換熱站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案

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

　　一、項(xiàng)目概況與需求：

　　某換熱站原有一套PLC監(jiān)控系統(tǒng)，因監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)已故障，無法繼續(xù)使用。供熱公司欲建立新系統(tǒng)，恢復(fù)監(jiān)控功能并加以改造升級。

　　1.1工藝流程示意圖：

　　1.2 工藝設(shè)備及其監(jiān)控需求：

設(shè)備位置/類	工藝設(shè)備	監(jiān)控描述（建設(shè)目標(biāo)）	現(xiàn)狀描述(電氣部分)
一次回路系統(tǒng)	一次供水儀表	1 一次供水壓力，溫度，流量采集監(jiān)測 2 閥門執(zhí)行器：根據(jù)一次供熱溫度調(diào)整閥門開度。	閥門執(zhí)行器開度反饋4-20mA,控制輸出4-20mA。
一次回路系統(tǒng)	一次回水儀表	一次回水壓力，溫度采集監(jiān)測
二次回路系統(tǒng)	二次供水儀表	二次供水壓力，溫度，流量采集監(jiān)測
	二次回水儀表	二次回水壓力，溫度采集監(jiān)測
	二次供水循環(huán)泵	循環(huán)泵的三相電壓、三相電能、泵的啟動(dòng)狀態(tài)、泵的保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制水泵的啟動(dòng)和停止功能。	循環(huán)泵3臺(tái)，開2備1。
	二次回水補(bǔ)水泵	1 補(bǔ)水泵的三相電壓、三相電流、泵的啟動(dòng)狀態(tài)、泵的保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制水泵的啟動(dòng)和停止功能， 2 可根據(jù)二次回水壓力的變化自動(dòng)啟停。	補(bǔ)水泵1臺(tái)。
	二次回水補(bǔ)水箱及深井泵	1 深井水泵的三相電壓、三相電流、泵的啟動(dòng)狀態(tài)、泵的保護(hù)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制水泵啟停功能。 2 根據(jù)水位的高低可自動(dòng)停泵或開泵（低啟高停）	補(bǔ)水箱液位，水源井2眼。
	二次回路末端	供熱管網(wǎng)末端處可選擇安裝壓力和溫度監(jiān)測點(diǎn)（高位末端、中位末端、低位末端）	暫不考慮
電參數(shù)	電源	在總電源處安裝電能表，整個(gè)換熱站的三相電壓、三相電流、電能進(jìn)行監(jiān)測

　　1.3 公司調(diào)度和換熱站監(jiān)控中心要求：

　　(1)各換熱站的數(shù)據(jù)通過移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳輸，采用雙向穩(wěn)定的TCP協(xié)議，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心的有固定IP的服務(wù)器里。中心軟件平臺(tái)還可對各監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、預(yù)警與管理，以及設(shè)備運(yùn)維信息的建檔管理。

　　(2)在每個(gè)換熱站設(shè)立本站監(jiān)測中心，監(jiān)測畫面為供熱生產(chǎn)工藝流程圖，以動(dòng)畫的形式表達(dá)，畫面簡單，方便工人操作。

　　二、系統(tǒng)解決方案

　　2.1總體設(shè)計(jì)思路

　　根據(jù)客戶需求和現(xiàn)場情況監(jiān)控系統(tǒng)整體分為三大部分：

　　2.1.1公司調(diào)度總監(jiān)控中心

　　現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)控終端及其通訊端口，通過GPRS發(fā)射器和GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳輸?shù)絀NTETNET網(wǎng)，進(jìn)入到有固定IP地址的服務(wù)器里，把現(xiàn)場28個(gè)供熱站的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集進(jìn)入中心服務(wù)器，各職能工作人員通過客戶計(jì)算機(jī)訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解各監(jiān)測站點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)。監(jiān)控中心發(fā)送的命令也由此路徑執(zhí)行到受控設(shè)備。

　　2.1.2供熱站監(jiān)控分中心

　　設(shè)立在每個(gè)換熱站值班室內(nèi)，現(xiàn)場監(jiān)控終端數(shù)據(jù)通過有線的方式經(jīng)其RJ45通訊端口傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)內(nèi)。站內(nèi)的工作人員可以通過計(jì)算機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場各種設(shè)備操作的功能。

　　2.1.3現(xiàn)場監(jiān)控終端系統(tǒng)

　　主要由我公司研發(fā)生產(chǎn)的DATA86控制器組成，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的通訊端口上傳，同時(shí)執(zhí)行各級中心下達(dá)的命令。

