0 无人值守换热站监控系统

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一、设计依据：

　 本方案是按照现场供暖的换热站现场实际情况，以及我公司成功做的一些其他热力公司的换热站实际运行情况为依据而设计。

1、系统设计依据资料：

换热站       标准换热站

换热方式     板式换热器

2、系统设计技术参数：

设计温度       0-100℃

设计压力       0-1.6MPa

二、设计原则：

1、根据现场管网的实际情况，及在同领域中的应用，设计系统主要配件均采用品牌产品，其他附属配件采用大型知名企业产品。

2、控制策略本着“安全、节能、操作方便”原则。

3、本次项目设计符合以下标准：

n 标准及电力行业标准

GB2681-- 电工成套装置中的导线颜色

GB/T 7353-1999 工业自动化仪表盘、柜、台、箱

GB 14050-1993 系统接地的型式及安全技术要求

GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级

JB/T1402--91 盘装工业过程和控制仪表尺寸及开孔尺寸

NDGJ16－89 火力发电厂热工自动化设计技术规定

CJ J28-2004        《城市供热管网工程施工及验收规范》

CJJ34-2002         《城市热力网设计规范》

CJJ55-93           《城市供热管网工程质量检验评定标准》

GB50093-2002       《自动化仪表工程施工及验收规范》

 GB7251-87            《低压成套开关设备》

GBJ232-82            《电气装置安装工程施工及验收规范》

GB50054-95           《低压配电设计规范》

机械工业部           《电气安全管理规程》

n 美国防火协会(NFPA)

ANSI/NFPA   70 电气规范

n 美国电气和电子工程师协会(IEEE)

ANSI/IEEE    472 冲击电压承受能力导则（SWC）

ANSI/IEEE    488 可编程仪表的数字接口

n 美国电子工业协会(EIA)

EIA RS-232-C 数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口

n 美国仪器学会(ISA)

ISA  RP55.1 数字处理计算机硬件测试

ISA IPTS 60 热电偶换算表

n 美国科学仪器制造商协会(SAMA)

SAMA PMS 22.1 仪表和控制系统功能图表示法

n 英国电气制造商协会(NEMA)

ANSI/NEMA  ICS4 工业控制设备和系统的端子排

ANSI/NEMA  ICS6 工业控制设备和系统外壳

n 美国保险商实验室(UL)

UL   44 橡胶导线、电缆的安全标准

 

一、 本方案主要重点与原则：

（一） 概述

1、 我公司此次提供的方案，本着“安全可靠一 操作方便实用”的原则设计，现场的热力站通过电厂汽水换热提高一级网供水温度再由二级网将热量输送给供暖热用户。系统中热用户的二级网回水一部分通过混水循环泵作用成为二级网供水另一部分返回一级网以增用户侧循环水量。

（二） 方案实施的简要步骤

1、 现场控制柜控制换热站机组的现场稳定运行，达到设计要求，并用DTU模块通过GPRS网络把换热机组的状态传送到监控中心（包括泵的运行状态，运行频率，阀门的开度，控制器报警信息等）；监控中心随时通过运行需要修改换热站运行参数。

2、现场的流量计，热量表，和电表通过智能RTU模块经过GPRS网络传送到数据监控中心（包括瞬时流量，瞬时热量，累积流量，累积热量，有功电量等）。

3、监控中心接收现场控制器的运行信息和现场流量计，热量表和电能表的实时数据，并随之能形成实时报表，历史报表，曲线，报警信息等报表，方便用户查看与查询。

二．本方案主要实现的功能设计

本部分设计主要实现如下功能：

1 操作员应能从任意一个操作员站（包括远程连接站）读出、操作和分析所有的数据（包括电表的用功功率，流量计的瞬时流量，累积流量，瞬时热量，累积热量，泵和阀门的运行状态等）。

2 对换热机组远程终端站做出控制指导，保证整个系统在平衡的状态下安全、稳定、节能运行。热网监控中心通过的通讯专网对机组远程终端站（RTU）的运行数据和运行状态进行远程实时采集，并实时更新数据库，并每隔一段时间将运行数据存入历史数据库。

