S和C/S兩種結構相結合：系統的設計是基于GPRS數據傳輸技術和網絡技術之上的，軟件開發采用B/S和C/S兩種結構相結合的方式設計，同時支持Web訪問、客戶端軟件訪問模式設計，方便不同職能部門的工作人員工作。

　　數據匯集處理和前端控制程序等應用系統采用C/S體系結構。監控調度人員使用客戶端軟件訪問系統完成所有操作，采用C/S體系結構。其他非監控類人員使用瀏覽器訪問系統完成所有操作，采用B/S體系結構。

　　(2)實現對28換熱站設備運行情況、相關運行參數的實時監控，以及重要管網測點溫度、壓力數據的在線監測。

　　(3)實現對全部數據的分析、存儲、預警與報表統計、曲線分析輸出功能。

　　(4)實現對測點各種機電設備設施情況、維護情況規范化建檔管理。

　　(5)實現系統權限管理、安全管理、日志記錄管理功能。

　　(6)電子地圖可視化界面顯示。

　　3.2 換熱站監控中心

　　換熱站監控中心設立泵站值班室，建立簡易中心，為信息匯集平臺系統、應用系統提供軟硬件技術支持。

　　3.2.1應用軟件功能設計

　　(1)實現對無人值守換熱站設備運行情況、相關運行參數的實時監控。

　　(2)實現對全部數據的分析、存儲、預警與報表統計、曲線分析輸出功能。

　　(3)實現對測點各種機電設備設施情況、維護情況規范化建檔管理。

　　(4)實現系統權限管理、安全管理、日志記錄管理功能。

　　四、監控終端系統

　　4.1監控終端系統構成及功能框圖

　　4.2監控終端系統構成描述

　　監控終端系統主要由值班室監控終端柜和深井泵監控終端箱組成。

　　值班室監控終端中DATA-7301主要負責上、下通訊和一次回路設備數據的采集和執行，有6個通訊端口，12路DI通道，6路AI通道，6路DO通道。通過RJ45端口與換熱站監控中心通訊;通過COM1 端口和GPRS發射模塊相連，經GPRS網絡與公司調度中心進行傳輸數據;通過COM2采集總電源智能電表和一次供熱流量計輸出的串口數據;通過COM3端口經通訊轉換器，將通訊數據輸出轉換成模擬量輸出4-20ma，控制執行器;通過CAN端口與子控制器DATA-7302的CAN端口相連組網。由模擬量AI通道采集一次供回水溫度、壓力、調節閥開度。

　　值班室監控終端中DATA-7302構成DATA-7301的子網，主要用于循環泵、補水泵、二次回路參數數據的采集和執行。有3個通訊端口，CAN端口用于對上組網通訊，COM1用于對現場串口設備數據采集如流量;還有20路DI通道，8路AI通道，8路DO通道。

　　深井泵監控終端箱中DATA-7302構成DATA-7301的子網，主要用于2臺深井泵的數據采集和控制并可以由補水箱液位參與構成閉環控制。

　　4.3 值班室監控終端DATA7302功能框圖