换热站运行数据监控技术方案

1、精选优质文档-倾情为你奉上换热站运行数据监控系统技术方案2013年5月23日 目录专心-专注-专业系统方案设计说明1 工程概述1.1 工程概况为了确保供热管网安全、稳定、经济运行，提高热网管理效率，实现热网现代化管理，对热网进行集中监控和量化管理。国电鞍山阳光热力有限公司准备在20122013年供暖年期内建设一套热网系统监控与管理平台，实现了对12个换热站进行设备运行数据的全面监控，及时掌握系统现状和参数信息，保障热网的可靠、高效、经济的运行。对12个换热站进行技术改造，加装自动化控制设备，使这些换热站具备按程序自动运行及远程遥控的功能。1.1.1 工程总体要求（一）在 12个换热站一次网、二

2、次网加装温度变送器、压力变送器，安装DDC智能控制器（可编程控制器）、彩色触摸屏显示控制器、无线数据传输器、控制软件、控制机柜等设备，采集换热站一次网和二次网供回水温度、压力等热网运行数据，这些换热站数据信息通过无线数据传输器上传至公司系统管理主机。（二）在彩色触摸屏上以组态图的形式，显示本站一次网和二次网的温度压力、流量、热量。二期工程完工后，可显示循环水泵的转速，在彩色触摸屏上控制循环水泵的启停，控制电动控制调节阀的开度。也可开启自动运行模式，控制站内供热设备依据设定的程序自动运行。（三）通过GPRS无线双向传输设备，各换热站的运行数据实时地上传至公司热网监控管理系统，在公司热网监控管理中

3、心可以远程遥控各换热站的一次网电动控制调节阀的开度、控制二次网循环水泵的转速或启停、设定二次网供回水温度等运行参数。（四）安装系统管理主机和组态王软件，建立热网系统运行数据远程监控管理系统。汇集各个换热站运行数据、热源厂锅炉的有关运行数据，监控软件根据汇集的数据统计分析和热效分析，给出热网的热量分布数据图表，显示温度和压力趋势曲线；系统管理主机以图表和组态动画的形式实时显示供热管网的工况；监控软件具有历史记录、数据查询、检索、事故追忆、故障报警等功能；可根据数据分类，打印数据报表；下期工程完工后，可远程设置各自动化换热站的运行参数，控制循环泵的转速及启停；根据对热网的能耗分析和热效分析，给出锅

4、炉运行调试指导曲线。当锅炉供热出力不足时，给出负荷分配指导曲线，以便于按供热量调匀热网。（五）在上述基础上，汇总各换热站的运行数据、热源厂的运行数据和用户室内温度等参数，分析热网能源分配状况，在保证用户室温达标的前提下，按需供热，合理节能。 加装一次网电动控制调节阀，与换热站原有的变频控制设备构成新的较为完整的控制体系，充分发挥所有新老设备的自动化功能。2 系统设计原则2.1 运行数据监控及远程遥控系统架构换热站监控系统主要由监控中心、无线通讯设备、传感器、变送器、显示操作单元、可编程控制（DDC智能控制器）单元、变频器、电动调节阀执行器，以及其他电气设备组成，各部分按程序的设定状态工作，实现

5、热网监控系统的各项功能。2.2 热网运行数据监控及远程遥控系统的组成和主要功能热网监控及远程遥控系统主要由三部分组成：（1） 中心监控管理系统为集中供热系统计算机监控系统的核心。通过中央监控层对全网的运行实施统一的监控和远程遥控，实时显示热网设备运行状态；分析供热数据，提示合理节能曲线，保证供热质量，达到安全节能、按需供热的要求。必要时，对换热站供热设备实施远程遥控。监控中心包括监控主机，数据库服务器，监控工作站，系统管理组态软件，打印机，显示器，网络交换机，路由器等。（2）换热站子系统进行设备运行状态参数和管网温度、压力、流量、热量等相关数据的采集、存储、传送，可对站内循环泵、补水泵、电动调

6、节阀等进行调控，确保其运行在设定范围内。值班人员可通过彩色触摸屏显示控制器，对站内参数进行监视、控制及操作。（3）通信网络通讯网络采用GPRS无线传输设备，双向通讯方式，可将现场的运行数据、报警信号实时的传送到监控中心，同时，也可将监控中心指令下传到换热站，实现远程监控的目的。热网运行监控系统将实时、全面地监控各换热站运行情况，根据外网热负荷的预测和变化，调节热源按需供热，以满足全网供热能量均衡。这套系统是热力管网安全可靠、优化运行和节约能源的重要保证。换热站的自动运行控制主要依据一次网回水温度和二次网的回水温度为主要参数。特别是二次网的回水温度反映了居民住户的暖气温度，当天气寒冷室外温度下降

