改革開放以來，城鎮(zhèn)集中供熱事業(yè)得到了空前的發(fā)展，隨著熱力公司逐步走向市場，“熱”以商品的形式出現(xiàn)在市場上。近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，環(huán)保意識的增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在供熱領(lǐng)域中出現(xiàn)了多種能源并存，相互競爭的局面，集中供熱受到了燃油、燃汽、電采暖等多種供熱形式的挑戰(zhàn)，因此熱力公司必須在確保用戶供熱品質(zhì)的前提下，提高供熱系統(tǒng)的技術(shù)管理水平，降低供熱運(yùn)行成本。只有提高供熱系統(tǒng)的技術(shù)含量，才能實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)行成本，達(dá)到節(jié)能的目的。技術(shù)含量愈高，節(jié)能的效果愈明顯。而對已有的供熱系統(tǒng)，提高供熱系統(tǒng)的技術(shù)水平，最根本的是提高系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平。供熱系統(tǒng)由熱源、一次網(wǎng)、熱力站、二次網(wǎng)、用戶系統(tǒng)組成。作為基層的供熱運(yùn)行管理部門，主要是管理熱力站、二次網(wǎng)、用戶系統(tǒng)部分，而這三個(gè)方面是供熱的直接對象。越來越多的人已經(jīng)認(rèn)識到：如果熱力站內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)不能準(zhǔn)確地了解，用戶冷暖不能做到“心中有數(shù)”，系統(tǒng)運(yùn)行能耗、電耗是否過大等等，這一系列的問題都是這些基層供熱運(yùn)行管理部門的頭等大事，也將直接影響熱力公司或其它區(qū)域供熱小區(qū)供熱管理部門進(jìn)入市場條件下的生存情況。因此，我們提出“熱力站無人值守在線監(jiān)控”，主要是解決這方面的問題。雖然該系統(tǒng)在供熱行業(yè)內(nèi)并不一定非常先進(jìn)，但是力求使它成為一個(gè)非常適用、穩(wěn)定可靠、簡單易學(xué)的管理系統(tǒng)。
一、基本情況
蘭州市熱力總公司成立于1978年，是一個(gè)擁有悠久歷史和光榮傳統(tǒng)的供熱企業(yè)，主要負(fù)責(zé)城市整體供熱規(guī)劃的實(shí)施，發(fā)展集中聯(lián)片供熱事業(yè)，建設(shè)城市骨干供熱工程和承擔(dān)社會(huì)棄管鍋爐房的緊急接管運(yùn)行工作，現(xiàn)熱力站138座，大型鍋爐房15座，一次供熱管網(wǎng)2×100公里，形成1900萬平方米的供熱能力，供熱管網(wǎng)為社區(qū)約7萬多個(gè)家庭、1000多個(gè)企事業(yè)單位提供了穩(wěn)定供熱，固定資產(chǎn)總值達(dá)6.4億元，屬國家二類供熱企業(yè)，人均供熱面積7萬平方米，為全國大中城市供熱同行業(yè)人均供熱面積之最。多年來，總公司堅(jiān)持以 “三個(gè)代表”重要思想為指導(dǎo)，全面落實(shí)以人為本、科學(xué)和諧的發(fā)展觀，以供熱生產(chǎn)和工程建設(shè)為兩大支柱產(chǎn)業(yè)，以“辛苦我一人，溫暖千萬家”為企業(yè)宗旨，全力樹造總公司形象、打造熱力品牌，供熱服務(wù)質(zhì)量得到了廣大用戶的稱贊。總公司已連續(xù)15年被評為雙文明先進(jìn)供熱組織單位，并以其穩(wěn)固的經(jīng)濟(jì)地位和供熱實(shí)力成為蘭州市供熱行業(yè)的領(lǐng)頭羊。
二、現(xiàn)有熱力站在生產(chǎn)運(yùn)行中存在的主要問題
近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國集中供熱工程的規(guī)模不斷擴(kuò)大，目前的集中供熱工程中，通過熱力站間接連接的供熱系統(tǒng)占有相當(dāng)大的比例。熱力站是連接供熱站和用戶極為重要的環(huán)節(jié)，不僅其工作的安全性、可靠性直接影響鍋爐的安全性及供熱質(zhì)量，提高其工作效能的還具有十分重大的節(jié)能意義，目前熱力站大都采用人工監(jiān)控，一方面浪費(fèi)人力；另一方面在出現(xiàn)事故隱患時(shí)操作人員難以發(fā)現(xiàn)，易造成設(shè)備事故。同時(shí)，各熱力站都獨(dú)立運(yùn)行，難以達(dá)到供熱系統(tǒng)整體最佳狀態(tài)，易造成熱力失衡，影響供熱效果而造成能源的極大浪費(fèi)。利用先進(jìn)的工業(yè)自控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)構(gòu)成的熱力站及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)，對熱力系統(tǒng)實(shí)施更科學(xué)、更規(guī)范的監(jiān)控管理，提高中央調(diào)度室的監(jiān)控能力，具有非常巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
三、熱力站實(shí)施無人值守在線監(jiān)控管理的思路
