遠程監(jiān)控系統(tǒng)在供熱中的應用

何忍宏

(鄭州市熱力總公司，鄭州 450041)

遠程監(jiān)控是利用網(wǎng)絡技術、電子技術、視頻影像技術，直接對現(xiàn)場進行影像傳輸?shù)囊环N高新技術。現(xiàn)在我們所說的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是能完成一個復雜轉換的高科技應用技術。它利用半導體的器件或者光敏、壓敏元件，采取電路的圖樣，融合現(xiàn)代控制技術，在計算機平臺上進行計算運行。遠程監(jiān)控系統(tǒng)因為應用范圍較廣，市場開發(fā)的潛力巨大，動力十足。至今為止，遠程監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在供熱方面有了實際的運用，而且取得了不錯的成就。

一、遠程控制在集中供熱系統(tǒng)中的發(fā)展狀況

我國的集中供暖發(fā)展狀況比較緩慢，跟西方發(fā)達國家比較，還有一定的距離，從早期的人工維持供熱設備的運行，到現(xiàn)在的采取智能化的控制手段。集中供熱的遠程控制系統(tǒng)，從總體上來說，基本上經(jīng)歷了四個比較大的階段。剛開始的集中供熱是簡單的管理階段，因為原本的供熱設備，需要人們進行周期性的勘察，以防止材料不足或者設備運行不穩(wěn)定，但是隨著監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，科學家將監(jiān)控系統(tǒng)利用到集中供熱方面，實現(xiàn)了在辦公室就能看到設備運行情況，并能根據(jù)運行情況再進行燃料的添置和巡檢，大大降低了人力資源的投入。但是，這只是利用了視頻監(jiān)控的最基本的功能，并沒有實現(xiàn)供熱設備的全智能化。隨著監(jiān)控行業(yè)電子產(chǎn)品的進一步開發(fā)，遠程監(jiān)控在供熱系統(tǒng)中用到的電子設施被逐漸開發(fā)出來，建立了系統(tǒng)型的監(jiān)控平臺，也就是我們常常提到的監(jiān)控系統(tǒng)基礎建設，也就是第三階段。再后來，因為監(jiān)控產(chǎn)品在熱力信息提供方面有不可替代的作用，產(chǎn)品在供熱行業(yè)逐步發(fā)展，所有綜合類產(chǎn)品都有了長足的發(fā)展。到目前為止，熱力系統(tǒng)的遠程監(jiān)控，已經(jīng)能夠達到完全自動化的階段，實現(xiàn)了遠程監(jiān)控和自動化調節(jié)的第四階段。可以看到，從第一到第三階段，屬于熱力系統(tǒng)的監(jiān)控設備發(fā)展階段，因為設備發(fā)展不完善，還需要人工調整。到后來的第四階段，已經(jīng)基本實現(xiàn)了機器自主監(jiān)控，并且根據(jù)監(jiān)控的情況，實現(xiàn)無人值守熱力站，全面實現(xiàn)機器自動化控制。雖然我國的集中供暖起步比較晚，但是隨著城市建設的發(fā)展，集中供暖技術也發(fā)展迅速，現(xiàn)在已經(jīng)進入了全面發(fā)展的階段。到2013年，我國的城市供熱比率已經(jīng)升到了百分之四五十，遠程監(jiān)控式的供熱站數(shù)量也跟著增加。遠程監(jiān)控化的供熱系統(tǒng)因為能夠實現(xiàn)無人值守，大大節(jié)約了人力，極大的提高了工作效率，現(xiàn)在此技術已經(jīng)運用到很多城市中，也受到很多熱力公司的歡迎。

二、遠程控制系統(tǒng)的總體描述

1.遠程監(jiān)控系統(tǒng)是利用計算機，通過網(wǎng)絡光纜進行圖像聲音的遠距離傳輸，而圖像畫面則在計算機上顯示，操作者直接從電腦顯示器上查看相關信息的網(wǎng)絡系統(tǒng)。不僅如此，操作者還可以通過查看到的信息對系統(tǒng)中的計算機進行遠程操控，實現(xiàn)遠程控制的目的，而操控過程需要我們設計一定的機器語言和指令，其系統(tǒng)結構框架如下圖1、2所示。

