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1 行業(yè)背景
1.1行業(yè)背景
隨著政府對節(jié)能減排力度的加大以及擴(kuò)大內(nèi)需的逐步深入，信息化技術(shù)對熱網(wǎng)行業(yè)的影響也越來越大。從前的供熱公司都是國營，受到供熱成本高、資源浪費(fèi)、收費(fèi)困難等因素影響，供熱企業(yè)虧的多，賺的少，大多靠政府補(bǔ)貼生存。而隨著各地供熱企業(yè)的改制力度加大，資源進(jìn)行了合理分配，各供熱企業(yè)紛紛扭虧為盈。與此同時(shí)，隨著無人值守?fù)Q熱站自動化改造的不斷進(jìn)行、企業(yè)信息化的逐步實(shí)施，如何節(jié)能減排，已成為供熱企業(yè)最關(guān)注的話題。
我國現(xiàn)行的熱力站運(yùn)行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：缺少全面的參數(shù)測量手段，無法對運(yùn)行工況進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷；系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，造成用戶冷熱不均；供熱參數(shù)未能在最佳工況下運(yùn)行，供熱量與需熱量不匹配；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)量化管理。
搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術(shù)水平。一是要提高供熱系統(tǒng)的自動化控制水平，另一方面要提高供熱行業(yè)的管理水平。供熱工程中的自動控制對于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)具有十分重要的作用。
1.2 技術(shù)的發(fā)展概況
軟件是供熱生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的核心與靈魂，歐美日各國的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)之所以具有很高的水平，主要原因就是他們擁有優(yōu)秀、強(qiáng)大的軟件支撐，我國在這方面和世界先進(jìn)水平還有相當(dāng)?shù)牟罹唷＝陙懋a(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了一種趨勢，那就是軟件，尤其是上位軟件在一個(gè)自動化供熱系統(tǒng)中所占比例在逐漸上升。
因此發(fā)展供熱軟件，尤其是以監(jiān)控組態(tài)軟件為核心的自動化軟件，對于提高我國的工業(yè)自動化系統(tǒng)制造、裝備水平具有非常大的帶動力量，對于縮短自動化系統(tǒng)與國外同類產(chǎn)品的差距具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
1.3主要研究的方向及內(nèi)容
在未來的供熱管理系統(tǒng)中，有人值守的高污染鍋爐房，會逐漸被無人值守的自動化換熱網(wǎng)所取代。原因是工廠從觀念上越來越重視生產(chǎn)管理，而且在企業(yè)信息化建設(shè)的逐漸加大，軟件的管理能力、分析能力和故障預(yù)警能力都得到了提高。
本系統(tǒng)將會從根本上改變我國供熱企業(yè)自動化系統(tǒng)制造、裝備水平的落后局面，針對自己實(shí)際需求，最大限度地發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，以此來整合工業(yè)自動化系統(tǒng)硬件廠商，形成具有國際競爭力的自動化系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，帶動相關(guān)國內(nèi)行業(yè)自動化產(chǎn)品從整體上趕超過國際先進(jìn)水平。
2 軟件監(jiān)控環(huán)節(jié)
2.1動態(tài)界面
動態(tài)模擬顯示現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，將換熱站的各組態(tài)生成精靈圖庫，如鍋爐，上煤除渣設(shè)備，風(fēng)機(jī)，除塵器，脫硫設(shè)備，軟水設(shè)備，加藥設(shè)備，換熱器（板式），管道，泵，分集水器，水箱，閥門，變頻柜，傳感器（溫度、壓力、流量、熱量、電能、煤量），以便靈活調(diào)用。
2.2DCS監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)