面對上述諸多問題和不利因素，近年來，我公司依靠雄厚的資金實(shí)力和技術(shù)力量，在技術(shù)方面做了一些積極有效的探索和嘗試，通過先進(jìn)技術(shù)的試點(diǎn)、成熟技術(shù)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備的安全性能得以提高，能源轉(zhuǎn)化的效率得以提高，生產(chǎn)經(jīng)營的管理水平得以提高，使我市供熱行業(yè)發(fā)展的不利局面出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。
（一）全網(wǎng)集中監(jiān)控
該監(jiān)控系統(tǒng)由于采用全網(wǎng)集中監(jiān)控，計(jì)算機(jī)采集記錄了各種工藝參數(shù)，如:溫度、壓力、流量、電壓、電流等，為供熱數(shù)據(jù)查詢，供熱分析計(jì)算提供了很好的依據(jù)，也為來年供熱打下良好的基礎(chǔ)。監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線、實(shí)時(shí)模擬現(xiàn)場動(dòng)畫顯示、異常報(bào)警、遠(yuǎn)程控制、歷史數(shù)據(jù)查詢、歷史曲線、打印、地理信息等強(qiáng)大的功能。遠(yuǎn)程監(jiān)控包括遠(yuǎn)程監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制兩個(gè)層面，在調(diào)度中心可以監(jiān)視、記錄到各個(gè)熱力站的所有運(yùn)行數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)軟件上彈出報(bào)警畫面,同時(shí)還將報(bào)警信息以短信的方式發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上。遠(yuǎn)程控制熱力站的運(yùn)行，如啟停泵，調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速、循環(huán)泵的啟停、補(bǔ)水泵的啟停，同時(shí)可以調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門開度。
（二）可擴(kuò)展性 現(xiàn)在熱力站無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案中，具有可擴(kuò)展性，并且會(huì)為以后新增的熱力站留有接口，當(dāng)新建熱力站時(shí)，自動(dòng)在軟件中添加點(diǎn)和參數(shù)就可以了，避免了二次投資。然后集成到熱力站無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，為以后系統(tǒng)的發(fā)展、擴(kuò)充提供了非常便利的條件。
（三）氣候補(bǔ)償理念 采用先進(jìn)的氣候補(bǔ)償理念，引入室外溫度，當(dāng)室外溫度降低或上升時(shí)，就需要改變二次供水出口溫度；通過對并聯(lián)在一次供水管道上的兩通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到改變二次供水的出口溫度；使二次供水的出口溫度隨著室外溫度的變化而變化，同時(shí)不影響一次管網(wǎng)的壓力平衡；這樣既能提高供熱品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能，同時(shí)也可以達(dá)到熱力站無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
（四）超強(qiáng)的層次控制功能
熱力站無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)監(jiān)控中心、熱力站現(xiàn)場控制層、數(shù)據(jù)傳輸層三部分。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用千兆快速以太網(wǎng)交換機(jī)作為技術(shù)架構(gòu)，骨干網(wǎng)采用光纖連接。熱力站現(xiàn)場控制層包括PLC、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、變頻器、現(xiàn)場操作站等，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集任務(wù)，將采集來的數(shù)據(jù)通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)傳遞到數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，進(jìn)入數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，集中監(jiān)控層由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、監(jiān)控工作站、工程師工作站、UPS電源、激光打印機(jī)等組成，完成監(jiān)控管理、工程師管理及維護(hù)、數(shù)據(jù)打印等任務(wù)。
（六）超前的監(jiān)控模式
1.無人值守：中心計(jì)算機(jī)出現(xiàn)異常報(bào)警后，系統(tǒng)彈出報(bào)警畫面的同時(shí)還將報(bào)警信息以短信的方式發(fā)送給相關(guān)人員手機(jī)上。
