工业以太网在供暖行业的应用

1.2 设计概念

1.2.1系统的设计符合国际工业标准及规范。系统在本技术规范规定的各种工作条件下都能够正常运行。

1.2.2 具体工作范围应包括一级网的监控系统、通讯网络、电话调度系统、二级换热站及供回水中继泵站的现场控制单元。

1.2.3 系统应用软件开发与组态

包括以下软件：
通讯网络
中央管理工作站
过程管理工作站
现场控制单元
电话调度系统

1.2.4 中央管理工作站与各个预装换热机组进行网络通讯，并实施远程控制。

1.2.5 首站内设有热网调度中心、各二级站内均设有控制室，中央管理工作站设在首站热网调度中心网控室内，过程工作站设在供回水中继泵站控制室，现场控制单元设在各自监控的二级站的控制室内。

1.2.6 每一个控制室均设计一路～２２０Ｖ热控电源。

1.2.7 通讯光缆直埋部分：沿距热网回水管水平距离0.5米敷设2根Φ90的PVC波纹管，埋深不小于0.5米，每80米设一人孔，在分支处设分歧型人孔，人孔规格尺寸为1100×700×800。

1.2.8通讯光缆架空部分：按架设2根光缆的技术要求，在工艺管道的固定支架上安装了光缆架空钢支架，间距40米、顶端距自然地平3米以上。

1.2.9通讯光缆管沟部分：在热力管道沟侧壁间隔2米安装了4层角铁支撑架。

1.3.0实现首站DCS与热网SCADA的数据互送。

系统功能

2．1 系统概念
计算机监控系统采用数据采集及监控管理(SCADA)系统﹐主要由以下部分组成：
中央管理工作站
过程管理工作站
通讯网络
现场测控单元
现场仪表及执行机构。
网络通讯以光缆、双绞线作为传输媒介，采用国际通用标准，如SDH、FAST ETHERNET及TCP/IP协议实现中央管理工作站与现场控制单元、中央管理工作站与过程管理工作站及过程管理工作站与所有二级站的现场控制单元之间的通讯。
设置一套程控电话调度系统，该系统采用数字程控交换平台，由以下几部分组成：调度交换主机、调度台、维护终端、录音设备等。

2.2 技术要求

提供热网控制、网络通讯系统，能实时监控热网的运行情况﹐如监视热网最不利点的压差﹐协调控制热源的供给以适应热网负荷的变化, 保证热网安全、可靠、高效的运行。
热网系统的每一个热力站都由一套现场智能测控单元进行就地监测和控制。现场测控单元通过通讯网络与中央管理工作站和过程管理工作站联接。
中央管理工作站采集现场过程数据并对运行人员提供操作指导，实现对热网的监测控制、管网分析、故障诊断、报警、报告、历史数据处理、趋势显示等功能。
热网中央管理工作站与过程管理工作站通过以太网相连。
程控电话调度系统应具有普通分机、特服权限用户、特殊用户、调度台（调度终端）、维护等功能。



2．3 热网控制系统

2.3.1 系统结构

2.3.1.1中央管理工作站
中央管理工作站设置在中央控制室，工作站由三台主机和一台网络服务器及相关辅助设备组成。其中一台主机作为操作员站﹐操作人员通过操作员站监视热网的运行情况并发出各种控制指令﹔另外两台主机作为数据采集工作站，用于实时数据采集﹐进行测量数据的计算与处理。两台数据采集工作站同时连接在网络上互为热备用。主机的操作通过鼠标器和键盘完成。
两台网络服务器用于对通讯网络的管理﹐监视并管理各过程管理工作站和中央管理工作站主机的运行情况﹐储存至少一年的历史数据。同时连在网上互为热备份。
工作站主机应配备两台打印机（一台网络激光打印机，一台彩色打印机）﹐可以随时打印。

2.3.1.2工程师站、操作员站部分实施方案

：



















2.3.1.2 大屏幕设备
在中央控制室配备大屏幕显示设备﹐显示用三维图形绘制出的整个热网分布图﹐包括用不同类型的线条和颜色等显示的热力管道的敷设方式及周围环境，要求直观、清晰明了。图中每个热力站设有数据显示，包括固定点，过程变化和所有设备的运行状态等。系统既可以自动循环显示每个热力站的一级网供、回水温度,一级网供、回水压力﹐一级网流量、流速及供热量、阀门开度等，二级网供、回水温度、二级网供水和回水压力,补水量等参数。调度人员也可以通过鼠标器选择需要显示的参数。另外，还可以通过图形闪烁显示出每个热力站出现的主要故障状态，并同时给出声音报警。