圖1 系統(tǒng)結構圖

2.我們現(xiàn)在需要了解的是在遠程監(jiān)控的基礎上，實現(xiàn)遠程控制的雙向技術。在系統(tǒng)計算機中，一般分為操作機和終端機，在操作機上技術人員可以實現(xiàn)對供熱設備的具體運行情況查看，查看燃料是否充足、設備運行運行是否穩(wěn)定；查看設備加熱的水溫溫度等，然后根據(jù)現(xiàn)實狀況，對終端機進行操作。我們在操作機進行工作時，需要匹配的應用軟件，將主控軟件跟被控軟件分別裝在操作機和終端機上，然后在操作機上進行操作。操作者要求有一定的權限，在登陸時需要密碼和用戶名，通過系統(tǒng)設置的身份驗證后，才可以對熱力系統(tǒng)進行遠程操控。此操作系統(tǒng)按照硬件可以分為遠程監(jiān)控中心、熱力站部門以及終端監(jiān)控機三部分，我們主要利用現(xiàn)場總線技術，并且將總線上的各個部件聯(lián)系起來，實現(xiàn)信息的傳遞。例如鍋爐上的溫度傳感器，用于監(jiān)控的監(jiān)控設備，視頻信息收集的視頻監(jiān)控器，用于調整整個系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)或者變頻器。這些終端裝置將收集到的信息通過系統(tǒng)總線，傳輸給遠程控制中心，遠程控制中心通過對信息的整理，分析得出結論并發(fā)布指令，使其控制的機器作出相關動作。這樣就形成了一個小范圍的局域網(wǎng)，能夠實現(xiàn)信息的交流互換。通過遠程控制，我們能夠掌握加熱站運行時的各類信息，包括加熱站的水溫、加熱站的供、回水溫度、加熱站的泵體所承受的壓力、加熱站的管路的承受的壓強還有泵站的補水狀況等，根據(jù)這些數(shù)據(jù)對整個加熱站進行調整，實現(xiàn)低功耗管理。

圖2 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設備分布圖

3.遠程監(jiān)控系統(tǒng)原理：遠程測控終端JY-RTU6640-M提供設備狀態(tài)指示燈，方便設備維護。其寬電壓供電范圍：7V～30V；帶RS232、RS485(232也轉為485的情況下，可以有兩路485)接口；內置大容量SPI-flash(容量可選1Mbit-64Mbit)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長時間本機保存(需定制)；6路AD仿真量輸入(12位)，輸入電壓為0～30V，也可以測量4～20mA工業(yè)電流信號；6路繼電器輸出控制、4路光耦輸入輸出控制(輸入和輸出的位數(shù)自選)；內置RTC，掉電可自動計時，定時定點喚醒，需定制；高效的電源管理設計，在對功耗要求嚴格的場合，實現(xiàn)低功耗節(jié)能，延長工作時間，需定制；傳輸支持多種協(xié)議，我公司自定協(xié)議和Modbus協(xié)議(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持；Modbus從機工作模式：標準從機、從機主動回傳；Modbus主機工作模式：標準主機、主機不巡檢；數(shù)據(jù)遠程傳輸支持GPRS、以太網(wǎng)等。

三、采用遠程監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點

1.原來鍋爐供熱模式

日常生活中設備的運用，都必須重視設備安裝的過程，尤其一些危險系數(shù)較大的設備。像我們常見的取暖用的鍋爐設施，因為屬于儲藏熱氣的壓力型容器，若操作不當，容易發(fā)生爆炸事故，所以在安裝過程中要特別注意。另外鍋爐燃燒還需要注意鍋爐房不得安置在人流量大，群眾密集的地方，不得靠近使用可燃液體的危險火災建筑，即使條件所限必須靠近這些危險環(huán)境，也應該做好防火墻。根據(jù)鍋爐房設置在多層和高層建筑地下或者樓層夾層的位置不同，各個鍋爐的蒸發(fā)量和壓力也應該嚴格控制在規(guī)定范圍內。在鍋爐運行中，我們需要掌握很多信息，以保證鍋爐運行的安全：鍋爐的受壓位置的部件的焊接縫質量檢測的記錄，鍋爐主體安裝位置找正記錄，鍋爐的安全閥門安裝檢測記錄，鍋爐管道水壓測試結果，鍋爐的嚴密性檢測報告，安全閥門調整的所有記錄，鍋爐的輔助機器運行記錄，鍋爐的本體水壓測試，鍋爐帶負荷運行的記錄等所有詳細報告?？梢娢覀儌鹘y(tǒng)的鍋爐供熱方法，非常復雜，而且整體穩(wěn)定性較差，在運行過程中需要我們了解定期維護，耗費人力物力。

