無(wú)人職守?fù)Q熱站運(yùn)行管理系統(tǒng)概述 　　目前城市供熱系統(tǒng)中存在兩種介質(zhì)置換形式，一是汽水交換，二是水水交換。蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)是供熱公司為了提高管網(wǎng)運(yùn)行能力，及時(shí)全面了解一次網(wǎng)、熱力站的運(yùn)行情況，提高換熱站自動(dòng)化水平而進(jìn)行的技術(shù)改造項(xiàng)目。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)換熱站參數(shù)的采集，以組態(tài)的形式，將蒸汽管網(wǎng)和換熱站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞給中心的管理系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，合理配置供水溫度及調(diào)配汽源，及時(shí)調(diào)節(jié)管網(wǎng)負(fù)荷、為安全運(yùn)行生產(chǎn)提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)。 本系統(tǒng)包括以下幾大部分：上位機(jī)管理軟件、換熱站控制系統(tǒng)、GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 第一部分 管理系統(tǒng)中心軟件部分 　　管理軟件是系統(tǒng)的靈魂，一個(gè)良好穩(wěn)定的軟件能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定地完成設(shè)計(jì)的功能。 a.報(bào)表功能 　　日?qǐng)?bào)表統(tǒng)計(jì)當(dāng)天實(shí)時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，列出當(dāng)天每次采集的運(yùn)行狀態(tài)；月報(bào)表統(tǒng)計(jì)當(dāng)月每天的運(yùn)行數(shù)據(jù)，列出每天的運(yùn)行狀態(tài)；年報(bào)表統(tǒng)計(jì)一年12個(gè)月每月的運(yùn)行狀態(tài)。報(bào)表可按照用戶要求定制，直接進(jìn)行預(yù)覽、打印。 b. 圖表曲線功能 　　系統(tǒng)可以針對(duì)某一站點(diǎn)或者整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)做出日管網(wǎng)壓力趨勢(shì)曲線，月管網(wǎng)壓力趨勢(shì)曲線，年管網(wǎng)壓力趨勢(shì)曲線。直觀的反映出各站的用氣情況。曲線可任意放大、縮小和拖動(dòng)。 c. 故障處理和報(bào)警功能 　　主控室對(duì)于出現(xiàn)的通信故障和數(shù)據(jù)超限產(chǎn)生報(bào)警，并將產(chǎn)生報(bào)警的時(shí)間和原因記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，報(bào)警方式為窗口提示、聲音報(bào)警等。 d. 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能 　　操作員可通過(guò)設(shè)置不同的查詢條件（包括時(shí)間、站點(diǎn)、數(shù)據(jù)范圍等）從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得各種歷史數(shù)據(jù)，顯示這一時(shí)刻的運(yùn)行參數(shù)。也可查詢報(bào)警記錄，獲得產(chǎn)生報(bào)警的時(shí)間和原因。數(shù)據(jù)庫(kù)可維護(hù)，該庫(kù)格式為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)SQL SERVER，可對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并可在權(quán)限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享。 e. 完整設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù) 　　軟件中可錄入每個(gè)站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)所用設(shè)備、管徑等，以及現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系人的名字和電話，使用起來(lái)更方便。 f. 兼容不同通信協(xié)議 　　在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中可有不同廠家的儀表，通過(guò)設(shè)備選擇可設(shè)定儀表所用的通信協(xié)議，數(shù)據(jù)接收時(shí)自動(dòng)辨別。并可根據(jù)用戶要求增加通信協(xié)議。 g．系統(tǒng)安全設(shè)置 　　系統(tǒng)設(shè)置多級(jí)權(quán)限，不同權(quán)限的功能有所不同。系統(tǒng)管理員可以使用所有的功能，而對(duì)于一般用戶來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)，系統(tǒng)維護(hù)等一些涉及系統(tǒng)內(nèi)部安全的設(shè)置功能限制使用。 h. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享 　　采集中心服務(wù)器運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)版的采集軟件，可以通過(guò)局域網(wǎng)把各個(gè)采集終端的數(shù)據(jù)共享給有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門；局域網(wǎng)的授權(quán)用戶可以查看、調(diào)閱數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化。 j.控制組態(tài)部分 　　控制界面才用組態(tài)的方式，使調(diào)度人員更清晰簡(jiǎn)潔的了解換熱站情況，使控制功能操作簡(jiǎn)單方便。 　　由于主要的控制功能主要由換熱站控制器完成，軟件在控制過(guò)程中主要起到管理干預(yù)的作用。一般通過(guò)下面三種方式： ◆遠(yuǎn)程系統(tǒng)通過(guò)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制方式的干預(yù)，可以實(shí)現(xiàn)控制方式的遠(yuǎn)程更換； ◆遠(yuǎn)程系統(tǒng)通過(guò)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的干預(yù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的啟停及閥門的開(kāi)關(guān)。 