集中供热系统控制方案

1 系统要求 根据技术规格书的要求，我们将提供以下系统和服务：    一套完整的、技术先进的、性能可靠稳定的、性价比高的、实现买方规格书中所有要求的SCADA控制系统。具体包括：   8个热力站控制系统：包括控制器、电源、通讯模块及相关软件等。   5台锅炉房控制系统：由锅炉供/回水系统、燃烧系统，给煤系统，换热系统等部分组成，包括工程师站/操作站计算机、控制器、电源、通讯模块、各种I/O板、及相关软件等。   覆盖1个监控中心和5台锅炉、以及8个热力站的SCADA系统：包括冗余服务器、工程师站/操作站计算机、打印机、投影仪、操作台、不间断电源、配套软件等。   通讯模块提供对外的接口全部为以太网接口（10BaseT标准），符合IEEE802.3标准，通讯软件集成在模块存储器中，便于升级更新。   3台锅炉及8座热力站的现场仪表系统，包括温度、压力、流量、液位、差压、氧分析仪、调节阀等。   仪表及系统的现场安装调试工作，包含所有安装材料的提供。   系统的操作、维护、培训和组态及下装调试工作，并负责系统的综合调试及系统投产工作。   整个系统的项目管理，并提供完整运行资料。 2 系统设计原则    针对本系统，我们将负责从系统详细设计、系统集成到安装、调试、投产、售后服务、培训的全过程工作并对所提供的自动化控制系统的功能、技术、质量、进度、服务负全部责任。业主和设计单位的技术及管理人员将参加并监督项目的执行的全部过程，具有对系统设计提出变更的权力，具有对提供给我们的技术文件变更的权力。 2.1 安全可靠原则    由于系统使用地点为锅炉房及热力站，涉及到控制和安全的因素较多，因此系统硬件选用国内外知名厂商的成熟产品，可以经受工业现场恶劣环境的影响，有大量现场应用实例，具有UL、CAS、CE、TUV等安全认证。所有产品、配件和材料的安全性能符合相关的国家标准和行业标准。 2.2 先进性原则    本方案中锅炉房采用的控制系统是西门子公司S7-300系统，热力站RTU系统为西门子公司的S7-200控制系统，都为近几年开发和改进的新技术、新设备、新系统，其所有硬件和软件都经过生产现场考验，在全球各行业自控领域广泛应用。 2.3 保证原则     我方保证提供一套完整的、可靠的、满足买方所有要求的系统。系统投产后，保证满足安全运行要求，使用操作方便。 后期维护过程不影响锅炉的安全正常运行，同时系统维护方便，所有I/O卡件都可在线插拔。 2.4  负荷原则    控制系统的各个部分，包括控制站、操作站、通讯系统、电源系统、卡件等，其最高负荷都不超过其硬件、软件能力的65％。在线式UPS电源系统正常工作时的负载不超过其负载能力的60％。 2.5 备件原则    系统控制点、检测点的备用点数为实际设计点数的15％，输入/输出卡件槽位的备用量为15％。 3 系统配置与技术说明    整个监控系统建立在三层网络结构上：工业以太网，标准以太网和PROFIBUS现场总线。分为管理层、监控层和现场层。整个系统具有统一的网络结构，统一的硬件配置，统一的数据库系统，统一的组态环境，系统扩展灵活方便。 系统总体结构如下：

3.1 调度控制中心SCADA系统    基于全集成自动化的概念，监控中心监控系统是建立在统一的系统平台上，基于统一的网络结构，统一的系统硬件，统一的编程环境，统一的数据库和统一的人机界面，该系统配置2台互为冗余的服务器，2台操作员站，1台管理服务器、1台数据通讯服务器，1台投影仪及所有网络设备，所有工作站带有PLC远程维护和诊断功能。 监控中心SCADA系统配置图如下：