3 操作员应能从任意一个操作员站（包括远程连接站）读出、操作和分析所有的数据。

4系统对从所有的设备采集来的数据进行数据完整性检验。当通讯线路故障导致通讯中断无法采集数据，应在通讯线路恢复正常后，保证数据采集自动恢复正常。

5 在监控中心修改换热机组运行所需要的参数，在就地控制器上能设定或修改的参数都应在监控中心进行修改或设定，并应具有所有控制回路的专用监控画面，满足热力站无人值守的要求：

1） 二次供水温度控制：

可以在监控中心修改二次网供水温度的设定值、修改室外温度补偿的二次网供水温度设定曲线、修改设定曲线平移值、修改室外温度修正值、修改时间控制程序、修改各调节阀的实际开度，修改一次侧热量zui大热量限制值等所有需要操作。

应具有控制回路直观的操作画面，包括室外温度测量值、二次供水温度测量值、二次供水温度设定值、平移值，通过柱状图进行显示。

应有室外温度补偿的二次供水温度设定曲线画面，应比较形象直观并方便修改设定值。可方便的进行参数修改等工作。

温度控制应具有手自动切换功能。

2） 二次网供回水压差控制：

可以在监控中心，切换水泵的控制方式，压差控制或流量控制。

通过修改二次网供回水压差的设定值，修改水泵变频器的实际频率、PID参数。

应具有控制回路直观的操作画面，包括二次侧供回水压差的测量值与设定值通过柱状图进行显示。可方便的进行参数修改等工作。

应有手自动切换功能。

3） 二次网回水定压控制：

可以在监控中心修改二次网回水定压的设定值，修改回补水泵的设定值、PID参数。

应具有控制回路直观的操作画面，包括二次侧回水压力的测量值与设定值通过柱状图进行显示。可方便的进行参数修改等工作。

4） 启停控制：

在紧急情况下，可以在监控中心进行水泵、调节阀、泄压电磁阀的启停控制。在条件具备的情况下，可以进行整个混水站的启停控制。

5）流量控制

可以在监控中心，切换水泵的控制方式，压差控制或流量控制。

通过修改一次网流量的设定值，修改水泵变频器的实际频率、PID参数。

应具有控制回路直观的操作画面，包括一次网流量的测量值与设定值通过柱状图进行显示。可方便的进行参数修改等工作。

 6 触摸屏参数设置画面

  如上图画面点击“参数设置”按钮出现如下画面：

    如上图有三个按钮：

    “循环泵参数设置：里面有循环泵运行的各个参数，如图所示：

“循环泵手自动方式”是指循环泵在变频运行中采用“自动”还是“手动”运行；

“自动”循环泵的频率根据供水压力设定值设定来自动调节；

“手动”是指循环泵频率根据手动运行频率设定值来运行；

“循环泵供水压力设定值”是指根据运行中的实际情况设定供水管道的供水压力值；

“循环泵zui低频率设定值”是指循环泵在自动运行中的zui低运行频率；

“手动运行频率设定值”是指循环泵在手动运行情况下的运行频率；

“调温泵参数设置：里面有调温泵运行的各个参数， 

“调温泵手自动方式”是指调温泵在变频运行中采用“自动”还是“手动”运行；

“自动”调温泵的频率根据设定温度来自动调节；

“手动”是指循环泵频率根据手动运行频率设定值来运行；

“调温泵zui低频率设定值”是指调温泵在自动运行中的zui低运行频率；

“手动运行频率设定值”是指调温泵在手动运行情况下的运行频率；

“室外温手自动方式”是指室外温度的采集方式，“自动方式”：是指根据上位机下达室外温度值来运行；“手动方式”是指室外温度根据室外温手动设定值来运行；

“室外温手动设定值”是指室外温的手动设置值；

“温度补偿曲线设置：里面有温度补偿曲线的各个参数， 

根据采集到室外温度，根据曲线设定值，自动计算出二次供水的供水温度值，达到节能降耗的目的。

7 实时和历史报表功能，SCADA系统实现以下报表功能，减少系统运行负担，提供数据安全性。必须能通过office软件读取、显示和保存报表，能以时间为单位自动保存。

