热网监控系统由3个部分组成:热力站现场PLC控制单元、有线 电话网数据通信系统、中控室计算机数据中心。PLC通过EBI(EBI属于数据通信系统,中文名称是工程楼宇智能,英文名称是Engineering Building Intelligence,主要包括服务器、调制解调器)完成与计算机数据中心的通信。PLC定时将数据发送给EBI,EBI接受后立即转发到计算机数据 中心,同时PLC实时接受EBI发来的数据,完成相应控制功能。系统实现了上级和下级两级监控,上级为中央控制室,下级为若干个热力站,通过通信系统将各 个热力站连接起来。
2 热力站的主要控制功能及控制方法
①热力站主要控制功能
对循环水泵、电动调节阀二级管网供回水压力进行在线监测,并根据热力站的运行工况要求对补水箱水 位、变频泵及停电、防盗向中央控制室发送各种报警信息及对现场温度、压力、流量、液位信号进行采集。在热力站中通过触摸屏完成人机交互,控制各种设备稳定 运行。对现场调节阀及各种电机的控制,设计了就地控制、触摸屏控制、远程中控室控制3种控制方式。热力站控制单元主要由PLC数据采集及控制单元、各种现 场变送器、电动调节阀等组成,集测量与控制于一体。
②控制方法
a.根据预先设定的报警值对生产过程中产生的异常事件生成多种报警形式,并根据工艺要求预设各种报 警的优先级,主要报警抑制次要报警。对一些较复杂的控制和调节,如变频补水泵联锁及执行器的调节,热力站控制单元能够运用一些适用的、可靠的算法对过程值 进行调整,使其保持在一定的范围内,从而实现对过程的控制。
b.变频补水泵联锁控制。当补水箱无法正常上水造成水位过低时,控制单元关闭补水泵,停止对二级供 热管网补水,同时向中央控制室发出报警信号;当变频补水泵工作异常而造成过量补水达到极限值时,控制单元强制切断补水泵电源,停止补水,同时立即发出报警 信号;当二级管网回水压力恢复正常后,再重新投入变频补水泵。
c.二级管网回水压力的控制。当管网泄漏造成压力急剧下降,且二级管网压力低于0.1MPa时,控制单元立即关闭循环泵,同时强制关闭补水泵。
d.停电报警及防盗功能。因本地电力部门的检修,热力站周期性停电,因此每个站内都配置了不间断电 源。当供电出现故障或停电时,现场控制单元能够生成停电报警信号,发送至中央控制室,以便采取相应措施。同时也配置了防盗器,非巡检人员非法进入热力站 后,控制系统生成非法闯入报警信号并上传,通知操作人员。
3 有线电话网数据通信系统
通信系统主要通过EBI和ADSL网络来实现,采用TCP/IP协议。考虑数据传输的可靠性和可持续应用,选用公共电信通信网络,其优点为:
①组网简单、迅速、灵活,可随时随地构建电话网络,接入便利,造价低。
②通信链路由专业运营商维护。
③当中控室需要实时监测各热力站数据时,监控系统可采用点对点电话拨号方式;当不需要实时监测时,可采用“短消息”服务方式。热力站在出现故障时可以自动向中控室发出报警信息,以便调度人员采取相应措施。
4 中控室计算机数据中心
中控室计算机数据中心能够根据应用软件的需求对数据进行定位和操作;提供各种图形及多媒体显示;在操作站上对过程数据进行读写操作,完成控制和监视;对数据进行处理、存储、分析等。一部分数据可通过局域网连接到总公司管理信息系统,为生产管理提供快捷方便的信息平台。
中控室计算机数据中心的功能为:
①通过手动或自动的方式定时调节无人值守热力站的供回水温度。
②根据设定值调整相关参数、控制方式、调节参数联锁值、报警值,进行PID回路整定。
③通过点击电子地图来查看任意热力站内受控设备的运行状态及工艺流程中的运行参数。
④以柱形图、运行曲线、数据表格等方式指示各热力站的运行参数。
⑤安全管理。对重要设备的操作、重要参数的修改均进行自动记录,包括登录的操作员对设备进行的操作、时间、修改前的参数值、修改后的参数值等,以便进行事故分析处理。
5系统优势
①先进性。应用国内外先进技术,采取切实可行的控制策略,监控系统结构完整,采用智能化手段,通过全面自动控制功能的实现符合热力站无人值守的要求。
②高可靠性。与传统的无线电台数据通信相比,有线电话网数据通信的抗干扰能力增强,能在恶劣的环境中长期可靠运行,易配置、易接线、易维护。隔离性好,适应较宽的温度范围,平均无故障间隔15a。数据通信覆盖范围大,由原来的23座热力站增加到67座热力站。
③功能强大。系统采用的TCP/IP协议是开放性很好的协议,可以轻松进行系统扩展,组态软件支持DDE、OPC、EXCEL500等,同时也为世界各大厂商设备提供完善的驱动程序,为其他系统接入本系统提供方便。
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