簡論集中供熱系統(tǒng)監(jiān)控技術

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1、簡論集中供熱系統(tǒng)監(jiān)控技術哈爾濱哈投投資股份有限公司供熱公司史寶國高陽【摘要】提出了熱網監(jiān)控系統(tǒng)體系結構、現(xiàn)場控制器要具備的功能，供熱系統(tǒng)的控制關鍵在于溫度和壓力控制，提出了溫度和壓力控制策略，對熱網監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方案進行了比較，并結合實例對間接連接和混水連接系統(tǒng)形式的控制方案進行了分析。１前言集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)的需求隨著城市集中供熱規(guī)模的不斷擴大，以及熱力公司對管理效率的日漸重視，尤其是新建大中型熱網，在設計階段監(jiān)控系統(tǒng)已經是一個不可缺少的部分。但由于熱力系統(tǒng)具有一些與一般工業(yè)控制過程完全不同的特性，不少系統(tǒng)集成商對熱力工藝過程缺乏必要的深入了解，導致很多熱網在采用監(jiān)控系統(tǒng)后，運

2、行的效果并不如人所愿。而對于一些熱力公司來說，由于對熱網監(jiān)控系統(tǒng)的認識不夠，往往對要上的系統(tǒng)功能了解不足，有時盲目追求不切合實際的功能或在投資受限的情況下削減了一些必需的基礎功能，最終導致系統(tǒng)運行的效果大打折扣。供熱系統(tǒng)的連接方式有直供、間供、混供三種，連接形式的不同，其控制方式也是不同的，直接連接形式的供熱系統(tǒng)比較簡單，因此有必要對間接連接和混水連接的熱網監(jiān)控系統(tǒng)進行認真分析，并總結出一些基本概念，以便大家對熱網監(jiān)控系統(tǒng)能有一個全面的了解。２熱網監(jiān)控系統(tǒng)概述一個完整的熱網監(jiān)控系統(tǒng)(圖一)在物理層面上它主要由四部分組成：監(jiān)控中心、通訊網絡、現(xiàn)場監(jiān)控設備、一次儀表；在軟件層面上主

3、要包括三部分：現(xiàn)場控制軟件、通訊軟件、中央監(jiān)控調度軟件。熱網監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式計算機系統(tǒng)結構。目前在國內，對于供熱系統(tǒng)的計算機監(jiān)控方式，有兩種不同的思路：一種是采用中央集中式監(jiān)控方法；另一種是采用中央與就地分工協(xié)作的監(jiān)控方法。前一種方法是中央獨攬大權，熱力站機組只有測試儀表和執(zhí)行機構，它的功能只是參數(shù)和指令的上傳下達，熱力站現(xiàn)場控制器不做自動調控的決策功能。這種方法對中央監(jiān)控軟件的功能要求比較高，當熱電廠不是“以熱定電”即當熱電廠供熱量不足時，能進行流量的均勻調節(jié)，但其靈活性差，局部故障容易影響全局的正常運行。例如，當中央調度室發(fā)生通訊故障的時候，整個熱網的調節(jié)就全部失靈了。第

4、二種方法，即中央與就地分工協(xié)作監(jiān)控方法，其供熱量的自動調節(jié)決策功能完全“下放”給就地的熱力站機組，中央控制室只負責全網參數(shù)的監(jiān)視以及總供熱量、總循環(huán)流量的自動調控。這種方法比較靈活，故障率少，容易適應熱網不同建設期的需要。圖一第二種方法概括起來也可以叫做：“中央監(jiān)測，統(tǒng)一調度，現(xiàn)場控制，故障報警”。就我國目前的集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)狀況而言，我們可以從熱力站和系統(tǒng)兩個方面對監(jiān)控系統(tǒng)水平進行劃分。從熱力站監(jiān)控的內容上可將熱力站的現(xiàn)場監(jiān)控分為三個層次：一、監(jiān)測級：即只采集、觀測熱力站的運行參數(shù)，不對閥門水泵等進行自動調節(jié)，但補水必須是自動的；二、基本控制級：在監(jiān)測的基礎上對二次網供水溫度

5、進行自動控制，即通過一次網側的電動調節(jié)閥調節(jié)供熱量；三、高級控制級：在監(jiān)測和對二次供水溫度進行控制的同時，還對二次側進行變流量控制，如對二次循環(huán)泵進行變頻調節(jié)流量。從監(jiān)控系統(tǒng)自身的范圍上也可分為三個層次：一、站級：即只對單個換熱站進行控制，一般必須做到自動補水、供水溫度自動調節(jié)等，站級的控制要求做到自動運行，而且應該起到顯著的節(jié)能效果；二、基本系統(tǒng)級：在多個換熱站在站級控制的基礎上增加通訊系統(tǒng)實現(xiàn)中央監(jiān)測或控制，系統(tǒng)可以根據運行狀況，進行人工的輔助控制參數(shù)調整，保證整個熱網運行的高效和節(jié)能；三、高級系統(tǒng)級：在基本系統(tǒng)級的基礎上，增加系統(tǒng)分析、統(tǒng)計自動優(yōu)化平衡整個熱網的協(xié)調運行，

6、同時可以和企業(yè)其他管理信息系統(tǒng)進行數(shù)據共享。３熱力站控制功能熱力站的控制是由具有測控功能的現(xiàn)場控制器、控制柜、傳感器和執(zhí)行機構以及通訊系統(tǒng)組成。３．１基本功能熱力站控制的基本功能主要是由現(xiàn)場控制器實現(xiàn)，分述如下：１）參數(shù)測量主要完成管網現(xiàn)場過程的模擬量（如溫度、壓力、熱量等）、狀態(tài)量（如泵的狀態(tài)、溫度等）及脈沖量的測量、并完成相應的物理量的上下限比較等功能。２）數(shù)據存儲現(xiàn)場控制器能按一定的時間間隔采集被測參數(shù)。一般情況下這些參數(shù)通過通訊線路定期傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務器中。為防止監(jiān)控中心的故障或停電，現(xiàn)場控制器應具有８Ｍ以上的數(shù)據存儲能力，能存儲一段時間的數(shù)據，以便監(jiān)控中心恢復正常

7、后將故障期間數(shù)據上傳給監(jiān)控中心，從而保證數(shù)據不丟失。３）通訊功能現(xiàn)場控制器能在主動或被動方式下與監(jiān)控中心通過通訊線路進行數(shù)據通信。系統(tǒng)與現(xiàn)場控制機支持有線或無線通訊線路。諸如：電話撥號、ＡＤＳＬ寬帶通訊、ＧＰＲＳ等通訊方式。４）自診斷自恢復功能現(xiàn)場控制器能上電后可自動對關鍵部位進行自檢。在運行過程中，當受到干擾程序出現(xiàn)異常后，可自行恢復到異常前的狀態(tài)，繼續(xù)運行，不會出現(xiàn)死機現(xiàn)象。５）日歷、時鐘功能現(xiàn)場控制器能設有日歷和時鐘（年、月、日、分、秒），并可接受監(jiān)控中心對時命令，使整個系統(tǒng)時間保持一