基于GPRS系统的无人换热站的设计

宋可欣

阿城继电器股份有限公司，黑龙江哈尔滨150302

摘要 集中供热是国家大力推广的节能和环保措施，是今后供热的发展方向，它具有热效率高、节能、污染小、供热效果好等优点。热网监控系统是专为热网调度自动化而设计的，它集人机界面、数据库管理、计算机网络等先进技术于一体，是区域供热实现现代化管理的一个重要标志。本文主要论述热网中无人值守换热站的设计。

关键词 GPRS；换热站；无人值守

中图分类号TU995 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0171-02

1 集中供热的几种方式

目前在我国北方，集中供热系统是最常见的供热方式。GPRS热网监控系统是利用覆盖全国的移动公司GPRS网络平台，将热网中的各个热用户的用气参数，包括温度、压力、流量等，通过一次仪表、二次仪表将数据通过GPRS通信终端发往调度中心的数据中心服务器上的数据库，并通过监控软件对数据进行实现监控、报警、报表统计、曲线分析、数据总貌等多项功能。实现对数据的监控的供热方式。集中供热一般分为以下几级：1）监测级。实现采集、观测热力站的供回水运行参数，温度设定自动调节电动执行阀. 一般采用无纸计录仪对信号进行采集和存储，利用其扩展功能对阀门进行PID调节，用通信接口可对采集的数据远距离传送。2）基本控制级。在监测级的基础上，增加了对水位监测和室外温度补偿，自动调节二次网供回水温度。一般采用PLC进行采集及控制，增加了对水位监测和室外温度补偿，自动调节二次网供(回)水温度，具有判断和分析能力。3）高级系统级。在基本系统级的基础上，增加对电气控制，提供完整智能调控、自我诊断及故障处理。利用PLC强大的扩展能力及运算、逻辑判断分析能力，增加对电控系统控制，提供完整智能调控、自我诊断及故障处理，实现无人值守换热站。

2 换热站的监控组成

2.1 换热站的硬件组成

换热站采用西门子PLC，台达触摸屏，宏电无线GPRS模块，PLC和人机界面通过RS232通讯，实现现地调节功能，并通过GPRS模块采用RS485的通讯方式将数据送往监控中心。

2.2 换热站的数据采集

换热站主要监视的变量有室外温度，一次网的供水温度，回水温度，供水压力，回水压力，电动阀门，流量计及二次网的供水温度，回水温度，供水压力，回水压力，水箱液位，循环泵变频，补水泵变频，补水流量，进水电动调节阀，用户温度等。采集到的数据通过GPRS模块，采用UDT的方式，发送监控中心，监控中心采用固定IP，模块要进行端口5002，通讯方式采用RS485，9600，8，1无校验的方式配置。

用户温度采集使用大庆工力公司的远程电话温度采集系统GL-2000。该系统是由终端温度测量、远程电话温度数据传输、远程监控中心平台组成。GL-2000系统采用三层应用体系：1）拨号服务器；2）网络数据发布服务器；3）网络终端应用。

3 换热站的监控系统

将采集数据传回调度指挥中心，并对数据采集并存储，以多种形式表达， 方便查询历史数据，通过更加客观准确的数据，对换热站运行状况进行科学分析判断，指导维护人员调整处置。可以实现现场控制器的远程维护，修改控制策略，修改报警参数值等。控制循环泵的启/停；提供低水压保护和连锁功能，也支持变频器控制。实时监控及时调整各种参数减少去现场次数。

另外采用无人值守管理模式，可以对巡检人员进行电子考勤，自动计录并保存以方便管理人员对巡检人员的管理。

提供明细报表:如小时报表、日报表、周报表、月报表等的功能。以表格或其他直观形式显示。做出各种统计图表，如曲线图、饼图等。所有显示画面可在操作员指定的网络打印机上输出。

可对补水量进行计量，查看瞬时补水量和单位时间的累积用水量及时发现失水，避免跑、冒、滴、漏的现象发生。

监视和控制循环泵（补水泵）的运行状态如：运行/故障、1#泵/2#泵、工频/变频、手动/自控（自动/自控）等，可实现循环泵（补水泵）启/停和保护连动。

对变频水泵实现调控和监视，查看工作频率、电流、电压、功率及转速等重要参数（视情况而定）。

对一次网循环水流量采用相应措施，避免因流量变化出现耦合发生水力失衡现象。

无人值守换热站具备报警及事故处理管理功能，实现自动控制、自动报警、联锁保护等功能，如果运行过程中出现的问题，及时报警，提供相应信息供调度员通知维修部门处置，提高了维护效率，保证运行安全。对过去的报警可以按站点或按时间进行查询，并记录报警的处理人和处理时间。

在换热站控制系统中还附加了安防系统功能和巡检核查登记系统，在监测环境温湿度的同时，还可以监测门窗、电源、电压、电流、地面水分、设备温度、等安防信息。出现意外时系统自动远传报警，达到无人值守基站的防护标准对调节系统可采用开环或闭环控制，确保一次网和二次网供水、回水的温度、压力准确稳定，使换热温度达到用户的要求，并对其故障实现实时报警和联锁启停切换控制；实现本地控制和远程控制的双控制模式。

4 无人值守换热站的特点

以往一般是以当日的平均温度（或最低温度）为基准，控制供（回）水温度，由于时间跨度大，昼夜温度也大（一般10℃左右），如果低温时能满足要求，那温度升高时显然不够经济。甚至以用户投诉为准，虽然也能调节，但很难及时调整。而通过无人值守换热站热网监控系统，以用户温度为参照，用室外温度作补偿，利用专家PID运算，通过对电动调节阀实现了最合理、最及时的调节，从而避免了人工调节在时间上的滞后性和对经验的依赖性。提高了运行经济性和精确性，也提高了供热服务质量，时时刻刻让用户处于最佳室温。

由于无线通信技术的不断发展，技术不断升级，覆盖范围广，免安装免维护。是一种比较可行的通讯方案，GPRS在线运行稳定可靠，资费也逐年降低，为将电话宽带换成GPRS方式提供了可能。

5 结论

无人值守换热站，对换热站设备的自动控制，在满足了用户需求的前提下，可节约了大量的人力、物力资源，节能降耗。同时，管理人员可以更清楚的了解各个换热站的运行数据，使管理更加有的放矢，有效的提高了供热系统管理水平；为生产调度指挥提供良好的环境支持。

参考文献

[1]陶然，熊为群主编.继电保护、自动装置及二次回路[M].中国电力出版社，2006.

[2]许敬贤，张道民.电力系统继电保护[M].北京电力出版社，1963.