基于GPRS系統(tǒng)的無人換熱站的設(shè)計(jì)

宋可欣

阿城繼電器股份有限公司，黑龍江哈爾濱150302

摘要 集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施，是今后供熱的發(fā)展方向，它具有熱效率高、節(jié)能、污染小、供熱效果好等優(yōu)點(diǎn)。熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是專為熱網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的，它集人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)于一體，是區(qū)域供熱實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理的一個(gè)重要標(biāo)志。本文主要論述熱網(wǎng)中無人值守?fù)Q熱站的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 GPRS；換熱站；無人值守

中圖分類號(hào)TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）61-0171-02

1 集中供熱的幾種方式

目前在我國北方，集中供熱系統(tǒng)是最常見的供熱方式。GPRS熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是利用覆蓋全國的移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將熱網(wǎng)中的各個(gè)熱用戶的用氣參數(shù)，包括溫度、壓力、流量等，通過一次儀表、二次儀表將數(shù)據(jù)通過GPRS通信終端發(fā)往調(diào)度中心的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫，并通過監(jiān)控軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、報(bào)警、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、曲線分析、數(shù)據(jù)總貌等多項(xiàng)功能。實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的監(jiān)控的供熱方式。集中供熱一般分為以下幾級：1）監(jiān)測級。實(shí)現(xiàn)采集、觀測熱力站的供回水運(yùn)行參數(shù)，溫度設(shè)定自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)執(zhí)行閥. 一般采用無紙計(jì)錄儀對信號(hào)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，利用其擴(kuò)展功能對閥門進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，用通信接口可對采集的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳送。2）基本控制級。在監(jiān)測級的基礎(chǔ)上，增加了對水位監(jiān)測和室外溫度補(bǔ)償，自動(dòng)調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供回水溫度。一般采用PLC進(jìn)行采集及控制，增加了對水位監(jiān)測和室外溫度補(bǔ)償，自動(dòng)調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供(回)水溫度，具有判斷和分析能力。3）高級系統(tǒng)級。在基本系統(tǒng)級的基礎(chǔ)上，增加對電氣控制，提供完整智能調(diào)控、自我診斷及故障處理。利用PLC強(qiáng)大的擴(kuò)展能力及運(yùn)算、邏輯判斷分析能力，增加對電控系統(tǒng)控制，提供完整智能調(diào)控、自我診斷及故障處理，實(shí)現(xiàn)無人值守?fù)Q熱站。

2 換熱站的監(jiān)控組成

2.1 換熱站的硬件組成

換熱站采用西門子PLC，臺(tái)達(dá)觸摸屏，宏電無線GPRS模塊，PLC和人機(jī)界面通過RS232通訊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地調(diào)節(jié)功能，并通過GPRS模塊采用RS485的通訊方式將數(shù)據(jù)送往監(jiān)控中心。

2.2 換熱站的數(shù)據(jù)采集

換熱站主要監(jiān)視的變量有室外溫度，一次網(wǎng)的供水溫度，回水溫度，供水壓力，回水壓力，電動(dòng)閥門，流量計(jì)及二次網(wǎng)的供水溫度，回水溫度，供水壓力，回水壓力，水箱液位，循環(huán)泵變頻，補(bǔ)水泵變頻，補(bǔ)水流量，進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用戶溫度等。采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊，采用UDT的方式，發(fā)送監(jiān)控中心，監(jiān)控中心采用固定IP，模塊要進(jìn)行端口5002，通訊方式采用RS485，9600，8，1無校驗(yàn)的方式配置。

用戶溫度采集使用大慶工力公司的遠(yuǎn)程電話溫度采集系統(tǒng)GL-2000。該系統(tǒng)是由終端溫度測量、遠(yuǎn)程電話溫度數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心平臺(tái)組成。GL-2000系統(tǒng)采用三層應(yīng)用體系：1）撥號(hào)服務(wù)器；2）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器；3）網(wǎng)絡(luò)終端應(yīng)用。

3 換熱站的監(jiān)控系統(tǒng)

將采集數(shù)據(jù)傳回調(diào)度指揮中心，并對數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)，以多種形式表達(dá)， 方便查詢歷史數(shù)據(jù)，通過更加客觀準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對換熱站運(yùn)行狀況進(jìn)行科學(xué)分析判斷，指導(dǎo)維護(hù)人員調(diào)整處置。可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制器的遠(yuǎn)程維護(hù)，修改控制策略，修改報(bào)警參數(shù)值等?？刂蒲h(huán)泵的啟/停；提供低水壓保護(hù)和連鎖功能，也支持變頻器控制。實(shí)時(shí)監(jiān)控及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)減少去現(xiàn)場次數(shù)。

