换热站监控方案.doc

热交换站远程监测控制方案1 前言早在2010年7月，我们就开始研究热交换站的控制，很多很有经验的用户提出了自己的看法，也基本帮我们进行了产品的定义。详细情况可以参考我们公司的论坛。秉承腾控一贯的设计理念，腾控定义了一款完全满足热交换站需求的可编程控制器，一个控制器正好可以满足一个热交换器的要求。这个控制器就是腾控科技的WLT-912产品。 WLT-912基本是按照热交换器控制要求设计的，其输入输出的数量，特别是模拟输入输出的数量，完全按照热交换器的要求。我们的热网监控方案是基于物联网平台的，但是考虑到热网这种特殊的行业要求，一般还是建议用户直接部署的方式，由用户建设监控中心，而不是租用方式。2 系统架构WLT912控制器WLT912控制器WLT912控制器WLT912控制器WLT912控制器互联网交换机，路由器及VPN服务器交换机，路由器及VPN服务器交换机，路由器及VPN服务器交换机，路由器及VPN服务器交换机，路由器及VPN服务器交换机，路由器及VPN服务器监控中心通信服务器监控主机监控主机ADSLADSL监控中心WEB服务器DTU系统架构如上图所示，上图展示了通过互联网构成监控系统的例子。通信方式可用是ADSL或者DTU，建议用ADSL。考虑整个系统的安全性,我们采用腾控物联网协议TCBUS，这是一个可以跨越防火墙，具有访问控制的协议，能够大大降低从站端的网络配置的复杂度，降低人员要求。该协议是一个专用协议，其协议文本不公开，能够比较高地保证网络安全。控制器采用WLT-912，通信方式采用ADSL或者DTU。如果采用MODEM在目前的技术发展的情况下会非常麻烦，电话MODEM和MODEM POOL都很难找到了，而且非常昂贵，带宽非常窄。3热交换站的控制 热交换站分为水-水交换和汽-水交换两种。在城市供热应用中，由于汽-水交换站的安全性问题，使用的越来越少，原来汽-水交换站很多改造成为水-水交换。而且就热交换器而言，水-水交换的输入量和控制量多于汽-水交换，水-水交换的控制器完全可以用于汽-水交换。本方案主要以水-水热交换为主。一个热交换站一般至少有2台热交换器（一用一备的应用模式），大的交换站可能有多台热交换器，一般是2的倍数。一个热交换器包括热交换器，高温进水管路，高温回水管路，低温出水管路，低温回水管路，高温水泵，低温水泵，控制阀门，补水阀门等。需要采集的信号包括一次网供水温度，回水温度，进水压力，回水压力，流量，热量。二次网供水温度，回水温度，进水压力，回水压力，补水流量，补水箱液位，水质PH值。室外环境温度（做控制策略用）控制量：一次网 电动阀开度，一次加压泵频率二次网 循环泵频率，补水泵频率智能控制根据环境温度根据室外环境温度和时间变化，调节电动调节阀的开度或者一次加压泵的频率，以达到控制回水温度的目的。另外根据室外温度的变化，自动调节循环泵的频率。其控制策略如下：由二次循环泵旁通管压力为参照量，控制补水泵变频器，对系统实现恒压，以补水流量计反映系统的失水情况。根据典型室内外温度和二次网回水温度，控制一次网变频泵的频率，实现二次网的回路质调节。或者调节一次网回水电动阀的阀位，实现实现二次网的回路质调节。根据典型室内外温度和二次网供回水牙齿，控制二次网循环泵的频率，实现二次网回路的量调节，达到节能的目的。安全保护保护分为报警点和保护点，报警点只报警不保护，保护点既报警又保护，参数可以人工设定。超温，超压，停电，循环泵停，循环泵频率低于30HZ，低压，补水泵停，水箱液位低需要实现保护。一次网或者二次网管路出现严重意外，应立即关闭一次网供回水的电动切断阀，防止事故扩大。换热站的控制共计模拟量输入11路，模拟量输出3路，开关量输入12路，开关量输出4路。