热网监控系统解决方案

　　集中供热是国家大力推广的节能和环保措施，是今后供热的发展方向，它具有热效率高、节能、污染小、供热效果好等优点，一般采用热电厂的余热。热网监控系统是专为热网调度自动化而设计的，它集人机界面、数据库管理、计算机网络、远程数据通讯、过程控制和信号检测等先进技术于一体，是区域供热实现现代化管理的一个重要标志。

　　热网监控系统设计

　　热网调度监控系统对各换热站工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、联锁和报警，以及报表打印，通过使用在调度中心和各换热站间的一系列通讯链，完成整个热网调度所必需的数据采集、数据通讯、顺序控制、时间控制、回路调节及上位监视和管理功能。整个系统由调度监控中心、数据通信网络、现场PLC控制站三部分组成。现场PLC换热站主要完成各换热站一、二次网的温度、压力、流量、液位等工艺参数的实时采集、各种运行设备的状态实时反映和控制;在通讯网络的支撑下，通过某种网络接口将反映换热站运行状态的数据传送到调度监控中心，同时接收调度监控中心发来的调度控制指令;调度监控中心负责接收各现场监控设备发来的数据，并对数据进行存储、历史趋势分析、报警、报表打印等，在此基础上，向各现场设备发出调度控制指令。

　　调度监控中心

　　热网监控中心主要由数据服务器、操作员工作站、工程师工作站、通讯网关、模拟屏、以太网交换机、防火墙、打印机、UPS电源等组成。对规模较小的供热企业，可不设数据服务器，直接用操作员工作站兼数据服务器的功能;对于系统规模较大的供热企业来说，如果热力站规模超过50个以上，建议采用专用的数据库服务器，运行管理人员主要通过操作员工作站完成监控工作。

　　现场PLC控制站

　　现场PLC控制站主要由液晶显示操作终端和控制系统两部分组成。彩色液晶显示屏主要完成各种监控画面、采集参数的显示，并接受一些参数设定的输入信息。控制系统采用性价比较高的和利时公司HOLLiAS LK系列PLC，包括CPU模块、I/O模块、背板等，系统集成多种通讯接口，适用于各种通讯网络。

　　通讯网络

　　通讯网络是整个热网监控系统联络的枢纽，各个换热站、热源、管道监控节点通过通讯网络系统形成一个统一的整体。为了实现运行数据的集中监测、控制、调度，必须建立连接所有监控点的通讯网络。随着网络技术的飞速发展，用户选择的空间越来越大，而且各个地方由于网通、电信、移动、联通部门提供的服务在价格和技术上差异较大，对于通讯方式的选择应该结合实际情况进行仔细分析和比较，最终选择最适合自己的通讯方式。

　　目前用户在选择通讯网络时主要有如下四种方案：

　　1)拨号通讯网络：直接采用调制解调器拨号;

　　优点：网络建设简单、维护工作量小、运行费用较低，;

　　缺点：网络不稳定、实时性差、同时只能有一个站上报数据。

　　2)无线通讯网络：无线电台，采用公用无线频段，自建无线发射、接收站;

　　优点：运行费用较低;

　　缺点：安装工作量较大、网络不太稳定、易受干扰、实时性差。

　　3)移动通讯网络：GPRS/CDMA网络;

　　优点：安装简单、不受传输距离限制、抗干扰能力强、易维护;

　　缺点：运行费用相对较高。

　　4)虚拟专用网络、ADSL等各种宽带技术。

　　优点：实时性较好，安装简单，易维护，网络的安全防范性好;

　　缺点：运行费用相对较高。

　　控制策略

　　热网监控系统，上级为中心调度室即中控室，下级为若干自控热力站，一般情况自控热力站各自独立，中控室不干预热力站的控制，实现分散控制，消除了危险集中，同时增强了系统的灵活性和可扩展性。中控室与热力站实现了无线通讯，监测热网中各热力站的运行工况，通过对全网运行参数的掌握，分析判断各热力站的热力平衡度，查询管网运行的最不利点，预测调整热源与热负荷的热平衡，针对热网运行出现问题的所在，中控室向热力站或热源发出调度指令，实现优化运行。另外，中控室还具有完成热网档案的管理和运行数据的统计、存档、报表等功能。自动控制热力站在热网监控系统中起着承上启下的作用，及时将反映热网及热力站运行工况及设备工作状态的参数采集、传送、就地显示出来，又将按最佳运行工况要求自动执行操作，它的工作原理有以下几方面内容：

　　供热量调节控制系统

　　供热量的调节控制是由气温补偿器来实现的。气温补偿器根据室外温度(气温传感器)生成二次网供水温度或供回水平均温度的目标值，指令一次网的电动调节阀动作。当电动调节阀开大，一次网流量增加;电动调节阀关小，一次网流量减小。通过一次网流经换热器流量的改变，来实现二次供给热用户热量的调节。

　　二次循环水泵自动控制系统

　　热力站间接连接供热方式，一次网与二次网水力工况互不影响。二次网循环水泵的工作参数一般都是按设计供热负荷选取，对于实施分户热计量的用户采暖系统，二次网具备变流量运行功能，即使对于通常用户采暖系统，在实际运行中，随着热负荷变化循环水泵变流量参与供热调节也可节约大量电能。此外，用户室内采暖系统无论是单管还是双管系统，最佳调节方式都是质量并调，即随室外温度的变化，不但调节供水温度，而且要调节系统流量，这样才能真正消除系统的水平失调和垂直失调。

　　补水定压自控系统

　　补水定压系统的作用是防止二次网倒空，保证系统在规定压力下恒压运行。该功能是通过变频调速控制柜完成的。系统压力信号来自定压采样旁通上的压力传感器，当此压力值低于设定压力时，变频控制柜指令补水泵加速补水;当系统压力高于设定压力时，变频控制柜指令补水泵减速补水;当系统压力超过限定压力时，泄压旁通上的旁通阀开启，进行排水泄压。

　　热计量系统

　　热计量系统由一次供回水温度传感器，一次回水安装的流量计、积分仪组成。热力站设置热计量装置不仅为日后实施按热计量收费提供了计量手段，而且“热量与流量”作为重要的运行参数，对核算各个热力站技术经济指标和指导供热运行提供了重要依据。

　　自控换热站的自我保护功能

　　自控换热站要求的是无人值守工作方式，运行人员只是对其定期巡查，要求热力站的自控系统需具有以下自我保护功能：

　　电源缺相、三相不平衡、电机过载保护。

　　具有停电保护，来电自起启功能。

　　水箱缺水，供热系统水力超压，欠压保护。