2.實(shí)時(shí)采集：可以對所有熱力站的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并實(shí)時(shí)監(jiān)測各站點(diǎn)設(shè)備的工作狀態(tài)。
3.遠(yuǎn)程控制：可以對所有熱力站的變頻器、水泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制啟停及對閥門的開度大小進(jìn)行控制。
4.工藝流程圖：在畫面中通過編程實(shí)現(xiàn)模擬顯示整個(gè)熱力站現(xiàn)場進(jìn)汽供水的全過程，并且在換熱器本體上實(shí)時(shí)顯示了各路汽、水的溫度與壓力，以便于操作者能及時(shí)準(zhǔn)確的掌握本體內(nèi)的換熱情況，能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。
5.數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)：可以對各站點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行存檔管理。如果有必要的話還是發(fā)送到大屏上顯示。
6.異常報(bào)警：當(dāng)采集到現(xiàn)場有異常報(bào)警時(shí)，軟件將彈出報(bào)警對話框；如果有條件的話，將報(bào)警信息以短信的方式發(fā)送到相關(guān)人員手機(jī)上；同時(shí)將報(bào)警信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中，以備日后查詢?？梢园凑照军c(diǎn)、時(shí)間來查詢現(xiàn)場各項(xiàng)參數(shù)及設(shè)備的運(yùn)行情況。
7.統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和打印功能：監(jiān)控中心可以根據(jù)需要隨時(shí)查詢各熱力站的數(shù)據(jù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息，并對監(jiān)控全網(wǎng)當(dāng)前未消除的報(bào)警進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和顯示，并能打印輸出；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲(chǔ)的歷史報(bào)警可根據(jù)需要按照任意指定的時(shí)間段，分類統(tǒng)計(jì)并產(chǎn)生EXCEL報(bào)表，并能打印輸出。
8.系統(tǒng)授權(quán)：可根據(jù)需要，按照值班人員、維護(hù)人員和系統(tǒng)管理員三種級別授予不同的操作權(quán)限，對不同的用戶分配不同的用戶名和登錄、退出密碼。
9.網(wǎng)絡(luò)發(fā)布：具有實(shí)時(shí)向互聯(lián)網(wǎng)Internet發(fā)布的功能，那么外網(wǎng)用戶不需要組態(tài)軟件就可以查看全網(wǎng)的數(shù)據(jù)?？蛻舳丝梢栽谌珖鱾€(gè)地方通過互聯(lián)網(wǎng)Internet均可以訪問，如果要進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表打印，只要有授權(quán)即可
10.雙機(jī)冗余功能，正常情況下，主機(jī)處于工作狀態(tài)，從機(jī)處于監(jiān)視狀態(tài)，一旦從機(jī)發(fā)現(xiàn)主機(jī)異常，從機(jī)將會(huì)代替主機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并保存歷史數(shù)據(jù)。當(dāng)主機(jī)修復(fù)重新啟動(dòng)后，從機(jī)檢測到主機(jī)的恢復(fù)，就會(huì)自動(dòng)將主機(jī)丟失的歷史數(shù)據(jù)拷貝給主機(jī)，同時(shí)從機(jī)將重新回到監(jiān)視狀態(tài)。這樣，即使是發(fā)生了設(shè)備故障，系統(tǒng)也能保存一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫。冗余功能的實(shí)現(xiàn)，有效地減少了數(shù)據(jù)丟失的可能，增加了系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性，方便了系統(tǒng)維護(hù)。
通過無人值守在線監(jiān)控管理系統(tǒng)對熱力站運(yùn)行參數(shù)的集中監(jiān)視、控制，不僅大量的減少維護(hù)人員，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無人值守，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。與傳統(tǒng)的熱力站監(jiān)測系統(tǒng)相比，具備更好的抗干擾性、數(shù)據(jù)傳輸安全性，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的共贏。