热量表和流量计一般采用RS485接口，需要1或者2个串口，而远程通信，需要一个网口或者串口，当地的显示需要一个串口。腾控科技为换热站设计的专用可编程控制器WLT-912，是工业级以太网一体化可编程控制器，支持IEC61131-3标准的编程环境。14路DI，光电隔离6路DO，晶体管输出12路AI，16位A/D，可选输入0-5V或0-20mA4路AO，12位D/A，可选输出0-10V或0-20mA提供1个10M/100M以太网接口，支持MODBUS/TCP协议，支持IEC870-5-104协议2个RS232/RS485接口和1路RS485接口，支持MODBUS协议或者自由口编程提供1M的用户数据空间和1M的用户程序空间可用，支持网络远程调试和编程，支持文件系统。内部提供实时时钟串口支持功能强大的自由口编程功能，可用接热量表和流量计。另外的串口可以接触摸屏。AC90264V供电，最大功耗小于12W工作环境 工作温度：-40+85 湿度：5%95%RH无凝露，IP20防护腾控WLT-912完全满足该需求。WLT-912支持5种IEC标准的编程语言，IL,ST,LD,FBD和SFC，另外支持C#编程。采用32位的嵌入式处理器，运算能力强大，提供给用户的数据空间和程序都很大，可以方便使用各种控制策略 。另外支持文件系统，可以存储运行日志，数据记录等。3监控系统由于热交换站分布相当的分散，又关系到政府形象和民生，要尽力避免用户投诉的发生，有一种能够随时了解运行情况，能够对其进行远方控制的系统是非常必要的，这样能够大大降低人员的劳动强度，能够及时发现运行的状况，及时根据天气情况改变运行状况，起到节能的目的。这样的系统就是热交换站监控系统，其时就是由现场的控制器，通信或者网络系统以及监控中心计算机和软件构成的。在这样的系统中，通信采用有线或者无线的方式，有线主要是宽带方式或者电话拨号的方式，无线主要是GPRS或者3G网络的方式。要求实现如下功能：可以实现远程设置和修改控制参数和控制策略，人工调节电动阀开度和远程启停循环泵和补水泵，调节循环泵的频率。热交换站的运行数据分析，数据管理和报表统计和打印功能上传数据应存入数据库中，历史数据应能一表格和曲线的形式显示。报警数据应方便查询，具有智能故障分析功能。以WEB方式发布。有全网的统筹调度功能和温度平面图，压力平面图和流量平面图等。系统的安全等级和操作等级的划分。我们控制中心采用的是基于物联网的数据平台。该平台是基于B/S架构的软件，采用大型数据库作为支撑平台，系统为三层结构，包括数据库，中间层和WEB服务器。支持用户部署和租用两种运营方式。用户部署就是用户安装服务器，配置网络环境，安装数据库和软件，并负责系统的维护。控制中心由一台或者多台服务器和2台或者多台监控计算机构成。考虑到监控点不是很多，如果是用户部署的话，仅设一台服务器和2台监控计算机。监控服务器的工作是把数据通过网络把控制器的数据取回来，放到数据库服务器内。要求服务器支持腾控的TCBUS物联网协议。服务器上还要运行一个WEB SERVER，供外部计算机展示数据。监控中心的计算机就是通过浏览器模式进行数据监视和视频监控的。用户在异地，通过VPN协议接入到监控中心，就可以通过浏览器访问每个井房的数据甚至视频。这样大大方便了用户的使用。软件架构采用三层结构，包括数据库，中间层和WEB服务器，支持GIS系统。有关软件的需求和性能，在实际应用过程中再讨论。 4 通信和网络系统是借助于IP网络。 作为中心最好是有一条专线接入，能够提供至少1个静态的IP地址。作为每个菇房，至少要提供1条宽带的接入，考虑到视频监控，其带宽最好不低于512K。由于采用了腾控物联网协议，整个系统的特别