监控中心SCADA系统完成以下功能：    SCADA系统将持续扫描锅炉房控制系统和所有热力站RTU的数据、状态、报警信息，检查数据的有效性，并更新SCADA系统数据库。    SCADA系统完成对所有热力站RTU有关信息传送、接收和下达的执行命令。    SCADA系统显示锅炉房和热力站工艺生产流程，包括锅炉供回水系统、燃烧系统、给煤系统、管网、热力站等，保障工艺安全、可靠的运行。   SCADA系统显示锅炉房工艺生产流程，流程图用特定的符号及线段、颜色绘制。流程图可整体显示，也可分区显示。流程中标有主要参数数值、设备状况、报警提示。设备在运行过程中，不同的状况将以不同的颜色表示。   通过声音、画面完成系统事件/报警，对过程变量超限数值可以给出警告、危险二级警报，报警可由操作员抑制或消除，报警可以在流程图上单点显示，并生成事件/报警列表，包括标志符、说明、时间（年、月、日、时、分、秒）等。    SCADA系统显示所有数据的实时和历史趋势，数据可以实时地以秒级存储，也可由用户自己选择存储的时间间隔，如10秒、1分、1小时等。数据实时趋势可在秒、分内显示，历史趋势可由用户自己选择数据存储时间间隔的整数倍作为时间轴的单位，趋势图可以有4组以上，每一组可以由用户选择要进行趋势显示的数据，可以有8条不同颜色的数据曲线。   生成各类报表，报表为基于 Excel格式的复杂报表，报表界面直观、简洁明了，报表种类包括：事件/报警列表、设备状态记录表、工艺参数历史报表（小时、日、月、年）、系统操作记录表。   系统具有自诊断功能和诊断工具，进行常规和预防诊断维护。诊断过程及结果在屏幕上显示并记录。 SCADA系统画面显示更新时间可根据用户要求选择以下参数： －图形屏幕更新时间：2s、1s、500ms －动态数据更新时间：2s、1s、500ms －窗口显示更新时间：1s、500ms －目标菜单更新时间：0.5s －报警清单更新时间：1s、500ms －趋势显示更新时间（四组以上）：3s、2s、1s 3.2 锅炉房控制系统    本方案的锅炉房控制系统选用CPU317-2DP控制器，CPU317-2DP是西门子中型可编程逻辑控制器S7-300系列产品，适用于中规模控制领域，用于构成功能强大的FCS(Field Control System)控制系统。它采用了模块化无风扇设计，坚固耐用，容易扩展和强大的网络通讯能力，具有多种不同的通讯接口，容易实现分布式结构并具有友好的用户操作特性。高速的指令处理（最快到0.1ms/k），以有效地实现更为复杂的算术运算，S7-300控制器具有很高的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能，能最大限度地满足各种工业标准。    过程控制系统的I/O子系统采用IM365扩展式I/O，I/O板卡采用标准I/O板卡，板卡和控制器之间采用现场总线通讯，通讯速率为12Mbps。5台锅炉、以及辅助流程的监控系统的控制器直接连在主干网——工业以太网上。 锅炉房控制系统配置图如下：

   锅炉房控制系统除完成对5台锅炉和其辅助流程的监视控制及生产管理任务外，还作为SCADA系统的现场控制单元，负责将有关信息传送给监控中心，其主要功能如下：  现场工艺变量数据采集、处理及显示  设备状态的监视及设备故障的确认  逻辑控制  料位的图形化动态显示  联锁保护  工艺参数的设定  数据通信管理 3.3 热力站远程控制站     热力站总共8个，每个热力站单独采用1套RTU系统来完成数据采集和控制功能，控制器采用S7-226，I/O子系统采用扩展模块方式，配置本地触摸屏显示热力站的数据和流程画面。每个热力站安装网络摄像头一个，实时监控现场情况，将画面传送到监控中心。    热力站和监控中心之间的数据通讯建立在工业以太网上，数据通信采用ADSL专线，通信速率达到1.5M。 热力站的系统配置图如下：

   热力站RTU控制站除完成对热力站的测量和控制外，还作为SCADA系统的一部分，将有关信息传送给监控中心，并接受和执行其下达的命令。其主要功能如下：  对现场的工艺变量进行数据采集和处理  对电力设备相关变量的监控  热量、流量计量  阀门等调节设备的监视和控制  逻辑控制  连锁保护 3.4 网络结构和数据通信系统    本系统网络分为三部分：标准以太网、工业以太网和profibus现场总线。工业以太网是主干网，热力站系统采用ADSL专线，通讯性能稳定，干扰小，受到攻击的风险小，通讯协议采用TCP/IP，通讯速率达到1.5M。锅炉房系统采用工业双绞线结构通讯速率可以达到100M。工业以太网和标准以太网通过服务器连接，工程师站、操作员站接入工业以太网。现场总线网络采用profibus总线，易于使用和扩展，传输速率最高12M。 4 控制系统技术方案 4.1 锅炉测控系统方案设计 4.1.1 系统选型简介     该系统以高性能的工作站作工程师站和操作员站，以西门子公司的S7-300系列PLC作为过程控制站，采用基于Windows2000平台的中文组态软件WinCC，组成性能价格比最高的锅炉房控制系统。该系统可以实现链条炉的监视、控制、报警、记录、统计分析和各种图形报表的存档、打印，从而提高锅炉房的自动化水平和科学管理水平，起到节能降耗，减少环境污染的作用，创造经济效益和社会效益。 考虑系统的可靠性和锅炉协调运行的经济性，采用互为冗余的现场控制站实现两台锅炉的自动控制，在线实时运行，实现互为备用，提高系统的可靠性；通过管理员计算机，可全面监视锅炉的运行情况，并可和管理系统、热力管网等其它系统联网，形成管控一体化系统。<< p="">