無人職守換熱站運行管理系統概述 　　目前城市供熱系統中存在兩種介質置換形式，一是汽水交換，二是水水交換。蒸汽管網運行管理系統是供熱公司為了提高管網運行能力，及時全面了解一次網、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。該系統通過對換熱站參數的采集，以組態的形式，將蒸汽管網和換熱站的實時運行數據通過通信網絡傳遞給中心的管理系統，通過對數據的分析，合理配置供水溫度及調配汽源，及時調節管網負荷、為安全運行生產提供必要的數據依據。 本系統包括以下幾大部分：上位機管理軟件、換熱站控制系統、GPRS通訊網絡系統。 第一部分 管理系統中心軟件部分 　　管理軟件是系統的靈魂，一個良好穩定的軟件能夠保證系統穩定地完成設計的功能。 a.報表功能 　　日報表統計當天實時的運行數據，列出當天每次采集的運行狀態；月報表統計當月每天的運行數據，列出每天的運行狀態；年報表統計一年12個月每月的運行狀態。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 　　系統可以針對某一站點或者整個系統自動做出日管網壓力趨勢曲線，月管網壓力趨勢曲線，年管網壓力趨勢曲線。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 　　主控室對于出現的通信故障和數據超限產生報警，并將產生報警的時間和原因記錄入數據庫，報警方式為窗口提示、聲音報警等。 d. 強大的數據庫查詢功能 　　操作員可通過設置不同的查詢條件（包括時間、站點、數據范圍等）從數據庫中獲得各種歷史數據，顯示這一時刻的運行參數。也可查詢報警記錄，獲得產生報警的時間和原因。數據庫可維護，該庫格式為網絡數據庫SQL SERVER，可對各種數據進行分析，并可在權限范圍內實現局域網內數據共享。 e. 完整設備數據庫 　　軟件中可錄入每個站點現場所用設備、管徑等，以及現場聯系人的名字和電話，使用起來更方便。 f. 兼容不同通信協議 　　在監測網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議，數據接收時自動辨別。并可根據用戶要求增加通信協議。 g．系統安全設置 　　系統設置多級權限，不同權限的功能有所不同。系統管理員可以使用所有的功能，而對于一般用戶來說，數據庫維護，系統維護等一些涉及系統內部安全的設置功能限制使用。 h. 網絡數據共享 　　采集中心服務器運行網絡版的采集軟件，可以通過局域網把各個采集終端的數據共享給有關領導和部門；局域網的授權用戶可以查看、調閱數據庫的內容，實現辦公自動化。 j.控制組態部分 　　控制界面才用組態的方式，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： ◆遠程系統通過GPRS通信網絡對控制方式的干預，可以實現控制方式的遠程更換； ◆遠程系統通過GPRS通信網絡對現場設備的干預，可以實現遠程對現場設備的啟停及閥門的開關。 第二部分 換熱站控制系統 1、控制器簡述 　　SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。 ---- S7-200系列在以下幾個方面表現出色： --------* 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組態部分 　　換熱站的控制過程是通過對PLC編程來實現。通過編程命令或梯形圖來設定其工作模式，對過程變量或狀態進行監測和控制。 （一）數據采集部分 　　S7-200具有良好的數據采集、儲存、運算、輸出等功能。實時數據存儲區存放各個通道實時測量結果、運算結果、開關狀態、運算參數等，其中包括參數存放地址、參數類型（AI、AO、DI、DO）、返回參數值及類型等。 根據實際現場的情況，數據采集參數表如下： （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，上位機負責現場運行組態，必要時進行遠程干預。即集中控制，遠程管理。 在控制器組態過程中，通過PLC的運算和邏輯功能可以設置多種控制方式，調度人員根據實際管網的運行及天氣情況，可以在管理軟件中自由切換。 1、供溫曲線方式：可以根據供熱企業每年運行的經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、時段調節方式：根據不同時段的室外溫度，編制溫度曲線。 　　PLC對采集到的數據進行分析，根據不同的控制方式對現場設備進行控制和調節，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。 控制條件可以根據現場的實際運行情況進行選擇： ◆可以根據溫度供水曲線通過PID調節對閥門開度進行控制； ◆可以根據回水壓力對循環泵電機進行啟停控制； ◆可以根據水箱水位對補水泵電機進行啟停控制； ◆可以根據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。 第三部分 GPRS通信部分 　　GPRS 是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM 系統上發展出來的一種新的承載業務，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數據業務。GPRS 采用與GSM 同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA 幀結構，這種新的分組數據信道與當前的電路交換的話音業務信道極其相似。因此，現有的基站子系統(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送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。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、數據傳輸等應用。 特點： A，永遠在線： GPRS DTU一開機就能自動附著到GPRS網絡上，并與您的數據中心建立通信鏈路，隨時收發用戶數據設備的數據，具有很高的實時性； B，按流量計費：GPRS DTU一直在線，按照接收和發送數據包的數量來收取費用，沒有數據流量的傳遞時不收費用； C，高速傳輸：GPRS網絡的傳輸速度最大可以高達160Kbps,速度的高低取決與網絡運營商的設置。現在根據中國移動公司的情況，網絡的傳輸速度可以穩定在20—40Kbps。 D，組網簡單：GPRS的無線DDN可以通過INTERNET網絡隨時隨地構建覆蓋全國的虛擬移動數據通信專用網絡，為廣大的中小企業提供接入便利，費用低廉的通信方式。 E，通信鏈路由專業運營商維護：由于采用中國移動的GPRS 數據業務，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 數據業務，所以在不影響上網的前提下GPRS DTU的發射功率非常小，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運行管理系統的難點，既涉及到與調度中心的通信，又涉及到和一次網的而次儀表及電量RTU的通信，所以處理好PLC的通信機制是本系統的技術關鍵。 　　該系統本著安全、穩定、可靠的原則，系統軟件具備模塊化，易于擴展和兼容，能夠隨企業的發展而擴展功能。