7、，室内势必需要消耗更多的热量，造成二次网回水温度降低。此时温度变送器将温度信号传给DDC智能控制器，智能控制器根据设定的程序加大一次网给水电动调节阀门开度，从而加大一次网热水流量，通过板换传递给二次网更多的热量。如果加大一次网给水电动调节阀门开度仍达不到预期温度，系统将自动开启提高变频器工作频率，提升二次网循环泵转数，加大供热流量。反之，减小一次网给水阀门开度，减小二次网循环泵转数。智能控制器接收压力变送器提供的数据，控制着换热站的设备运行在安全压力范围之内。超出设定值时，发出报警信息，并同时通过GPRS无线通讯设备管理上传给控制中心，提示值班人员及时处理。2.3 系统设备功能2.3.1 数据

8、采集数据采集由新安装的温度变送器、压力变送器、DDC智能控制器（可编程控制器）、数据接口转换器等设备组成。实现对现场一次/二次网运行数据，包括供回水温度、供回水压力、流量、热量；采集变频器转速、状态、故障、阀门开度；并对循环水泵及补水泵的工作状态、故障；补水压力、水箱液位监测等相关数据实施采集设计了扩充接口，为进一步完善系统功能提供了足够的空间。（1）温度采集温度变送器技术参数测量范围：0150 输入：热电阻Pt100输出：二线制 420mA DC输出负载：电流输出型650（24V）输出保护：传感器开路时输出25mA，传感器短路时输出3.8mA精度：0.25%（2）压力采集压力变送器技术参数：

9、压力范围：1600bar保护等级：IP67温度范围：15125电压8VDC，输出420mA电磁兼容EMC 200V/m电源反相保护，静电保护500VDC精准度：0.3%FS过压保护防阑栓技术规范 工作温度：-15125环境温度：-4085精度：线性度、迟滞性、重复性之和0.3%FS 响应时间： 2ms （3）循环泵转速采集变频器（利用原有设备接口）（4）电机运行状态采集交流接触器和变频器（利用原有设备接口）（5）用户室内温度采集无线式温度采集器（6）用外室内温度采集本次工程做好接口预留（7）流量、热能计量、耗电量等采集本次工程做好接口预留2.3.2 智能控制器智能控制器的功能是根据设定的程序，

10、对现场采集的一次/二次网运行数据进行处理。包括供回水温度、供回水压力、流量、热量；采集变频器转速、状态、故障；循环水泵及补水泵的工作状态、故障；补水压力、水箱液位、阀门开度监测数据等。把汇总处理的数据通过 GPRS DTU 上传给监控中心。当设定在自控状态时，智能控制器应根据自动控制程序或监控中心的遥控指令，控制水泵电机的启停、水泵电机的转速及阀门开度，保证供暖温度在设定值内。当供回水温度、压力、流量、热量出现异常，设备状态出现异常或发生故障时，智能控制器应根据预置的程序发出声光报警讯号，同时上传给监控中心，提示值班人员及时处理。2.3.3 触摸屏显示操作控制器触摸屏显示操作控制器以组态图形显

11、示工作流程和换热站设备状态，在触摸屏上可以看到换热站所有温度、压力、流量以及设备运行状态数据；可以显示温度、压力、流量、水位异常等报警信号；可以控制水阀开度，水泵启动。可以设定二次网的供回水温度和压力值，开启自动运行模式。2.3.4 GPRS无线数据传输器通过GPRS无线网络，将控制中心的指令和换热站的设备数据双向传输，是远程数据传输的重要器材。2.3.5 电动调节阀产品特点：二通球阀，DN150电动调节方式Kvs Cv值：320 373媒质：冷热水；浓度50%乙二醇溶液媒质温度：-5+110额定压力：PN16；1600kPa流量特性：等百分比泄漏：控制通路0.01% of Kvs，阀杆无泄漏

12、阀管连接：单夹式法兰连接工作压力：400kPa，200kPa为低噪音工作压力关闭压力：400kPa旋转角度：90适配执行器：非弹簧复角行程式执行器执行器扭矩： 40NM执行器电压： AC/DC 24V2.4 系统设备质量整套系统还应满足以下要求：（一）安全性和可靠性，系统能够长期不间断正常运行，并且要具备良好的容错性，系统中任一点或几点故障不能影响系统正常工作。系统的硬件和通讯网络具有完善的保护措施，具有良好的抗静电、电磁干扰和抗浪涌、抗雷击性能；（二）易于管理和维护：系统中的设备和数据采集器应具有故障诊断功能，并且便于维护、维修和更换。2.5 监控管理中心应实现的功能2.5.1 功能所有的换

13、热站通过中国移动无线通讯方式GPRS与监控中心计算机相连。若某一控制器发生故障，监控系统也可保持正常运行，而不会对整个监控网络产生不利的影响。现场控制器具有通讯功能，并且采用开放的通讯协议，具有GPRS通讯口，支持TCP/IP协议。控制器能将现场的设备运行情况传送到监控中心供分析处理，同时可接收监控中心传送的指令进行控制和调节，如控制参数的调节，并支持现场修改控制器内部数据功能。除实现以上功能外，还应实现：（1）供热参数实时监测；（2）显示地理信息功能；（3）故障自诊断及处理；（4）运行参数、设备参数及图形显示功能；（5）热网平面图显示；（6）报警功能；（7）多级用户权限管理；（8）安全性。监