　　2.2系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　三、監(jiān)控中心

　　3.1 公司調(diào)度監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心設(shè)立在供熱公司，充分利用其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源及軟硬件設(shè)施，對其進(jìn)行完善，并增設(shè)服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)備、工作站系統(tǒng)設(shè)備，建立統(tǒng)一的供熱實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)。

　　3.1.1系統(tǒng)組成

　　(1)中心機(jī)房信息匯集平臺(tái)系統(tǒng)

　　信息匯集平臺(tái)是系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信、信息處理和服務(wù)的核心，主要由服務(wù)器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、通訊服務(wù)軟件、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等組成。

　　(2)工作站應(yīng)用系統(tǒng)

　　應(yīng)用系統(tǒng)是為工作人員提供相關(guān)信息的服務(wù)系統(tǒng)，是整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)的目的，包括軟件系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)配置、計(jì)算機(jī)配置及網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

　　3.1.2應(yīng)用軟件功能設(shè)計(jì)

　　(1)采用B/S和C/S兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上的，軟件開發(fā)采用B/S和C/S兩種結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)，同時(shí)支持Web訪問、客戶端軟件訪問模式設(shè)計(jì)，方便不同職能部門的工作人員工作。

　　數(shù)據(jù)匯集處理和前端控制程序等應(yīng)用系統(tǒng)采用C/S體系結(jié)構(gòu)。監(jiān)控調(diào)度人員使用客戶端軟件訪問系統(tǒng)完成所有操作，采用C/S體系結(jié)構(gòu)。其他非監(jiān)控類人員使用瀏覽器訪問系統(tǒng)完成所有操作，采用B/S體系結(jié)構(gòu)。

　　(2)實(shí)現(xiàn)對28換熱站設(shè)備運(yùn)行情況、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及重要管網(wǎng)測點(diǎn)溫度、壓力數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測。

　　(3)實(shí)現(xiàn)對全部數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、預(yù)警與報(bào)表統(tǒng)計(jì)、曲線分析輸出功能。

　　(4)實(shí)現(xiàn)對測點(diǎn)各種機(jī)電設(shè)備設(shè)施情況、維護(hù)情況規(guī)范化建檔管理。

　　(5)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)權(quán)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(jiān)控中心

　　換熱站監(jiān)控中心設(shè)立泵站值班室，建立簡易中心，為信息匯集平臺(tái)系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)提供軟硬件技術(shù)支持。

　　3.2.1應(yīng)用軟件功能設(shè)計(jì)

　　(1)實(shí)現(xiàn)對無人值守?fù)Q熱站設(shè)備運(yùn)行情況、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　(2)實(shí)現(xiàn)對全部數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、預(yù)警與報(bào)表統(tǒng)計(jì)、曲線分析輸出功能。

　　(3)實(shí)現(xiàn)對測點(diǎn)各種機(jī)電設(shè)備設(shè)施情況、維護(hù)情況規(guī)范化建檔管理。

　　(4)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)權(quán)限管理、安全管理、日志記錄管理功能。

　　四、監(jiān)控終端系統(tǒng)

　　4.1監(jiān)控終端系統(tǒng)構(gòu)成及功能框圖

　　4.2監(jiān)控終端系統(tǒng)構(gòu)成描述

　　監(jiān)控終端系統(tǒng)主要由值班室監(jiān)控終端柜和深井泵監(jiān)控終端箱組成。

　　值班室監(jiān)控終端中DATA-7301主要負(fù)責(zé)上、下通訊和一次回路設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行，有6個(gè)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(jiān)控中心通訊;通過COM1 端口和GPRS發(fā)射模塊相連，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)與公司調(diào)度中心進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù);通過COM2采集總電源智能電表和一次供熱流量計(jì)輸出的串口數(shù)據(jù);通過COM3端口經(jīng)通訊轉(zhuǎn)換器，將通訊數(shù)據(jù)輸出轉(zhuǎn)換成模擬量輸出4-20ma，控制執(zhí)行器;通過CAN端口與子控制器DATA-7302的CAN端口相連組網(wǎng)。由模擬量AI通道采集一次供回水溫度、壓力、調(diào)節(jié)閥開度。

　　值班室監(jiān)控終端中DATA-7302構(gòu)成DATA-7301的子網(wǎng)，主要用于循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、二次回路參數(shù)數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行。有3個(gè)通訊端口，CAN端口用于對上組網(wǎng)通訊，COM1用于對現(xiàn)場串口設(shè)備數(shù)據(jù)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(jiān)控終端箱中DATA-7302構(gòu)成DATA-7301的子網(wǎng)，主要用于2臺(tái)深井泵的數(shù)據(jù)采集和控制并可以由補(bǔ)水箱液位參與構(gòu)成閉環(huán)控制。

　　4.3 值班室監(jiān)控終端DATA7302功能框圖