2.遠程監(jiān)控系統(tǒng)供熱模式的優(yōu)勢

因為遠程監(jiān)控系統(tǒng)是利用遠程識別系統(tǒng)對鍋爐的運行信息進行收集確認，所以掌握的鍋爐的信息比較全面，不需要專門的人員去定期記錄，節(jié)省了大量人力。另外，由于鍋爐在運行中，出現(xiàn)故障是隨機的事情，人為的周期性檢測，可能會有疏漏，在周期內就出現(xiàn)異常，導致整個供暖系統(tǒng)的癱瘓。但是現(xiàn)在采用的遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行控制，基本實現(xiàn)了二十四小時的監(jiān)控力度，并且可以根據(jù)監(jiān)控情況繪制詳細的鍋爐運行狀況表，實現(xiàn)熱力站的數(shù)據(jù)的實時收集和快速集中，能夠方便鍋爐人員對鍋爐的運行狀況做比較客觀的評價審核。而且通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)，鍋爐維護技術人員能夠直接通過電腦對鍋爐進行檢修恢復，技術人員即使不到現(xiàn)場也能完成復雜的鍋爐維護。另外，監(jiān)于加熱站運行還有一定的危險性，實施遠程監(jiān)控，能夠保障人們的生命安全，減少人員傷之事故。我們還可以將供熱站的數(shù)據(jù)信息傳導網(wǎng)上，供本專業(yè)方面的人員研究，幫助其他供熱站發(fā)展，實現(xiàn)本行業(yè)的全面進步。

隨著加熱站的數(shù)量逐步增多，供熱面積的逐步增大，利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)的供熱模式已經(jīng)成為一種社會潮流，在節(jié)省人力開支的前提下，還能實現(xiàn)供熱站的穩(wěn)定運行，提高勞動生產(chǎn)率，降低企業(yè)供熱成本，實現(xiàn)全自動的設備運行，對時代的發(fā)展也有著非常重要的意義。

四、遠程監(jiān)控的主要功能

1.實現(xiàn)對供熱系統(tǒng)的信息的實時監(jiān)控

傳統(tǒng)的加熱站系統(tǒng)，我們雖然也定期對加熱站進行巡檢，但是因為受到一些外在因素的影響，我們只能查看一些基本的數(shù)據(jù)，象水溫、壓力，并不可能對系統(tǒng)的每個點都有比較詳細的了解，而且因為我們不可能實現(xiàn)一天二十四小時不間斷的監(jiān)控系統(tǒng)設備，人工的監(jiān)控總是有休息時間的。但是利用遠程監(jiān)控系統(tǒng)，就可以直接反應泵站的實時的狀況，包括泵站的各類綜合指數(shù)和泵站的一天二十四小時經(jīng)受的壓強、水路的水溫。另外就是能夠對整個管路的通行狀況做比較全面的信息收集。

2.實現(xiàn)了局域網(wǎng)內的信息交換

因為遠程監(jiān)控系統(tǒng)，是利用設備總線，將設備連接起來，每一個小的局域網(wǎng)都有執(zhí)行器，所以能夠獨立自主控制行動，還能通過傳輸工具進行數(shù)據(jù)的相關統(tǒng)計，幫助我們了解整個泵站的運行狀況。因為整個系統(tǒng)都具有處理數(shù)據(jù)的能力，所以比起一般的泵站，遠程監(jiān)控系統(tǒng)加熱泵站對于事故的處理能力更強，能更快速的解決遇到的問題。

3.實現(xiàn)技術方面的交流

因為遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以直接通過操作端控制，所收集到的信息也可以通過操作端上傳到網(wǎng)絡，通過網(wǎng)絡集合更多專業(yè)的人員進行探討，研究機器數(shù)據(jù)，了解加熱站運行是否正常，是否有改進的必要，能否進行改造等方面，加強技術的革新。

4.實現(xiàn)對泵站的工作狀況的準確了解

因為遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠對系統(tǒng)的各個方面進行準確的辨別認知，所以在我們進行工作時，能夠了解整個加熱泵站的運行狀況，能夠比較早的掌握整個泵站的各類數(shù)據(jù)。還有因為是通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行控制，很多危險性的操作都可以進行，而不用擔心有人員的危害。

五、結束語

遠程監(jiān)控系統(tǒng)的運作保障了供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，幫助供熱站的整體系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)人力資源節(jié)約和利用，保證供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，我們要推進遠程監(jiān)控技術的發(fā)展，增加電力電子產(chǎn)品在供熱系統(tǒng)中的應用，完善供熱系統(tǒng)所有環(huán)節(jié)。

參考文獻：

[1]劉芳，許軍強.遠程監(jiān)控系統(tǒng)在供熱中的應用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2001(6).

[2]崔高建，曲永厲，凡東生.基于模糊控制的集中供熱控制器的研究[J].建筑節(jié)能研究,2011(4).

[3]王言立，宋風，孟紅.換熱站監(jiān)控系統(tǒng)智能控制研究[J].科技風,2010(2).

[4]涂光備，周文忠，于松波，等.熱力站合理規(guī)模的研究[J].煤氣與熱力,2004(19).

[5]王利,孫志德,李山河.供熱系統(tǒng)換熱首站計算機監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤氣與熱力,2005(12).

[6]張婷,趙錦東,秦國興.基于網(wǎng)絡的熱網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤氣與熱力,2004(5).