范婧

摘要：為解決城市集中供熱監(jiān)控管理方面的問題，本文對(duì)城市集中供熱中計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行深入分析，提出系統(tǒng)的構(gòu)成及應(yīng)用后可以帶來的功能及優(yōu)勢，以期為相關(guān)人員提供參考，全面提高城市集中供熱管理水平。

關(guān)鍵詞：城市集中供熱;集中供熱系統(tǒng);計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

目前，大部分北方地區(qū)的城市都在使用集中供熱方案來解決冬季供暖問題，雖然集中供熱在本質(zhì)上解決了分散式供熱能源利用率低的問題，但對(duì)運(yùn)行管理提出了更高的要求，如果運(yùn)行管理不到位，非但無法達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行效果，甚至還會(huì)帶來一系列新的問題。因此，在城市集中供熱運(yùn)行管理中引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是十分重要與必要的，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

城市集中供熱指的是采用熱水或水蒸氣作為介質(zhì)，通過供熱管網(wǎng)為用戶提供熱能，這是最基本的一種城市供熱方式，也是公共事業(yè)的一個(gè)重要組成部分。就目前來看，我國北方地區(qū)的冬季供暖普遍都采用這一方式。相較于過去的分散式供熱，該供熱方式能顯著提高能源實(shí)際利用率，減輕污染，改善環(huán)境，并能減少運(yùn)行方面的費(fèi)用，有利于達(dá)到科學(xué)管理的目標(biāo)，進(jìn)而從根本上提高城鎮(zhèn)供熱質(zhì)量，使廣大用戶享受到更好的供熱服務(wù)。然而，要想使集中供熱達(dá)到這一目的，有賴于動(dòng)態(tài)監(jiān)控，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為城市集中供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控提供了有效的解決方案[1]。

監(jiān)控系統(tǒng)為集散型控制系統(tǒng)，可分成以下三層：總監(jiān)控中心，為系統(tǒng)的上層，主要負(fù)責(zé)對(duì)全面進(jìn)行監(jiān)測與控制;數(shù)據(jù)通信層，為系統(tǒng)的中間層，主要負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)控中心和遠(yuǎn)程終端進(jìn)行連接，以此傳輸各類數(shù)據(jù)及控制指令;遠(yuǎn)程終端站，為系統(tǒng)的下層，在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的支持下對(duì)不同的終端和監(jiān)控中心進(jìn)行連接。以上各部分相互協(xié)調(diào)，對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使熱能的功能與控制均實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。系統(tǒng)控制管理功能借助RTU實(shí)現(xiàn)，而整體協(xié)調(diào)借助MCC實(shí)現(xiàn)。

在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)作為指揮中心主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行在線監(jiān)視。在操作員站中通過適當(dāng)?shù)牟僮鲗?duì)熱網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀況予以監(jiān)控與調(diào)節(jié)。對(duì)于遠(yuǎn)程終端站，實(shí)際上就是熱力站自己的自動(dòng)化系統(tǒng)，借助PLC對(duì)換熱站機(jī)組進(jìn)行參數(shù)傳輸，包括流量、壓力和溫度，然后在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的支持下對(duì)終端的和監(jiān)控中心進(jìn)行連接，使監(jiān)控中心畫面和終端顯示畫面完全一致。相較于以往直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，采用以上方式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，這樣除了能降低成本，還能使運(yùn)行人員根據(jù)終端站的顯示畫面及時(shí)調(diào)節(jié)換熱站的機(jī)組[2]。

二、系統(tǒng)應(yīng)用

（一）全網(wǎng)監(jiān)控

對(duì)全網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行工況及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)視，使數(shù)據(jù)和現(xiàn)場始終保持同步，同時(shí)還要采用多種方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示;對(duì)不同的故障或事故予以報(bào)警;歸檔并存儲(chǔ)所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息，支持隨時(shí)調(diào)取使用;可以年度、月度及每天的生產(chǎn)報(bào)表進(jìn)行打印，并能繪制運(yùn)行趨勢圖;能對(duì)用戶室內(nèi)溫度信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集和分析處理。由此可見，該系統(tǒng)的應(yīng)用能使管網(wǎng)與換熱站均達(dá)到精細(xì)化調(diào)節(jié)，降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高效率，并能有效減少能源無端浪費(fèi)。

（二）通訊系統(tǒng)

系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)均利用光纖完成數(shù)據(jù)傳輸，并預(yù)留通訊接口將其作為系統(tǒng)的備用數(shù)據(jù)傳輸方式，以此在光纖線路出現(xiàn)異常時(shí)，立即采用其它通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，以此確保數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)性與可靠性。另外，由于光纖通訊有很高的帶寬，所以能確保高清視頻信號(hào)得以正常和快速傳輸，這樣能為換熱站實(shí)現(xiàn)無人值守目標(biāo)創(chuàng)造良好條件[3]。

（三）視頻系統(tǒng)

