自控系統在無人值守熱力站中的應用

李 明

(太原市熱力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001)

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自控系統在無人值守熱力站中的應用

李 明

(太原市熱力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001)

結合工程實例，介紹了無人值守熱力站的優勢，探討了自控系統在無人值守熱力站中的實施策略，并分析了自控系統的各項功能，使自控系統在無人值守熱力站中的應用達到了節能降耗的效果。

集中供熱，熱力站，視頻監控系統，熱網自控系統

1 概述

近年來，我國集中供熱工程的規模不斷擴大，在保證人民溫暖過冬的情況下，在節能降耗，創建節約型社會已是一種趨勢。熱力站是連接電廠和用戶之間的中間環節。熱力站穩定、安全可以影響到供熱質量，提高熱力站的工作效率還具有十分重大的節能意義。以前熱力站大部分采用工作人員站內值班觀察現場設備的運行狀況，定時記錄各設備的參數。這種模式要求配置足夠的人員滿足熱力站運行，這樣很浪費人力，另一方面出現隱患時操作人員難以及時發現，易造成設備事故。隨著供熱面積的擴大和科技的進步，這種運行管理模式已經不能適應公司發展需要，為進一步提高運行管理水平，節約人力資源，降低生產成本，不斷提高公司的經濟效益和社會效益，實施熱力站無人值守勢在必行。實現熱力站的無人值守也成為當今供熱行業的一個重要課題。

2 公司基本情況

我公司現有熱力站249座，值班人員主要職責為：觀察設備運行情況、水質化驗、記錄并上報參數，同時對發現的問題上報調度，并接受調度指令進行處理。這種傳統的運行管理模式已經實行了15年，但效率非常低。我公司利用先進的工業自控技術、計算機技術、通訊技術構成的熱力站及遠程監控管理系統，將其中161座熱力站改造成為無人值守站，占所有熱力站的70%。無人值守站的成功實施，提高了公司熱網的運行管理水平，降低人員管理費用，節約能源，節省運營費用，并提高中控室的監控能力，使公司對熱力站有了更有效的管理。

3 無人值守熱力站的自控系統介紹

我公司無人值守熱力站的自控系統包括：遠程視頻監控系統和熱網自控系統兩部分，通過運行人員巡視的方式，實現熱力站無人值守全覆蓋。

3.1 視頻監控系統

公司將249座熱力站中的161座無人值守熱力站劃分為11個視頻監視系統，每個視頻監控系統設一個監視中心。每個視頻監控中心對所轄的無人值守熱力站進行視頻監控。熱力站點采用網絡高清攝像頭對站內情況進行實時監視和信息存儲，然后利用通訊線路將數據分別傳輸至各個監視中心，并由監視中心的值班人員實時進行監視。視頻監控系統主要由三部分內容組成，即單個熱力站視頻監視系統、通訊網絡和監視中心。

1)單個熱力站視頻監視系統。單站監視系統由網絡高清攝像機、硬盤錄像機及其他輔件組成。高清攝像機主要安裝于熱力站門口、換熱器、循環泵、補水泵、軟化罐等關鍵部位。硬盤錄像機安裝于值班室，通過專用的視頻編碼器，將模擬的視頻信號進行數字化和壓縮編碼，并將前端設備的錄像數據進行實時存儲。

2)通訊網絡。通訊網絡是整個監控系統聯絡的重要一環。由運行商接入網絡，我公司選用聯通公司之前已搭建起的VPN虛擬局域網，將已有的電話線升級成光纖，保證了視頻傳輸的穩定，將每個熱力站畫面分別傳輸到各個監控中心。

3)監視中心視頻監視系統。中心站點視頻監視系統由1臺服務器，2臺液晶電視，1套視頻監視管理平臺以及其他輔件組成。主要負責接收所轄熱力站的視頻。服務器通過視頻監視管理平臺對接收到的網絡數據進行解析，同時發送圖像到液晶電視顯示。功能主要有視頻圖像播放、錄像回放及監控攝像頭變焦調整控制等。視頻圖像播放：實現在電視屏幕上播放熱力站實時視頻。錄像回放：通過選擇錄像存儲的時間段來進行回放。攝像頭變焦控制：通過對攝像頭的變焦操作可以實現監測點圖像的放大和縮小功能。