第二部分 換熱站控制系統(tǒng) 1、控制器簡(jiǎn)述 　　SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 ---- S7-200系列在以下幾個(gè)方面表現(xiàn)出色： --------* 極高的可靠性 --------* 極豐富的指令集 --------* 易于掌握 --------* 便捷的操作 --------* 豐富的內(nèi)置集成功能 --------* 實(shí)時(shí)特性 --------* 強(qiáng)勁的通訊能力 --------* 豐富的擴(kuò)展模塊 2、S7-224XP組態(tài)部分 　　換熱站的控制過(guò)程是通過(guò)對(duì)PLC編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)編程命令或梯形圖來(lái)設(shè)定其工作模式，對(duì)過(guò)程變量或狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 （一）數(shù)據(jù)采集部分 　　S7-200具有良好的數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、運(yùn)算、輸出等功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)存放各個(gè)通道實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果、運(yùn)算結(jié)果、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、運(yùn)算參數(shù)等，其中包括參數(shù)存放地址、參數(shù)類型（AI、AO、DI、DO）、返回參數(shù)值及類型等。 根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的情況，數(shù)據(jù)采集參數(shù)表如下： （二）控制功能部分 　　控制部分的原則一般遵循：控制功能在控制站完成，上位機(jī)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行組態(tài)，必要時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程干預(yù)。即集中控制，遠(yuǎn)程管理。 在控制器組態(tài)過(guò)程中，通過(guò)PLC的運(yùn)算和邏輯功能可以設(shè)置多種控制方式，調(diào)度人員根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)的運(yùn)行及天氣情況，可以在管理軟件中自由切換。 1、供溫曲線方式：可以根據(jù)供熱企業(yè)每年運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行編制溫度曲線。 2、溫度設(shè)置方式：調(diào)度人員可以根據(jù)天氣情況在調(diào)度中心把供水溫度廣播到各個(gè)換熱站。 3、閥門開(kāi)度方式：調(diào)度人員可以根據(jù)天氣情況在調(diào)度中心把閥門開(kāi)度廣播到各個(gè)換熱站。 4、時(shí)段調(diào)節(jié)方式：根據(jù)不同時(shí)段的室外溫度，編制溫度曲線。 　　PLC對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)不同的控制方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，比如閥門開(kāi)度、電機(jī)啟停等，在整個(gè)控制過(guò)程中形成一個(gè)良好的封閉回路。 控制條件可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行選擇： ◆可以根據(jù)溫度供水曲線通過(guò)PID調(diào)節(jié)對(duì)閥門開(kāi)度進(jìn)行控制； ◆可以根據(jù)回水壓力對(duì)循環(huán)泵電機(jī)進(jìn)行啟?？刂?； ◆可以根據(jù)水箱水位對(duì)補(bǔ)水泵電機(jī)進(jìn)行啟停控制； ◆可以根據(jù)室外溫度與回水溫度的對(duì)應(yīng)值對(duì)電機(jī)及閥門開(kāi)度進(jìn)行控制。 ……….. 以上所有這些控制功能均通過(guò)PLC的邏輯功能開(kāi)實(shí)現(xiàn)。 第三部分 GPRS通信部分 　　GPRS 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS 采用與GSM 同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA 幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開(kāi)始就可提供全面的GPRS 覆蓋。GPRS 允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無(wú)線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS 理論帶寬可達(dá)171.2Kb/s，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在10-70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP 連接，可以用于INTERNET 連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。 特點(diǎn)： A，永遠(yuǎn)在線： GPRS DTU一開(kāi)機(jī)就能自動(dòng)附著到GPRS網(wǎng)絡(luò)上，并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時(shí)收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)，具有很高的實(shí)時(shí)性； B，按流量計(jì)費(fèi)：GPRS DTU一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來(lái)收取費(fèi)用，沒(méi)有數(shù)據(jù)流量的傳遞時(shí)不收費(fèi)用； C，高速傳輸：GPRS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度最大可以高達(dá)160Kbps,速度的高低取決與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的設(shè)置?，F(xiàn)在根據(jù)中國(guó)移動(dòng)公司的情況，網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度可以穩(wěn)定在20—40Kbps。 D，組網(wǎng)簡(jiǎn)單：GPRS的無(wú)線DDN可以通過(guò)INTERNET網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地構(gòu)建覆蓋全國(guó)的虛擬移動(dòng)數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡(luò)，為廣大的中小企業(yè)提供接入便利，費(fèi)用低廉的通信方式。 E，通信鏈路由專業(yè)運(yùn)營(yíng)商維護(hù)：由于采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此鏈路維護(hù)也由中國(guó)移動(dòng)負(fù)責(zé)，免除通信鏈路維護(hù)的后顧之憂； F，防雷擊：由于采用中國(guó)移動(dòng)的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無(wú)需高架，克服了有線傳輸和無(wú)線電臺(tái)傳輸容易引雷擊壞設(shè)備的缺點(diǎn)。 第四章 備注說(shuō)明 　　PLC通信部分的編程是蒸汽管網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)的難點(diǎn)，既涉及到與調(diào)度中心的通信，又涉及到和一次網(wǎng)的而次儀表及電量RTU的通信，所以處理好PLC的通信機(jī)制是本系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵。 　　該系統(tǒng)本著安全、穩(wěn)定、可靠的原則，系統(tǒng)軟件具備模塊化，易于擴(kuò)展和兼容，能夠隨企業(yè)的發(fā)展而擴(kuò)展功能。