简论集中供热系统监控技术

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1、简论集中供热系统监控技术哈尔滨哈投投资股份有限公司供热公司史宝国高阳【摘要】提出了热网监控系统体系结构、现场控制器要具备的功能，供热系统的控制关键在于温度和压力控制，提出了温度和压力控制策略，对热网监控系统的通讯方案进行了比较，并结合实例对间接连接和混水连接系统形式的控制方案进行了分析。１前言集中供热监控系统的需求随着城市集中供热规模的不断扩大，以及热力公司对管理效率的日渐重视，尤其是新建大中型热网，在设计阶段监控系统已经是一个不可缺少的部分。但由于热力系统具有一些与一般工业控制过程完全不同的特性，不少系统集成商对热力工艺过程缺乏必要的深入了解，导致很多热网在采用监控系统后，运

2、行的效果并不如人所愿。而对于一些热力公司来说，由于对热网监控系统的认识不够，往往对要上的系统功能了解不足，有时盲目追求不切合实际的功能或在投资受限的情况下削减了一些必需的基础功能，最终导致系统运行的效果大打折扣。供热系统的连接方式有直供、间供、混供三种，连接形式的不同，其控制方式也是不同的，直接连接形式的供热系统比较简单，因此有必要对间接连接和混水连接的热网监控系统进行认真分析，并总结出一些基本概念，以便大家对热网监控系统能有一个全面的了解。２热网监控系统概述一个完整的热网监控系统(图一)在物理层面上它主要由四部分组成：监控中心、通讯网络、现场监控设备、一次仪表；在软件层面上主

3、要包括三部分：现场控制软件、通讯软件、中央监控调度软件。热网监控系统采用分布式计算机系统结构。目前在国内，对于供热系统的计算机监控方式，有两种不同的思路：一种是采用中央集中式监控方法；另一种是采用中央与就地分工协作的监控方法。前一种方法是中央独揽大权，热力站机组只有测试仪表和执行机构，它的功能只是参数和指令的上传下达，热力站现场控制器不做自动调控的决策功能。这种方法对中央监控软件的功能要求比较高，当热电厂不是“以热定电”即当热电厂供热量不足时，能进行流量的均匀调节，但其灵活性差，局部故障容易影响全局的正常运行。例如，当中央调度室发生通讯故障的时候，整个热网的调节就全部失灵了。第

4、二种方法，即中央与就地分工协作监控方法，其供热量的自动调节决策功能完全“下放”给就地的热力站机组，中央控制室只负责全网参数的监视以及总供热量、总循环流量的自动调控。这种方法比较灵活，故障率少，容易适应热网不同建设期的需要。图一第二种方法概括起来也可以叫做：“中央监测，统一调度，现场控制，故障报警”。就我国目前的集中供热监控系统状况而言，我们可以从热力站和系统两个方面对监控系统水平进行划分。从热力站监控的内容上可将热力站的现场监控分为三个层次：一、监测级：即只采集、观测热力站的运行参数，不对阀门水泵等进行自动调节，但补水必须是自动的；二、基本控制级：在监测的基础上对二次网供水温度

5、进行自动控制，即通过一次网侧的电动调节阀调节供热量；三、高级控制级：在监测和对二次供水温度进行控制的同时，还对二次侧进行变流量控制，如对二次循环泵进行变频调节流量。从监控系统自身的范围上也可分为三个层次：一、站级：即只对单个换热站进行控制，一般必须做到自动补水、供水温度自动调节等，站级的控制要求做到自动运行，而且应该起到显著的节能效果；二、基本系统级：在多个换热站在站级控制的基础上增加通讯系统实现中央监测或控制，系统可以根据运行状况，进行人工的辅助控制参数调整，保证整个热网运行的高效和节能；三、高级系统级：在基本系统级的基础上，增加系统分析、统计自动优化平衡整个热网的协调运行，

6、同时可以和企业其他管理信息系统进行数据共享。３热力站控制功能热力站的控制是由具有测控功能的现场控制器、控制柜、传感器和执行机构以及通讯系统组成。３．１基本功能热力站控制的基本功能主要是由现场控制器实现，分述如下：１）参数测量主要完成管网现场过程的模拟量（如温度、压力、热量等）、状态量（如泵的状态、温度等）及脉冲量的测量、并完成相应的物理量的上下限比较等功能。２）数据存储现场控制器能按一定的时间间隔采集被测参数。一般情况下这些参数通过通讯线路定期传输到监控中心的服务器中。为防止监控中心的故障或停电，现场控制器应具有８Ｍ以上的数据存储能力，能存储一段时间的数据，以便监控中心恢复正常

7、后将故障期间数据上传给监控中心，从而保证数据不丢失。３）通讯功能现场控制器能在主动或被动方式下与监控中心通过通讯线路进行数据通信。系统与现场控制机支持有线或无线通讯线路。诸如：电话拨号、ＡＤＳＬ宽带通讯、ＧＰＲＳ等通讯方式。４）自诊断自恢复功能现场控制器能上电后可自动对关键部位进行自检。在运行过程中，当受到干扰程序出现异常后，可自行恢复到异常前的状态，继续运行，不会出现死机现象。５）日历、时钟功能现场控制器能设有日历和时钟（年、月、日、分、秒），并可接受监控中心对时命令，使整个系统时间保持一