3.2 熱網自控系統

熱網自控系統，是針對各個熱力站設備進行的監測和控制的系統，是全網運行的控制中心。由熱力站控制系統、通訊系統、中控室監控系統組成。

1)工程簡介。我公司目前共有熱力站249座，供熱面積達1 800萬m2。熱力站一般由循環泵組成的循環水系統、補水泵組成的補水系統、由調節閥組成的溫度調節系統構成。熱力站在一次管網、二次管網安裝有用于測溫的溫變送器、測壓力的壓力變送器、一次網回水安裝有測流量及熱量的流量計、熱表及電動調節閥，測水箱水位的液位傳感器等，通過PLC內的各類集成模塊對這些參數進行采集并處理。整個控制系統能對一次網的電動調節閥、二次網的變頻循環泵、二次網補水系統等進行控制。熱力站的自控系統完成數據的收集、設備的控制、實時通訊，并將數據上傳至中控室。本工程可選擇根據壓差控制、流量控制或者溫度控制策略，優化了控制效果，提升了供熱質量，減少了能源的消耗。由于設備的改造更新，加上與北京同方公司簽訂的節能合同后，13年以來新建熱力站使用的是同方公司提供的MOX系統，該系統較之前的貝加萊系統更為先進，更為穩定,實現預定的控制能力。

2)系統組成。我公司自控系統主要包括熱力站自控系統，中控室系統。其通訊方式為采用聯通公司搭建的VPN虛擬局域網進行通訊，全部為光纖入站，寬帶4M,具有通訊穩定，不延時，好維護，成本低等優點。熱力站自控系統由以下幾個部分組成：a.現場儀表：有溫度變送器、壓力變送器、液位傳感器、熱表、流量計、電動調節閥等設備，均采用國內外大型品牌，以保證產品質量及售后，主要作用是采集現場各數據。b.現場控制系統：主要由功能模塊、一體化觸摸屏組成，模塊包括CPU模塊、模擬量接口模塊、開關量接口模塊，并包括開關電源，變壓器等設備，給模塊及現場儀表、電動閥提供電源。將采集好的數據傳輸至觸摸屏，進行顯示。并可以將數據利用VPN虛擬局域網傳輸至中央控制室的服務器上，當中控室給其權限的情況下，現場觸摸屏可設置運行參數，控制現場流量、溫度等參數。c.中央控制室：監控所有熱力站的生產和設備運行情況。由服務器上的組態軟件對數據進行實時采集并記錄，軟件能對采集回來的數據進行二次分析，通過電動閥等設備來調整熱力站溫度。

3)中控室組態軟件功能介紹。針對無人值守熱力站的特殊性，根據情況對中控室的組態軟件功能進行了進一步的優化，主要功能如下：a.采集各無人值守熱力站的實時數據，包括一次網供水、回水壓力、一次網供水、回水溫度、一次網流量、熱量、一次網閥門開度、二次網供水、回水壓力、二次網供水、回水溫度、水箱液位、循環泵頻率等參數，除壓力值為實時采集，其他參數采集頻率一般為5 s,通過聯通的專線傳輸至中控室，保證了無人值守熱力站所有數據能及時上傳到中控室，中控室值班人員實時了解各無人值守熱力站的運行狀況，發現問題能及時安排人員處理，保證了站內設備的安全及整個系統的穩定。b.歷史數據的查詢及曲線功能，該軟件可以選擇任意范圍內的參數曲線，以便對無人值守熱力站及熱源運行狀況進行分析。c.報表功能，軟件可生成實時和歷史報表進行打印。d.報警功能，對無人值守熱力站的所有參數都可以進行報警，目前公司主要針對一次網供水壓力、二次網回水壓力、水箱液位三個重要的參數進行報警設置,當以上三個參數發生異常，低于或超過設定值時，會發出報警提醒值班人員及時發現故障，便于工作人員對無人值守熱力站的維護。e.巡檢功能，在各無人值守熱力站的控制柜上的觸摸屏界面內，有巡檢功能，當巡站人員到站內后進行點擊確認到崗，巡檢完畢后再進行點擊進行確認巡檢完畢，控制器會將數據上傳至中控室便于值班人員對巡站人員進行監督。

通過自控系統對無人值守熱力站運行參數的監視、控制，不僅節省了大量的人力資源，減少了人工成本，而且大大提高了工作效率，對公司的發展建設起到了很大的作用，最大程度的創造經濟效益和良好的社會效益。

[1] 胡壽松.自動控制原理[M].第5版.北京：科學出版社,2013.

[2] 張少軍,譚 志.計算機網絡與通信技術[M].北京：清華大學出版社,2015.

[3] 賀 平,孫 剛.供熱工程[M].第4版.北京：中國建筑工業出版社，2010.

Application of automatic heat network system in unattended thermal power station

Li Ming

(TaiyuanThermalPowerCorporation2ndHeatingBranchCompany,Taiyuan030001,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces advantages of unattended thermal power station, explores the implementation strategies of automatic control system in unattended thermal power station, and analyzes automatic system functions, so as to achieve the energy-saving and emission reducing effect through applying automatic control system in unattended thermal power station.

central heating, thermal power station, video monitoring system, automatic heat network system

1009-6825(2017)11-0145-02

2017-02-06

李 明(1982- )，男，工程師

TU995.7

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