1 差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)概述
差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)是指以建立的供熱系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合供熱管理需求,利用計(jì)算機(jī)對供熱系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控管理的系統(tǒng),具有操作方便、測量精準(zhǔn)度高、遠(yuǎn)程調(diào)控等諸多優(yōu)點(diǎn)。集中供熱中運(yùn)行差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng),將數(shù)量眾多且分散的熱力站連接起來,全天侯24小時(shí)在線,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步,有效解決差壓變送器運(yùn)行中的失調(diào)狀況,有效保障集中供熱的穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控中心,光纖或無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),熱力站,這三部分構(gòu)成了差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)。
1.1 差壓變送器監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)的核心所在,用于集中供熱管理與控制,為操作員與管理人員提供供
差壓變送器絡(luò)與各子站實(shí)時(shí)監(jiān)測及控制功能。監(jiān)控中心硬件配置應(yīng)有多臺服務(wù)器、工業(yè)級路業(yè)器、防火墻、計(jì)算機(jī)、大屏幕等。監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)應(yīng)采用穩(wěn)定性好、可靠性高的工業(yè)級軟件,具有良好的兼容性和擴(kuò)展性,主要軟件有SCADA、全網(wǎng)平衡系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和供熱收費(fèi)系統(tǒng)等。SCADA包括數(shù)據(jù)庫管理、趨勢顯示、報(bào)表、圖形顯示和報(bào)警功能。數(shù)據(jù)庫采集并存儲過程數(shù)據(jù);趨勢與報(bào)表提供管理分析功能;圖形系統(tǒng)提供豐富的畫面用于實(shí)時(shí)監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制;報(bào)警功能便于操作員迅速發(fā)現(xiàn)故障或事故。不同工況的熱力調(diào)度策略實(shí)施,水力平衡及安全策略的實(shí)施及監(jiān)視,都要通過SCADA來完成。全網(wǎng)平衡系統(tǒng)根據(jù)換熱站內(nèi)二次網(wǎng)回水溫度平衡或其他平衡來對站內(nèi)的電動閥進(jìn)行開度控制調(diào)節(jié)流量,同時(shí)控制循環(huán)泵赫茲數(shù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,從而消除供熱不均衡達(dá)到對遠(yuǎn)端用戶與近端用戶均衡供熱的目的。能源管理系統(tǒng)對水耗、電耗、熱耗等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理,分析供熱能耗情況,協(xié)助供熱企業(yè)合理計(jì)劃,合理利用資源。
1.2 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)連接著監(jiān)控中心與各熱力站,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸,通常利用光纖網(wǎng)絡(luò)或無線4G網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)連續(xù)傳輸。數(shù)據(jù)通信采用數(shù)據(jù)專線能夠有效預(yù)防來自外界的網(wǎng)絡(luò)攻擊,保障差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)的安全運(yùn)行。各熱力站通過光纖數(shù)據(jù)專線與監(jiān)控中心相連,不具備架設(shè)光纖的熱力站可以采用無線4G網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控中心互聯(lián)網(wǎng)專線的構(gòu)成方式為Inter⁃net公網(wǎng),換熱站數(shù)據(jù)專線傳輸?shù)奖O(jiān)控中心機(jī)房不占用互聯(lián)網(wǎng)專線且內(nèi)外網(wǎng)為物理隔離的兩個(gè)網(wǎng)段。
1.3 熱力站
站內(nèi)主要自控設(shè)備:
(1)PLC控制柜。PLC控制柜內(nèi)含多通道模擬量輸入輸出模塊、多通道數(shù)字量輸入輸出模塊、CPU模塊、觸摸屏及24V電源模塊等,支持以太網(wǎng)接口、標(biāo)準(zhǔn)485接口。
(2)差壓變送器和壓力變送器。二線制儀表,供電:直流24V,輸出:4-20ma。
(3)電動調(diào)節(jié)閥。電動調(diào)節(jié)閥受標(biāo)準(zhǔn)控制信號控制,能夠精que地調(diào)節(jié)到所需要開度,不受系統(tǒng)壓力波動影響,穩(wěn)定地調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