1）实时报表：要对所有的参数都应具有实时显示，所有的站点的参数都应在一张报表上进行显示，并且具有实时的时间显示。操作员不需要编程，简单的操作即可增删数据，也可选择所需要的参数进行实时报表分析。可以进行编辑打印等工作。

2）历史报表

通过读取历史数据库的数据，形成相应的历史报表。历史报表应支持日报表、周报表、月报表、供热季报表，并且对应的存储在本地计算机上。操作员可通过点击按钮自动生成保存报表，并显示报表的时间间隔（以天计），并可以进行编辑、打印等工作。

应有可靠的措施防止累积数据清零所造成的影响，避免形成错误的报表。

①日报表：对所需要的参数在每日整点时进行记录，对模拟量参数应具有日平均值的统计记录、累积参数应有日累积记录等，都应进入日报表。

②周报表：对所需要的参数在每周结束时进行记录，对模拟量参数应具有周平均值的统计记录、累积参数应有周累积记录等，都应进入周报表。

③月报表：对所需要的参数在每月结束时进行记录，对模拟量参数应具有月平均值的统计记录、累积参数应有月累积记录等，都应进入月报表。

④供热季报表：对所需要的参数在每月结束时进行记录，对模拟量参数应具有供热季zui小值、供热季zui大值、供热季平均值的统计记录、累积参数应有供热季累积记录等，都应进入供热季报表。

3）日志功能

日志浏览器显示数据库中按时间顺序作成日志的事件和用户行为。可以让操作者了解在他不在的时候所发生的事情。也提供管理系统中有多人工作时的清晰的图象。

日志浏览器总是和特定的管理工作站相关，例如每个管理工作站保存自己的日志。可以在文件服务器上安装特定点的日志浏览器。

为更加清晰，日志浏览器分成4个部分：

l 报警日志，按时间顺序保存来自所有受控点的报警信息

l 系统日志，系统日志显示打印机缺纸、调制解调器通讯不当、或硬盘已满。通讯事件也在此记录，例如与某个点的通讯建立或终止

l 用户日志，显示用户在管理工作站执行的行为，显示所有没有权限的登录，或谁在系统工作，什么时候在什么设置点修改了什么参数

l 状态日志，可在任何时候用语检查所有进入的状态信息的状态

查找和过滤功能可以快速获得需要的数据，特定用户设置的查找和过滤标准，可以保存，以便需要时重复使用。自动备份功能可以防止数据丢失，日志数据库记忆不足，早的数据可以写入特别的文挡保存，在需要时浏览。

特点：

报警的保存可传送到管理工作站

可以储存所有的系统信息（打印机、通讯、管理工作站、调制解调器）

保存所有用户在管理工作站的操作

输入和保存用户对事件和行为的评价

显示每个条目的详细信息

过滤选项可以集中和减少显示的数据量

的搜索功能以快速取得信息

显示给定日和星期的信息

定义的搜索和过滤标准可以保存，重复使用

自动数据管理和归档功能

创立和打印日志概述

导出日志条目以便以后用第三方软件分析

用户浏览日志的特定结构可在线直接改编

上位机监控系统：

本方案主要设备功能介绍

（一） 可编程序控制器（plc）

S7-200是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。

2产品特性编辑

· 针对低性能要求的模块化中小控制系统

· 可配不同档次的CPU

· 可选择不同类型的扩展模块

· 可以扩展多达7个模块

· 网络连接 - 多点接口 (MPI), -PROFIBUS或-工业以太网

3产品特点编辑

· 循环周期短、处理速度高

· 指令集功能强大（包含350多条指令），可用于复杂功能

· 产品设计紧凑，可用于空间有限的场合

· 模块化结构，设计更加灵活

· 有不同性能档次的CPU模块可供选用

· 功能模块和I/O模块可选择

· 有可在露天恶劣条件下使用的模块类型

控制盘：2个功能键，功能随状态不同而改变，内置帮助键，已修改的参数列表；容易配置和调试，快速启动，快速进入参数。详细请见公司网站：
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