在鍋爐房、熱力站中推廣應(yīng)用供熱數(shù)據(jù)集中監(jiān)測系統(tǒng)，將各鍋爐房及熱力站的運(yùn)行參數(shù)（溫度、壓力、流量、巡檢情況、補(bǔ)水情況等）上傳到監(jiān)控指揮中心，構(gòu)成以熱力調(diào)度為核心的集散式監(jiān)控系統(tǒng)。在監(jiān)控中心可以及時(shí)掌握熱源、熱網(wǎng)、熱力站甚至于熱用戶的運(yùn)行狀況，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)挖掘、系統(tǒng)辨識、優(yōu)化計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
2.3鍋爐的節(jié)能減耗
燃煤鍋爐是一個(gè)典型的分布式參數(shù)的對象，每臺鍋爐的運(yùn)行效率都不一樣。燃煤鍋爐又是高排放、高污染的源頭，我國在很長的一段時(shí)間里還是要以燃煤鍋爐為供熱系統(tǒng)的主要熱源。因此提高鍋爐的運(yùn)行效率，可以直接的降低能耗、減少污染的排放。通過對歷史數(shù)據(jù)的聚類分析，得到最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工況，從而直接指導(dǎo)鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2.4熱網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)節(jié)能
供熱網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著輸送用戶所需能量的任務(wù)，而且輸送能量所消耗的電量也是巨大的。熱力網(wǎng)實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的能量輸送的前提，是要保證系統(tǒng)的水力工況和熱力工況相平衡。系統(tǒng)優(yōu)化分析軟件根據(jù)用戶所需的熱量，為熱力網(wǎng)絡(luò)的熱力輸送提供最佳的優(yōu)化運(yùn)行方案，從而保證熱力輸送系統(tǒng)在最小能耗下運(yùn)行。
3 軟件功能
運(yùn)行人員對整個(gè)熱網(wǎng)運(yùn)行過程的操作和監(jiān)視，計(jì)算累積熱量、累積流量、瞬時(shí)熱量、瞬時(shí)流量等數(shù)據(jù)。
3.1各個(gè)站點(diǎn)的供水溫度，回水溫度，供水壓力，回水壓力主界面。
3.2標(biāo)準(zhǔn)畫面顯示
工藝流程圖：以動態(tài)的方式對采集信息的實(shí)時(shí)顯示。采集的參數(shù)如換熱站的動畫（以程序繪畫方式）模擬顯示，實(shí)時(shí)獲取各子站數(shù)據(jù)，并依據(jù)獲取的溫度、壓力等數(shù)據(jù)，采用動畫模擬的方式，直觀反映整個(gè)熱網(wǎng)的當(dāng)前狀態(tài)。
圖1 某站工藝流程圖
3.3 趨勢顯示
趨勢顯示可用整幅畫面顯示, 也可在任何其它畫面的某一部位, 用任意尺寸顯示。所有模擬量信號及計(jì)算值，均可設(shè)置為趨勢顯示。
圖2 趨勢顯示畫面
歷史報(bào)警記錄：對所有出現(xiàn)的報(bào)警及報(bào)警恢復(fù),由管理人員進(jìn)行設(shè)定時(shí)間查詢以便分析報(bào)警時(shí)間及具體原因。均可由打印機(jī)打印出來。
歷史報(bào)警查詢畫面
3.4數(shù)據(jù)報(bào)表
對于采集來的數(shù)據(jù)包括、溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)等，形成數(shù)據(jù)報(bào)表；報(bào)表有以下幾種：
（1） 歷史報(bào)表 歷史報(bào)表能進(jìn)行日報(bào)、月報(bào)、季報(bào)、年報(bào)的生成，對數(shù)據(jù)存儲的時(shí)間范圍、間隔、起始時(shí)間可進(jìn)行任意指定，并可以根據(jù)存儲的時(shí)間進(jìn)行查詢歷史數(shù)據(jù)。
換熱站歷史報(bào)表查詢畫面
3.5其它功能模塊
（1）在熱網(wǎng)調(diào)整初期或者維護(hù)階段，可以遠(yuǎn)方手動控制閥門開度及變頻器的轉(zhuǎn)速。
（2）遠(yuǎn)方人工設(shè)定換熱站的供熱量設(shè)定值或者根據(jù)室外溫度自動下發(fā)目標(biāo)控制值。
（3）系統(tǒng)預(yù)留和地理信息GIS軟件,收費(fèi)軟件等接口。
（4）支持WAP手機(jī)瀏覽。
（5）支持短信報(bào)警。
4總結(jié)
經(jīng)過多個(gè)換熱站實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證,該系統(tǒng)性能穩(wěn)定,控制準(zhǔn)確,界面友好,提高了熱站作業(yè)的自動化程度,降低了操作者的勞動強(qiáng)度,可推廣應(yīng)用到各種大型供熱系統(tǒng)。
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