(4)變頻器。變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。通過變頻器控制循環(huán)泵、補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速,達(dá)到節(jié)能的目的。
(5)超聲波流量計(jì)/熱量表。安裝于不同分區(qū)的一次側(cè)回水位置,可以直觀地看到該區(qū)的流量變化或熱耗。站內(nèi)PLC控制柜采集溫度、壓力、液位、流量、泵運(yùn)行頻率、閥開度等數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心,并能隨時(shí)接收監(jiān)控中心發(fā)出的指令,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停循環(huán)泵、調(diào)節(jié)循環(huán)泵頻率、調(diào)節(jié)電動閥開度等操作,從而實(shí)現(xiàn)所有熱力站的無人值守。
2 實(shí)際應(yīng)用
某分公司自成立之初便逐步建立起完善的差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng),所管理的熱力站已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了無人值守。分公司中控室通過移動光纖數(shù)據(jù)專線與所管轄各站相連接,少數(shù)無法架設(shè)光纖的熱力站則通過建立無線4G通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。換熱站內(nèi)自控設(shè)備種類齊全,一二次網(wǎng)供回水溫變和壓變、二次網(wǎng)回水分支溫變、一次網(wǎng)回水流量計(jì)或熱量計(jì)、電磁閥、PLC柜等等,遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)電動閥開度、遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)循環(huán)泵頻率、自動補(bǔ)水及自動一補(bǔ)二等操作皆可以實(shí)現(xiàn)。中控室軟硬件齊全,多臺電腦內(nèi)分別裝有SCADA、全網(wǎng)平衡系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等多種專業(yè)軟件,調(diào)度值班人員可以通過查看管網(wǎng)溫度、壓力、流量、液位等數(shù)據(jù),判斷管網(wǎng)運(yùn)行狀況,依照管網(wǎng)調(diào)度總體策略,下達(dá)指令,采取不同工況條件下的熱力站調(diào)度及調(diào)峰操作。在供熱運(yùn)行期,操作員會參考室外溫度,通過全網(wǎng)平衡軟件設(shè)置二網(wǎng)回水溫度平衡,給定某一溫度作為標(biāo)準(zhǔn),且根據(jù)某些站的實(shí)際情況增減權(quán)重,統(tǒng)一批量對多熱力站下達(dá)調(diào)節(jié)閥開度指令,調(diào)節(jié)流量,控制溫度。
3 差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)的意義
近些年來,差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)在城市集中供熱中逐漸扮演起了重要的角色。差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng)在集中供熱中的應(yīng)用,shou先為差壓變送器的優(yōu)化運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)分析平臺,為差壓變送器系統(tǒng)的調(diào)度提供了科學(xué)依據(jù),優(yōu)化了系統(tǒng)運(yùn)行模式,在確保供熱效果的前提下降低了電損耗及熱損耗,提高了能源利用效率,起到了顯著的節(jié)能效果;其次是提高了設(shè)備間的自動化保護(hù)程度,確保了供熱管網(wǎng)及各熱力站系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;三是將所有換熱站統(tǒng)一起來實(shí)施遠(yuǎn)程集中監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了各換熱站的無人值守,顯著提高了勞動效率和自動化管理水準(zhǔn)。
4 一些不足
(1)有的換熱站受周圍環(huán)境制約,在運(yùn)行過程中,站內(nèi)空氣濕度大,或者配電室散熱差溫度持續(xù)較高,易造成PLC控制柜內(nèi)一些模塊的損壞,影響到監(jiān)控中心的正常監(jiān)控。
(2)施工、惡劣天氣、自然災(zāi)害等因素可能造成光纖專線的中斷,導(dǎo)致監(jiān)控中心與熱力站通訊中斷。
(3)數(shù)據(jù)通訊費(fèi)用,電動閥等儀器儀表夠買、安裝及后期維修更換費(fèi)用,多種專業(yè)軟件開發(fā)制作費(fèi)用等,是筆數(shù)額不小的支出。
5 結(jié)語
綜上所述,隨著集中供熱事業(yè)的快速發(fā)展,在供熱管理中運(yùn)行差壓變送器監(jiān)控系統(tǒng),可以明顯提高供熱系統(tǒng)工作的安全性及可靠性,提高資源利用率,改善供熱效果,節(jié)能降耗,有助于供熱企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益,有助于促進(jìn)我國供熱事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展!