安控SCADA系统系统在城市供热监控中的实际应用 |
一、系统概述
某市换热站远程集中监控系统主要目的是对供热区内的新建居民小区换热站运行情况进行远程集中监控，保证居民生活供热质量。系统具有数据采集及传输功能：能够实时采集区域内所有换热站（包括水-水站、气-水站）的全部技术数据，包括压力、温度、流量、热量、水电消耗及水泵状态等各种基础数据，通过公司专用电话网络将各个子站的数据传输到中央调度室，公司调度可以在调度室了解到各个换热站的各项运行参数，能够控制单个站点的手动/自动运行方式。整个系统包括17个换热站及1个监控中心，以后每年有新增站点。
二、技术难点
该系统是个典型的SCADA系统的分布式控制系统，系统分布区域广，通讯方式复杂，现场技术调控手段复杂，对可靠性稳定性要求更高，在项目的实施过程中将会遇到多个疑难问题，如何解决好这些疑难问题，将对整个项目的顺利实施起到重要的作用。
* 目前缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断；
* 系统运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均；
* 供热参数未能在最佳工况下运行，供热量与需热量不匹配；
* 运行数据不全，难以实现量化管理。
* 系统调试中，涉及到与多个电气设备如加压泵、电动阀门、变频器等连锁控制，而这些电气设备能否在系统的控制下正常的运行，是该系统实施成功与否的关键。
* 工程中变频器、和流量计采用自定义协议RS232/485通讯完成数据的采集，转换为标准Modbus协议。由于采用的自定义协议种类多，RS232/485需要单独口通讯，所以需要通讯口数量大于3个。如有些流量计本身具有数据接口，但其通讯协议为其本身所特有。
三、解决方案
ECHO SCADA 系统是真正的分布式数据采集与监控系统。系统上每一台计算机都是一个独立的节点，每个节点独立执行系统初始分配的任务。这种结构的优点就是不会因为一个节点的离线而影响整个网络的运行。ECHO SCADA 系统通过客户机/服务器模式进行节点对节点的通讯，是网络上的节点共享数据。ECHO SCADA 5000系统再广域网上运行时一样，远程访问不同位置上的节点就如同访问本地局域网上的节点。
1、使用产品
1)SuperE－M。该款RTU是面向数据采集与监控的微型通用RTU。在程序的控制下，控制器可完成复杂的数据采集、逻辑和过程控制等功能。支持GPRS/CDMA、无线电台、RS-485、PSTN、Ethernet、微波、卫星、无线网桥等通讯方式，可方便地组成SCADA系统，实现本地∕远程测控。
* 采用先进的32位芯片，嵌入式实时多任务操作系统。
* 符合IEC61131-3标准，支持LD、FBD、IL、ST、SFC五种编程语言。
* 支持15点以下的I/O信号数据采集、逻辑和过程控制等功能，有多种控制器类型可选，满足用户的不同需求，也可根据用户需求对I/O数量配置进行定制。
* 支持Modbus RTU/ASCII/TCP、DNP3等通信协议，具有RS232、RS485、Ethernet等通信接口。
* 电源、信号输出输入端均采取隔离保护，并与主控电路隔离。
* 看门狗及数据掉电保护功能，可长期保存设定参数及历史数据。
* 工业标准设计，DIN导轨安装结构，方便现场安装及内部硬件组态。
* 元器件采用优秀的工业级产品，经过严格的测试和筛选。
* 工作温度-40~70ºC，工作湿度5~95%RH，适应各种室外恶劣环境。
* 产品通过CE认证。
2)组态软件。系统可实现灵活组态，支持多种通讯协议接入。在实现系统要求功能的基础上，用户也可方便地进行维护和二次开发。
3)拨号MODEM。外置式专线 MODEM采用工业级ROCKWELL芯片,RS232外置接口Modem品质优良性能优越，对电话线路有较好的适应能力，不易断线连线速度高完全支持PNP功能，安装方便可在WIN2000、WINXP等目前流行的操作系统下运行，可使用于DOS环境下的一些数据传输软件、通过端口直接对MODEM进行操作。
2、通讯模式
系统网络结构图
3、系统功能
数据调度监控中心。数据中心采用计算机监控系统作为监督、管理系统，它除了实现现场参数的显示、记录、打印和报警功能外，还可以对供水温度进行最优化计算，用来指挥控制系统，以此去自动调整给定值，从而使供热过程处于最优状态。
换热站。各换热站通过RTU控制器对站内供热运行的温度、压力、流量、热量等参数的检测，通过PID控制方法结合室外温度、参数设定值调节变频器输出和阀门输出，达到保证供热质量并且节能的目的。监控中心和现场RTU直接通过拨号MODEM发送到数据中心服务器的组态软件中；数据中心将收到的数据处理后保存，将处理结果用控制指令发送到各换热站，真正达到了无人职守。
4、应用效果评估
城市集中供热工程SCADA系统的成功运行，全面提高了供热技术水平。系统对于保证供热系统优质供热、安全运行、经济节能、环境保护等各个方面都具有十分重要的作用。 |
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