無人職守換熱站運行管理系統(tǒng)概述 　　目前城市供熱系統(tǒng)中存在兩種介質置換形式，一是汽水交換，二是水水交換。蒸汽管網(wǎng)運行管理系統(tǒng)是供熱公司為了提高管網(wǎng)運行能力，及時全面了解一次網(wǎng)、熱力站的運行情況，提高換熱站自動化水平而進行的技術改造項目。該系統(tǒng)通過對換熱站參數(shù)的采集，以組態(tài)的形式，將蒸汽管網(wǎng)和換熱站的實時運行數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡傳遞給中心的管理系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)的分析，合理配置供水溫度及調配汽源，及時調節(jié)管網(wǎng)負荷、為安全運行生產(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：上位機管理軟件、換熱站控制系統(tǒng)、GPRS通訊網(wǎng)絡系統(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，一個良好穩(wěn)定的軟件能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定地完成設計的功能。 a.報表功能 　　日報表統(tǒng)計當天實時的運行數(shù)據(jù)，列出當天每次采集的運行狀態(tài)；月報表統(tǒng)計當月每天的運行數(shù)據(jù)，列出每天的運行狀態(tài)；年報表統(tǒng)計一年12個月每月的運行狀態(tài)。報表可按照用戶要求定制，直接進行預覽、打印。 b. 圖表曲線功能 　　系統(tǒng)可以針對某一站點或者整個系統(tǒng)自動做出日管網(wǎng)壓力趨勢曲線，月管網(wǎng)壓力趨勢曲線，年管網(wǎng)壓力趨勢曲線。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。 c. 故障處理和報警功能 　　主控室對于出現(xiàn)的通信故障和數(shù)據(jù)超限產(chǎn)生報警，并將產(chǎn)生報警的時間和原因記錄入數(shù)據(jù)庫，報警方式為窗口提示、聲音報警等。 d. 強大的數(shù)據(jù)庫查詢功能 　　操作員可通過設置不同的查詢條件（包括時間、站點、數(shù)據(jù)范圍等）從數(shù)據(jù)庫中獲得各種歷史數(shù)據(jù)，顯示這一時刻的運行參數(shù)。也可查詢報警記錄，獲得產(chǎn)生報警的時間和原因。數(shù)據(jù)庫可維護，該庫格式為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫SQL SERVER，可對各種數(shù)據(jù)進行分析，并可在權限范圍內實現(xiàn)局域網(wǎng)內數(shù)據(jù)共享。 e. 完整設備數(shù)據(jù)庫 　　軟件中可錄入每個站點現(xiàn)場所用設備、管徑等，以及現(xiàn)場聯(lián)系人的名字和電話，使用起來更方便。 f. 兼容不同通信協(xié)議 　　在監(jiān)測網(wǎng)絡中可有不同廠家的儀表，通過設備選擇可設定儀表所用的通信協(xié)議，數(shù)據(jù)接收時自動辨別。并可根據(jù)用戶要求增加通信協(xié)議。 g．系統(tǒng)安全設置 　　系統(tǒng)設置多級權限，不同權限的功能有所不同。系統(tǒng)管理員可以使用所有的功能，而對于一般用戶來說，數(shù)據(jù)庫維護，系統(tǒng)維護等一些涉及系統(tǒng)內部安全的設置功能限制使用。 h. 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)共享 　　采集中心服務器運行網(wǎng)絡版的采集軟件，可以通過局域網(wǎng)把各個采集終端的數(shù)據(jù)共享給有關領導和部門；局域網(wǎng)的授權用戶可以查看、調閱數(shù)據(jù)庫的內容，實現(xiàn)辦公自動化。 j.控制組態(tài)部分 　　控制界面才用組態(tài)的方式，使調度人員更清晰簡潔的了解換熱站情況，使控制功能操作簡單方便。 　　由于主要的控制功能主要由換熱站控制器完成，軟件在控制過程中主要起到管理干預的作用。一般通過下面三種方式： ◆遠程系統(tǒng)通過GPRS通信網(wǎng)絡對控制方式的干預，可以實現(xiàn)控制方式的遠程更換； ◆遠程系統(tǒng)通過GPRS通信網(wǎng)絡對現(xiàn)場設備的干預，可以實現(xiàn)遠程對現(xiàn)場設備的啟停及閥門的開關。 第二部分 換熱站控制系統(tǒng) 1、控制器簡述 　　SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。 ---- S7-200系列在以下幾個方面表現(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 --------* 豐富的內置集成功能 --------* 實時特性 --------* 強勁的通訊能力 --------* 豐富的擴展模塊 2、S7-224XP組態(tài)部分 　　換熱站的控制過程是通過對PLC編程來實現(xiàn)。通過編程命令或梯形圖來設定其工作模式，對過程變量或狀態(tài)進行監(jiān)測和控制。 （一）數(shù)據(jù)采集部分 　　S7-200具有良好的數(shù)據(jù)采集、儲存、運算、輸出等功能。實時數(shù)據(jù)存儲區(qū)存放各個通道實時測量結果、運算結果、開關狀態(tài)、運算參數(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)實際現(xiàn)場的情況，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，上位機負責現(xiàn)場運行組態(tài)，必要時進行遠程干預。即集中控制，遠程管理。 在控制器組態(tài)過程中，通過PLC的運算和邏輯功能可以設置多種控制方式，調度人員根據(jù)實際管網(wǎng)的運行及天氣情況，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)每年運行的經(jīng)驗值進行編制溫度曲線。 2、溫度設置方式：調度人員可以根據(jù)天氣情況在調度中心把供水溫度廣播到各個換熱站。 3、閥門開度方式：調度人員可以根據(jù)天氣情況在調度中心把閥門開度廣播到各個換熱站。 4、時段調節(jié)方式：根據(jù)不同時段的室外溫度，編制溫度曲線。 　　PLC對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)不同的控制方式對現(xiàn)場設備進行控制和調節(jié)，比如閥門開度、電機啟停等，在整個控制過程中形成一個良好的封閉回路。 控制條件可以根據(jù)現(xiàn)場的實際運行情況進行選擇： ◆可以根據(jù)溫度供水曲線通過PID調節(jié)對閥門開度進行控制； ◆可以根據(jù)回水壓力對循環(huán)泵電機進行啟停控制； ◆可以根據(jù)水箱水位對補水泵電機進行啟停控制； ◆可以根據(jù)室外溫度與回水溫度的對應值對電機及閥門開度進行控制。 ……….. 以上所有這些控制功能均通過PLC的邏輯功能開實現(xiàn)。 第三部分 GPRS通信部分 　　GPRS 是通用分組無線業(yè)務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS 采用與GSM 同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結構、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA 幀結構，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當前的電路交換的話音業(yè)務信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS 覆蓋。GPRS 允許用戶在端到端分組轉移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務。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171.2Kb/s，實際應用帶寬大約在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谩?特點： A，永遠在線： GPRS DTU一開機就能自動附著到GPRS網(wǎng)絡上，并與您的數(shù)據(jù)中心建立通信鏈路，隨時收發(fā)用戶數(shù)據(jù)設備的數(shù)據(jù)，具有很高的實時性； B，按流量計費：GPRS DTU一直在線，按照接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不收費用； C，高速傳輸：GPRS網(wǎng)絡的傳輸速度最大可以高達160Kbps,速度的高低取決與網(wǎng)絡運營商的設置。現(xiàn)在根據(jù)中國移動公司的情況，網(wǎng)絡的傳輸速度可以穩(wěn)定在20—40Kbps。 D，組網(wǎng)簡單：GPRS的無線DDN可以通過INTERNET網(wǎng)絡隨時隨地構建覆蓋全國的虛擬移動數(shù)據(jù)通信專用網(wǎng)絡，為廣大的中小企業(yè)提供接入便利，費用低廉的通信方式。 E，通信鏈路由專業(yè)運營商維護：由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務，因此鏈路維護也由中國移動負責，免除通信鏈路維護的后顧之憂； F，防雷擊：由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務，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，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設備的缺點。 第四章 備注說明 　　PLC通信部分的編程是蒸汽管網(wǎng)運行管理系統(tǒng)的難點，既涉及到與調度中心的通信，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的通信機制是本系統(tǒng)的技術關鍵。 　　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，易于擴展和兼容，能夠隨企業(yè)的發(fā)展而擴展功能。