另外采用無人值守管理模式，可以對巡檢人員進(jìn)行電子考勤，自動(dòng)計(jì)錄并保存以方便管理人員對巡檢人員的管理。

提供明細(xì)報(bào)表:如小時(shí)報(bào)表、日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表等的功能。以表格或其他直觀形式顯示。做出各種統(tǒng)計(jì)圖表，如曲線圖、餅圖等。所有顯示畫面可在操作員指定的網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)上輸出。

可對補(bǔ)水量進(jìn)行計(jì)量，查看瞬時(shí)補(bǔ)水量和單位時(shí)間的累積用水量及時(shí)發(fā)現(xiàn)失水，避免跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象發(fā)生。

監(jiān)視和控制循環(huán)泵（補(bǔ)水泵）的運(yùn)行狀態(tài)如：運(yùn)行/故障、1#泵/2#泵、工頻/變頻、手動(dòng)/自控（自動(dòng)/自控）等，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵（補(bǔ)水泵）啟/停和保護(hù)連動(dòng)。

對變頻水泵實(shí)現(xiàn)調(diào)控和監(jiān)視，查看工作頻率、電流、電壓、功率及轉(zhuǎn)速等重要參數(shù)（視情況而定）。

對一次網(wǎng)循環(huán)水流量采用相應(yīng)措施，避免因流量變化出現(xiàn)耦合發(fā)生水力失衡現(xiàn)象。

無人值守?fù)Q熱站具備報(bào)警及事故處理管理功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警、聯(lián)鎖保護(hù)等功能，如果運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)報(bào)警，提供相應(yīng)信息供調(diào)度員通知維修部門處置，提高了維護(hù)效率，保證運(yùn)行安全。對過去的報(bào)警可以按站點(diǎn)或按時(shí)間進(jìn)行查詢，并記錄報(bào)警的處理人和處理時(shí)間。

在換熱站控制系統(tǒng)中還附加了安防系統(tǒng)功能和巡檢核查登記系統(tǒng)，在監(jiān)測環(huán)境溫濕度的同時(shí)，還可以監(jiān)測門窗、電源、電壓、電流、地面水分、設(shè)備溫度、等安防信息。出現(xiàn)意外時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)遠(yuǎn)傳報(bào)警，達(dá)到無人值守基站的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對調(diào)節(jié)系統(tǒng)可采用開環(huán)或閉環(huán)控制，確保一次網(wǎng)和二次網(wǎng)供水、回水的溫度、壓力準(zhǔn)確穩(wěn)定，使換熱溫度達(dá)到用戶的要求，并對其故障實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警和聯(lián)鎖啟停切換控制；實(shí)現(xiàn)本地控制和遠(yuǎn)程控制的雙控制模式。

4 無人值守?fù)Q熱站的特點(diǎn)

以往一般是以當(dāng)日的平均溫度（或最低溫度）為基準(zhǔn)，控制供（回）水溫度，由于時(shí)間跨度大，晝夜溫度也大（一般10℃左右），如果低溫時(shí)能滿足要求，那溫度升高時(shí)顯然不夠經(jīng)濟(jì)。甚至以用戶投訴為準(zhǔn)，雖然也能調(diào)節(jié)，但很難及時(shí)調(diào)整。而通過無人值守?fù)Q熱站熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，以用戶溫度為參照，用室外溫度作補(bǔ)償，利用專家PID運(yùn)算，通過對電動(dòng)調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)了最合理、最及時(shí)的調(diào)節(jié)，從而避免了人工調(diào)節(jié)在時(shí)間上的滯后性和對經(jīng)驗(yàn)的依賴性。提高了運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和精確性，也提高了供熱服務(wù)質(zhì)量，時(shí)時(shí)刻刻讓用戶處于最佳室溫。

由于無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)不斷升級，覆蓋范圍廣，免安裝免維護(hù)。是一種比較可行的通訊方案，GPRS在線運(yùn)行穩(wěn)定可靠，資費(fèi)也逐年降低，為將電話寬帶換成GPRS方式提供了可能。

5 結(jié)論

無人值守?fù)Q熱站，對換熱站設(shè)備的自動(dòng)控制，在滿足了用戶需求的前提下，可節(jié)約了大量的人力、物力資源，節(jié)能降耗。同時(shí)，管理人員可以更清楚的了解各個(gè)換熱站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，使管理更加有的放矢，有效的提高了供熱系統(tǒng)管理水平；為生產(chǎn)調(diào)度指揮提供良好的環(huán)境支持。

參考文獻(xiàn)

[1]陶然，熊為群主編.繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及二次回路[M].中國電力出版社，2006.

[2]許敬賢，張道民.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京電力出版社，1963.