2.3.1.3 过程管理工作站
供、回水中继泵站、惠安支线（和新增3个过程站）控制室内各设置一个过程管理工作站，并通过主干网或支线与所辖范围内的二级站通过以太网相连。

SCADA系统根据最不利点的压差调节供水泵、回水泵的转速，以维持供回水压力。协调控制热量和流量的供给以适应热网负荷的变化, 保证热网安全、可靠、高效的运行。其控制方式如下：供水中继泵从供水中继泵站后的最不利点获得压差需要的信息，回水中继泵站从回水中继泵站与首站之间的最高点获取信息，以保证管线上的最高点也能获得足够的压力。

2.3.1.4 现场控制单元

在每个热力站包括就地供水和热水两个循环。
二级网是闭式循环系统，补水通过现场的水箱连续补给。
一级网供水的电动调节阀通过板式换热器来控制二级网的供水温度。它是根据二级网供水适应室外温度的变化的原则，来调节一级网的流量。

通过调节一级网供水的压差控制阀，使热力站一级网压差恒定。

根据二级网的静压值控制补水（变频），以维持二级网的压力值。
补水的流量指示二级网的损失（例如，二级网管道泄漏）。
补水水箱水位表指示水箱水位。
一级网进/出口的压力提供板换的压差和瞬时压力。并通过与除污器入口的压力比较监视除污器的工作状态。
一级网供/回水的温度值同一级网的流量值，合算出热量。
二级网供/回水的温度值同二级网的流量值，合算出热寻求量。
比较以上两个数值可以检测换热器的换热效率和可以长期监测换热器的换热面的工作状态。
各现场测控单元、中央管理工作站和过程管理工作站通过通讯网联接﹐完成中央管理工作站、过程管理工作站、现场测控单元三者之间数据通讯 。

2.3.2系统功能

2.3.2.１中央管理工作站的功能

2.3.2.1.1系统应提供用户点的参数和一些标准的画面：
报警浏览画面
事件浏览画面
操作组画面
趋势画面
回路调节画面
诊断画面
画面浏览
标准报表
预组态按钮/工具条
下拉式或画面式菜单
最新/紧急报警区域
标准状态显示条

2.3.2.1.2系统具有如下功能模块：
基于WINDOWS NT的服务器和基于WINDOWS NT 或WINDOWS 98/2000 的人机接口
多个本地或远程操作站
现场总线接口
完全的服务器冗余
支持冗余的控制器/RTU通信
支持多系统的分布式服务器结构
过程设备的实时数据采集
丰富的报警功能
可扩展的历史及趋势功能
灵活的标准或用户自定义报表
工业标准的本地或全局的网络集成
和第三方应用的数据集成
丰富的应用开发环境

2.3.2.1.3系统应能提供以下报警/事件管理
每个点可以组态多于4种的报警状态，包括：
PV值高
PV值低
PV值高高
PV值低低
偏差高
偏差低
变化率
每个报警可以分配的报警级别为低，高和紧急。另外的报警还包括控制失败和控制超时。
事件信息表所列出的是系统发生的事件，包括：
报警
报警确认
返回正常状态
操作员控制动作
操作员登录和安全级别的改变
在线数据库修改
通信报警
系统重启动信息

2.3.2.1.4 系统历史数据存档功能

历史数据的采集有多种范围可以选择，无论是平均数据，或数据快照/生成格式。系统可以在线保存大量的历史数据，并且最大进行存档。
采集的历史数据可以用于趋势显示，用户画面显示，报表，应用程序，EXCEL或ODBC兼容的数据库。数据可以存储在本地硬盘，光盘等, 也可以有选择地读取存储数据到管理系统。

2.3.2.1.5 系统应提供以下报表
系统提供多种内制的报表功能，标准的报表功能包括：
报警/事件登录报表
集成的EXCEL报表
可选的故障分析报<