在過去，視頻監(jiān)控系統(tǒng)均為自成一體，和數(shù)據(jù)服務(wù)完全分離，顯然這對(duì)實(shí)際操作是十分不利的。對(duì)此，借助嵌入式視頻監(jiān)控技術(shù)，使所有監(jiān)控子站對(duì)應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)都能進(jìn)入至系統(tǒng)組態(tài)畫面，同時(shí)只有在需要調(diào)取使用的情況下才和換熱站相連。通過這樣的改進(jìn)，除了能幫助操作人員更好的對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行分析掌握，還能節(jié)省一大部分通信帶寬，使監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行速度得到很大的提升。

（四）安防系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場具體要求，有必要在監(jiān)控系統(tǒng)中引入安防系統(tǒng)，安防系統(tǒng)主要有下列特點(diǎn)：其一，采用紅外報(bào)警技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備開關(guān)量輸入告警聯(lián)動(dòng)，并能進(jìn)行移動(dòng)偵測告警聯(lián)動(dòng)，可以在現(xiàn)場出現(xiàn)任何異常后立即通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息到監(jiān)控中心，同時(shí)在操作員站也發(fā)出相應(yīng)的提示，并進(jìn)行視頻錄像，通過報(bào)警，使調(diào)度人員立即引起注意;其二，通過對(duì)接口進(jìn)行的二次開發(fā)，使報(bào)警設(shè)備和現(xiàn)場其它設(shè)備之間也實(shí)現(xiàn)告警聯(lián)動(dòng)，比如對(duì)紅外抱緊探頭和現(xiàn)場照明系統(tǒng)均按照要求設(shè)置告警聯(lián)動(dòng)后，若有人接近或進(jìn)入到防范范圍內(nèi)，則報(bào)警設(shè)備能立刻在發(fā)出報(bào)警的同時(shí)將整個(gè)現(xiàn)場點(diǎn)亮，以此起到警示的作用;其三，該聯(lián)動(dòng)還能在監(jiān)控中心進(jìn)行手動(dòng)操作，當(dāng)需要時(shí)可以直接在遠(yuǎn)端處理現(xiàn)場照明方面的問題，從根本上防止現(xiàn)場照明一直處在啟動(dòng)的狀態(tài)，這樣不僅能很好的保證安全，而且還能節(jié)省大量的電能。

（五）室內(nèi)溫度采集

作為無線信息系統(tǒng)，室內(nèi)溫度采集可以使得用戶和控制中心之間實(shí)現(xiàn)有效聯(lián)系。這一系統(tǒng)主要可以分成以下三層：其一，數(shù)據(jù)采集層，主要包括兩部分，即無線溫度傳感器與無線溫度接收儀;其二，通訊層;其三，計(jì)算機(jī)管理層。其中，無線溫度傳感器包含三個(gè)部分，分別為溫度測量部分、控制單元和無線數(shù)據(jù)傳輸部分，采用無線傳輸?shù)姆绞较蚪邮諆x實(shí)時(shí)傳輸溫度數(shù)據(jù)。所有傳感器都有其自己單獨(dú)的ID編號(hào)，在安裝過程中僅需對(duì)其安裝地點(diǎn)進(jìn)行記錄，同時(shí)和編號(hào)一同錄入到數(shù)據(jù)庫即可。傳感器可按照一定時(shí)間間隔自動(dòng)對(duì)監(jiān)測點(diǎn)實(shí)際溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，如果發(fā)現(xiàn)溫度有異常，可立即報(bào)警，基本不會(huì)受到發(fā)送周期等因素的限制。對(duì)于數(shù)據(jù)采集層，主要是對(duì)室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，然后采用無線的方式和通訊層的設(shè)備實(shí)現(xiàn)通訊，在通訊層中再采用以太網(wǎng)向計(jì)算機(jī)管理層中實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，因此在當(dāng)?shù)乇O(jiān)測的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制及站級(jí)協(xié)調(diào)，確保監(jiān)控中心可以掌握室內(nèi)溫度及其變化動(dòng)態(tài)，并能對(duì)不同片區(qū)的實(shí)際供熱狀況予以數(shù)據(jù)對(duì)比，從而獲取真實(shí)的供熱效果，為管網(wǎng)熱平衡的下一步調(diào)節(jié)工作提供參考，在為用戶創(chuàng)造良好服務(wù)的同時(shí)減少能源損耗，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的目標(biāo)。

三、結(jié)語

綜上所述，通過引入實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，能從根本上解決熱網(wǎng)不平衡的問題，使用戶室內(nèi)溫度始終保持在舒適范圍內(nèi)，并為換熱站達(dá)到無人值守的目的提供了新的解決方案，使供熱管理的自動(dòng)化水平得以大幅提高，使系統(tǒng)的運(yùn)行及管理真正實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)和安全。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉廣大，薛貴軍，梁大為，李水清，周振江.理智系列城市集中供熱計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方案研究和實(shí)現(xiàn)[J].河北工業(yè)科技，2013，30（02）：117-120+124.

[3]陳志武，袁玉靜，馮建勤，楊學(xué)清.基于3G網(wǎng)絡(luò)的城市集中供熱換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].化工自動(dòng)化及儀表，2011，38（01）：79-82+92.