换热站监控方案

热交换站热交换站 远程监测控制方案远程监测控制方案 1 1 前言前言 早在 2010 年 7 月，我们就开始研究热交换站的控制， 很多很有经验的用 户提出了自己的看法，也基本帮我们进行了产品的定义。详细情况可以参考 我们公司的论坛。 秉承腾控一贯的设计理念，腾控定义了一款完全满足热交换站需求的可 编程控制器，一个控制器正好可以满足一个热交换器的要求。这个控制器就 是腾控科技的 WLT-912 产品。 WLT-912 基本是按照热交换器控制要求设计的，其输入输出的数量，特 别是模拟输入输出的数量，完全按照热交换器的要求。 我们的热网监控方案是基于物联网平台的，但是考虑到热网这种特殊的 行业要求，一般还是建议用户直接部署的方式，由用户建设监控中心，而不 是租用方式。 2 2 系统架构系统架构 监 控 中 心 WEB服务器 监控中心通 信服务器 监控主机 监控主机 交换机， 路由 交换机， 路由 器 及 VPN 服 务器 WLT912 控制器 ADSL 路由 器 及 VPN 服交换机， 务器器 及 VPN 服 务器 WLT912 控制器 互联网 DTU 交换机， 路由 器 及 VPN 服 交换机， 路由 器 及 VPN 服 务器 务器 WLT912 控制器 ADSL 交换机， 路由 器 及 VPN 服 务器 WLT912 控制器 WLT912 控制器 系统架构如上图所示，上图展示了通过互联网构成监控系统的例子。通 信方式可用是 ADSL 或者 DTU，建议用ADSL。考虑整个系统的安全性,我们 采用腾控物联网协议 TCBUS，这是一个可以跨越防火墙，具有访问控制的协 议，能够大大降低从站端的网络配置的复杂度，降低人员要求。该协议是一 个专用协议，其协议文本不公开，能够比较高地保证网络安全。 控制器采用WLT-912， 通信方式采用ADSL或者DTU。 如果采用MODEM 在目前的技术发展的情况下会非常麻烦， 电话 MODEM 和 MODEM POOL 都 很难找到了，而且非常昂贵，带宽非常窄。 3 3 热交换站的控制热交换站的控制 热交换站分为水-水交换和汽-水交换两种。在城市供热应用中，由于汽- 水交换站的安全性问题，使用的越来越少，原来汽 -水交换站很多改造成为水- 水交换。而且就热交换器而言，水-水交换的输入量和控制量多于汽-水交换， 水-水交换的控制器完全可以用于汽-水交换。本方案主要以水-水热交换为主。 一个热交换站一般至少有 2 台热交换器（一用一备的应用模式） ，大的交 换站可能有多台热交换器，一般是 2 的倍数。 一个热交换器包括热交换器，高温进水管路，高温回水管路，低温出水 管路，低温回水管路，高温水泵，低温水泵，控制阀门，补水阀门等。 需要采集的信号包括 一次网供水温度，回水温度，进水压力，回水压力，流量，热量。 二次网供水温度，回水温度，进水压力，回水压力，补水流量，补水箱 液位，水质 PH 值。 室外环境温度（做控制策略用） 控制量： 一次网 电动阀开度，一次加压泵频率 二次网 循环泵频率，补水泵频率 智能控制 根据环境温度 根据室外环境温度和时间变化，调节电动调节阀的开度或者一次加压泵 的频率，以达到控制回水温度的目的。另外根据室外温度的变化，自动调节 循环泵的频率。 其控制策略如下： 由二次循环泵旁通管压力为参照量，控制补水泵变频器，对系统实现恒 压，以补水流量计反映系统的失水情况。 根据典型室内外温度和二次网回水温度，控制一次网变频泵的频率，实 现二次网的回路质调节。或者调节一次网回水电动阀的阀位，实现实现二次 网的回路质调节。 根据典型室内外温度和二次网供回水牙齿，控制二次网循环泵的频率， 实现二次网回路的量调节，达到节能的目的。 安全保护 保护分为报警点和保护点，报警点只报警不保护，保护点既报警又保护， 参数可以人工设定。 超温，超压，停电，循环泵停，循环泵频率低于 30HZ，低压，补水泵停， 水箱液位低需要实现保护。 一次网或者二次网管路出现严重意外，应立即关闭一次网供回水的电动 切断阀，防止事故扩大。 换热站的控制 共计模拟量输入 11 路，模拟量输出 3 路，开关量输入 12 路，开关量输 出 4 路。热量表和流量计一般采用RS485 接口，需要1 或者 2 个串口，而远 程通信，需要一个网口或者串口，当地的显示需要一个串口。 腾控科技为换热站设计的专用可编程控制器 WLT-912，是工业级以太网 一体化可编程控制器，支持 IEC61131-3 标准的编程环境。 14 路 DI，光电隔离 6 路 DO，晶体管输出 12 路 AI，16 位 A/D，可选输入 0-5V 或 0-20mA 4 路 AO，12 位 D/A，可选输出 0-10V 或 0-20mA 提供 1 个 10M/100M 以太网接口，支持 MODBUS/TCP 协议，支持 IEC870-5-104 协议 2 个 RS232/RS485 接口和 1 路 RS485 接口，支持 MODBUS 协议或者 自由口编程 提供 1M 的用户数据空间和 1M 的用户程序空间可用， 支持网络远程调试 和编程，支持文件系统。 内部提供实时时钟 串口支持功能强大的自由口编程功能，可用接热量表和流量计。另外的 串口可以接触摸屏。 AC90～264V 供电，最大功耗小于 12W 工作环境 工作温度：-40℃～+85℃ 湿度：5%～95%RH 无凝露，IP20 防护 腾控 WLT-912完全满足该需求。 WLT-912支持 5 种 IEC 标准的编程语言， IL,ST,LD,FBD 和 SFC，另外支持 C#编程。采用 32 位的嵌入式处理器，运算 能力强大，提供给用户的数据空间和程序都很大，可以方便使用各种控制策 略 。另外支持文件系统，可以存储运行日志，数据记录等。 3 3 监控系统监控系统 由于热交换站分布相当的分散，又关系到政府形象和民生，要尽力避免 用户投诉的发生，有一种能够随时了解运行情况，能够对其进行远方控制的 系统是非常必要的，这样能够大大降低人员的劳动强度，能够及时发现运行 的状况，及时根据天气情况改变运行状况，起到节能的目的。 这样的系统就是热交换站监控系统，其时就是由现场的控制器，通信或 者网络系统以及监控中心计算机和软件构成的。 在这样的系统中，通信采用有线或者无线的方式，有线主要是宽带方式 或者电话拨号的方式，无线主要是 GPRS 或者 3G 网络的方式。 要求实现如下功能： 可以实现远程设置和修改控制参数和控制策略，人工调节电动阀开度和 远程启停循环泵和补水泵，调节循环泵的频率。 热交换站的运行数据分析，数据管理和报表统计和打印功能 上传数据应存入数据库中，历史数据应能一表格和曲线的形式显示。 报警数据应方便查询，具有智能故障分析功能。 以 WEB 方式发布。 有全网的统筹调度功能和温度平面图，压力平面图和流量平面图等。 系统的安全等级和操作等级的划分。 我们控制中心采用的是基于物联网的数据平台。 该平台是基于 B/S 架构的软件，采用大型数据库作为支撑平台，系统为 三层结构， ，包括数据库，中间层和 WEB 服务器。支持用户部署和租用两种 运营方式。用户部署就是用户安装服务器，配置网络