基于GPRS系統的無人換熱站的設計

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能和環保措施，是今后供熱的發展方向，它具有熱效率高、節能、污染小、供熱效果好等優點。熱網監控系統是專為熱網調度自動化而設計的，它集人機界面、數據庫管理、計算機網絡等先進技術于一體，是區域供熱實現現代化管理的一個重要標志。本文主要論述熱網中無人值守換熱站的設計。

關鍵詞 GPRS；換熱站；無人值守

中圖分類號TU995 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0171-02

1 集中供熱的幾種方式

目前在我國北方，集中供熱系統是最常見的供熱方式。GPRS熱網監控系統是利用覆蓋全國的移動公司GPRS網絡平臺，將熱網中的各個熱用戶的用氣參數，包括溫度、壓力、流量等，通過一次儀表、二次儀表將數據通過GPRS通信終端發往調度中心的數據中心服務器上的數據庫，并通過監控軟件對數據進行實現監控、報警、報表統計、曲線分析、數據總貌等多項功能。實現對數據的監控的供熱方式。集中供熱一般分為以下幾級：1）監測級。實現采集、觀測熱力站的供回水運行參數，溫度設定自動調節電動執行閥. 一般采用無紙計錄儀對信號進行采集和存儲，利用其擴展功能對閥門進行PID調節，用通信接口可對采集的數據遠距離傳送。2）基本控制級。在監測級的基礎上，增加了對水位監測和室外溫度補償，自動調節二次網供回水溫度。一般采用PLC進行采集及控制，增加了對水位監測和室外溫度補償，自動調節二次網供(回)水溫度，具有判斷和分析能力。3）高級系統級。在基本系統級的基礎上，增加對電氣控制，提供完整智能調控、自我診斷及故障處理。利用PLC強大的擴展能力及運算、邏輯判斷分析能力，增加對電控系統控制，提供完整智能調控、自我診斷及故障處理，實現無人值守換熱站。

2 換熱站的監控組成

2.1 換熱站的硬件組成

換熱站采用西門子PLC，臺達觸摸屏，宏電無線GPRS模塊，PLC和人機界面通過RS232通訊，實現現地調節功能，并通過GPRS模塊采用RS485的通訊方式將數據送往監控中心。

2.2 換熱站的數據采集

換熱站主要監視的變量有室外溫度，一次網的供水溫度，回水溫度，供水壓力，回水壓力，電動閥門，流量計及二次網的供水溫度，回水溫度，供水壓力，回水壓力，水箱液位，循環泵變頻，補水泵變頻，補水流量，進水電動調節閥，用戶溫度等。采集到的數據通過GPRS模塊，采用UDT的方式，發送監控中心，監控中心采用固定IP，模塊要進行端口5002，通訊方式采用RS485，9600，8，1無校驗的方式配置。

用戶溫度采集使用大慶工力公司的遠程電話溫度采集系統GL-2000。該系統是由終端溫度測量、遠程電話溫度數據傳輸、遠程監控中心平臺組成。GL-2000系統采用三層應用體系：1）撥號服務器；2）網絡數據發布服務器；3）網絡終端應用。

3 換熱站的監控系統

將采集數據傳回調度指揮中心，并對數據采集并存儲，以多種形式表達， 方便查詢歷史數據，通過更加客觀準確的數據，對換熱站運行狀況進行科學分析判斷，指導維護人員調整處置?？梢詫崿F現場控制器的遠程維護，修改控制策略，修改報警參數值等。控制循環泵的啟/停；提供低水壓保護和連鎖功能，也支持變頻器控制。實時監控及時調整各種參數減少去現場次數。

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

提供明細報表:如小時報表、日報表、周報表、月報表等的功能。以表格或其他直觀形式顯示。做出各種統計圖表，如曲線圖、餅圖等。所有顯示畫面可在操作員指定的網絡打印機上輸出。

可對補水量進行計量，查看瞬時補水量和單位時間的累積用水量及時發現失水，避免跑、冒、滴、漏的現象發生。

監視和控制循環泵（補水泵）的運行狀態如：運行/故障、1#泵/2#泵、工頻/變頻、手動/自控（自動/自控）等，可實現循環泵（補水泵）啟/停和保護連動。

對變頻水泵實現調控和監視，查看工作頻率、電流、電壓、功率及轉速等重要參數（視情況而定）。

對一次網循環水流量采用相應措施，避免因流量變化出現耦合發生水力失衡現象。

無人值守換熱站具備報警及事故處理管理功能，實現自動控制、自動報警、聯鎖保護等功能，如果運行過程中出現的問題，及時報警，提供相應信息供調度員通知維修部門處置，提高了維護效率，保證運行安全。對過去的報警可以按站點或按時間進行查詢，并記錄報警的處理人和處理時間。

在換熱站控制系統中還附加了安防系統功能和巡檢核查登記系統，在監測環境溫濕度的同時，還可以監測門窗、電源、電壓、電流、地面水分、設備溫度、等安防信息。出現意外時系統自動遠傳報警，達到無人值守基站的防護標準對調節系統可采用開環或閉環控制，確保一次網和二次網供水、回水的溫度、壓力準確穩定，使換熱溫度達到用戶的要求，并對其故障實現實時報警和聯鎖啟停切換控制；實現本地控制和遠程控制的雙控制模式。

4 無人值守換熱站的特點

以往一般是以當日的平均溫度（或最低溫度）為基準，控制供（回）水溫度，由于時間跨度大，晝夜溫度也大（一般10℃左右），如果低溫時能滿足要求，那溫度升高時顯然不夠經濟。甚至以用戶投訴為準，雖然也能調節，但很難及時調整。而通過無人值守換熱站熱網監控系統，以用戶溫度為參照，用室外溫度作補償，利用專家PID運算，通過對電動調節閥實現了最合理、最及時的調節，從而避免了人工調節在時間上的滯后性和對經驗的依賴性。提高了運行經濟性和精確性，也提高了供熱服務質量，時時刻刻讓用戶處于最佳室溫。

由于無線通信技術的不斷發展，技術不斷升級，覆蓋范圍廣，免安裝免維護。是一種比較可行的通訊方案，GPRS在線運行穩定可靠，資費也逐年降低，為將電話寬帶換成GPRS方式提供了可能。

5 結論

無人值守換熱站，對換熱站設備的自動控制，在滿足了用戶需求的前提下，可節約了大量的人力、物力資源，節能降耗。同時，管理人員可以更清楚的了解各個換熱站的運行數據，使管理更加有的放矢，有效的提高了供熱系統管理水平；為生產調度指揮提供良好的環境支持。

參考文獻

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

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