14、控系统还应设有防止各类计算机病毒侵害的措施，并按时进行数据库的备份，防止数据丢失。系统限制用户使用系统键，任务切换键，只有系统管理员具有退出权限，保证系统连续稳定运行。2.5.2 监控管理机的功能监控管理机应实现以下功能：（1）可对全网的供热情况和用热情况进行实时记录、历史记录、检索查询和统计分析，并可自动生成多种管理和统计报表，自动完成贸易结算，进一步提高了供热管理的工作效率。（2）可实时完成网损热量的计算、统计和记录，并根据用热量的状况分摊网损热量，实时热损计算也为及时发现管网泄漏提供了有效的监测手段。（3）根据各换热站实际供热面积和供热量，实时计算单位热值和单位电耗等重要指标，当设定值超

15、标时，系统发出声光警示。（4）长时间、大容量、标准化的数据记录，可实时查询近3年来的各项历史数据，通过备份可查询十年的数据，可为供热系统运行过程的优化和对供热网运行的经济性进行综合成本分析提供原始数据和信息。2.5.3 事故报警记录和追忆功能对于所有监测点的温度、压力、等参数可作周期的记录，并且自动记录各监测点的各种异常状况（停电、停汽、通讯中断、仪表故障、超限报警等），对监测点及通讯线路的工作状态进行在线查询和分析，当发生故障时，产生报警信息（可以语音、动画闪动等方式实现），提示操作人员对发生故障的设备进行恢复和处理。以备工况和事故分析时使用，也为热网的严格管理提供依据。2.5.4 系统组态

16、功能监控管理机采用通用工控组态软件为用户进行系统的二次开发和扩展提供了冗余和良好的开发平台，同时在各采集点掉电后，数据应能保持掉电前的状态。可完成下列报表的统计、数据保存及报表打印1 日数据文件2 日报表3 月数据文件4 月报表5 热费统计表（其中热费统计表输出的项目有：累计供、回水流量、累计热量、单价、用热金额、不回水金额、总金额。完全满足统计用户每月用热应交费用的功能。）6 热损统计表7 季报表（同月报表，只是相应的各项为该季度统计值。）8 年报表（同月报表，只是相应的各项为该年的统计值。）9 分析表（此表供报表管理人员使用，具体内容由管理人员填写）。2.5.5 人机界面的要求 界面应是交

17、互的，全图形化的和基于图标的。 为减少操作人员的培训，该界面应是基于视窗的形式。操作简单易行，标准显示画面和用户定义画面上具有标准的工具条图标和下拉式菜单。 系统可提供HELP文件来帮助指导操作人员。 操作员界面能以局域网和拨号式连接方式与系统服务器连接。该界面提供标准的拨号式连接支持。通过操作员界面，操作人员可以实现以下功能： 显示控制现场设备、了解报警信息及其优先级、启动报表打印、事件记录及存档、改变口令、在线生成数据库和彩色显示画面、监测通讯通道、系统参数组态。 系统的标准显示画面包括：报警摘要显示、事件摘要显示、点细节摸板显示、分组控制和分组趋势摸板显示、通讯状态显示、系统状态显示、操

18、作员绘制画面显示。系统状态显示包括： 未被认知的报警点、已被认知的报警点、通讯故障、打印机离线。管理显示画面包括：主界面显示、分站流程图画面显示、报警摘要显示、事件摘要显示、控制调整画面显示、趋势画面显示、报表画面显示、通讯状态显示等。 系统状态显示包括：未被认知的报警点、已被认知的报警点、通讯故障等。3 施工组织方案施工组织方案应对整个热网自动监控系统工程从技术方案深化设计、项目实施的管理组织、以及施工阶段的质量、安全、工期等的控制、系统调试和验收、人员培训、售后服务等涉及工程系统实施全过程的相关内容进行统一规定和要求，在工程实施中严格履行。对于各系统施工，严格按照国家及行业规范标准，以“实

19、现功能，保证质量，方便使用”为原则组织施工。3.1 施工管理应指定具有安装经验工程师负责管理协调及监管工作。安装工作包括：全部设备（前端设备、中央监控系统）的安装；全部自控电缆（控制电缆、通讯电缆）、管线的供应及敷设。安装过程中，应严格按照国内电气安装规范和其它有关规定进行自控线缆、管线敷设，业主负责质量监督和验收。安装过程中，应严格按照国内设备安装规范和其它有关规定、并同时满足设备的安装说明书规定进行。3.1.1 施工人员组织表3.1.2 施工用仪器表3.1.3 施工流程在施工中尽量采用先进的工具、工艺、专业化施工，严格按照各种工艺标准和施工验收规范施工，确保工程进度和质量的顺利完成。3.1.4 接地要求若采取联合接地方式，要求联合接地电阻不大于1欧姆。3.2 施工技术管理工作的质量控制3.3 工期保证措施为了确保各个系统都能按照预期的计划完成，进入正常使用阶段，应制定详细