远程监控系统在供热中的应用

2014-08-07何忍宏

中州大学学报 2014年5期

何忍宏

(郑州市热力总公司，郑州 450041)

远程监控是利用网络技术、电子技术、视频影像技术，直接对现场进行影像传输的一种高新技术。现在我们所说的远程视频监控系统，是能完成一个复杂转换的高科技应用技术。它利用半导体的器件或者光敏、压敏元件，采取电路的图样，融合现代控制技术，在计算机平台上进行计算运行。远程监控系统因为应用范围较广，市场开发的潜力巨大，动力十足。至今为止，远程监控系统已经在供热方面有了实际的运用，而且取得了不错的成就。

一、远程控制在集中供热系统中的发展状况

我国的集中供暖发展状况比较缓慢，跟西方发达国家比较，还有一定的距离，从早期的人工维持供热设备的运行，到现在的采取智能化的控制手段。集中供热的远程控制系统，从总体上来说，基本上经历了四个比较大的阶段。刚开始的集中供热是简单的管理阶段，因为原本的供热设备，需要人们进行周期性的勘察，以防止材料不足或者设备运行不稳定，但是随着监控系统的出现，科学家将监控系统利用到集中供热方面，实现了在办公室就能看到设备运行情况，并能根据运行情况再进行燃料的添置和巡检，大大降低了人力资源的投入。但是，这只是利用了视频监控的最基本的功能，并没有实现供热设备的全智能化。随着监控行业电子产品的进一步开发，远程监控在供热系统中用到的电子设施被逐渐开发出来，建立了系统型的监控平台，也就是我们常常提到的监控系统基础建设，也就是第三阶段。再后来，因为监控产品在热力信息提供方面有不可替代的作用，产品在供热行业逐步发展，所有综合类产品都有了长足的发展。到目前为止，热力系统的远程监控，已经能够达到完全自动化的阶段，实现了远程监控和自动化调节的第四阶段。可以看到，从第一到第三阶段，属于热力系统的监控设备发展阶段，因为设备发展不完善，还需要人工调整。到后来的第四阶段，已经基本实现了机器自主监控，并且根据监控的情况，实现无人值守热力站，全面实现机器自动化控制。虽然我国的集中供暖起步比较晚，但是随着城市建设的发展，集中供暖技术也发展迅速，现在已经进入了全面发展的阶段。到2013年，我国的城市供热比率已经升到了百分之四五十，远程监控式的供热站数量也跟着增加。远程监控化的供热系统因为能够实现无人值守，大大节约了人力，极大的提高了工作效率，现在此技术已经运用到很多城市中，也受到很多热力公司的欢迎。

二、远程控制系统的总体描述

1.远程监控系统是利用计算机，通过网络光缆进行图像声音的远距离传输，而图像画面则在计算机上显示，操作者直接从电脑显示器上查看相关信息的网络系统。不仅如此，操作者还可以通过查看到的信息对系统中的计算机进行远程操控，实现远程控制的目的，而操控过程需要我们设计一定的机器语言和指令，其系统结构框架如下图1、2所示。

图1 系统结构图

2.我们现在需要了解的是在远程监控的基础上，实现远程控制的双向技术。在系统计算机中，一般分为操作机和终端机，在操作机上技术人员可以实现对供热设备的具体运行情况查看，查看燃料是否充足、设备运行运行是否稳定；查看设备加热的水温温度等，然后根据现实状况，对终端机进行操作。我们在操作机进行工作时，需要匹配的应用软件，将主控软件跟被控软件分别装在操作机和终端机上，然后在操作机上进行操作。操作者要求有一定的权限，在登陆时需要密码和用户名，通过系统设置的身份验证后，才可以对热力系统进行远程操控。此操作系统按照硬件可以分为远程监控中心、热力站部门以及终端监控机三部分，我们主要利用现场总线技术，并且将总线上的各个部件联系起来，实现信息的传递。例如锅炉上的温度传感器，用于监控的监控设备，视频信息收集的视频监控器，用于调整整个系统的PLC系统或者变频器。这些终端装置将收集到的信息通过系统总线，传输给远程控制中心，远程控制中心通过对信息的整理，分析得出结论并发布指令，使其控制的机器作出相关动作。这样就形成了一个小范围的局域网，能够实现信息的交流互换。通过远程控制，我们能够掌握加热站运行时的各类信息，包括加热站的水温、加热站的供、回水温度、加热站的泵体所承受的压力、加热站的管路的承受的压强还有泵站的补水状况等，根据这些数据对整个加热站进行调整，实现低功耗管理。

图2 远程监控系统的设备分布图

3.远程监控系统原理：远程测控终端JY-RTU6640-M提供设备状态指示灯，方便设备维护。其宽电压供电范围：7V～30V；带RS232、RS485(232也转为485的情况下，可以有两路485)接口；内置大容量SPI-flash(容量可选1Mbit-64Mbit)，实现数据的长时间本机保存(需定制)；6路AD仿真量输入(12位)，输入电压为0～30V，也可以测量4～20mA工业电流信号；6路继电器输出控制、4路光耦输入输出控制(输入和输出的位数自选)；内置RTC，掉电可自动计时，定时定点唤醒，需定制；高效的电源管理设计，在对功耗要求严格的场合，实现低功耗节能，延长工作时间，需定制；传输支持多种协议，我公司自定协议和Modbus协议(ASCII、RTU、Modbus TCP)完美支持；Modbus从机工作模式：标准从机、从机主动回传；Modbus主机工作模式：标准主机、主机不巡检；数据远程传输支持GPRS、以太网等。

三、采用远程监控系统的优点

1.原来锅炉供热模式

日常生活中设备的运用，都必须重视设备安装的过程，尤其一些危险系数较大的设备。像我们常见的取暖用的锅炉设施，因为属于储藏热气的压力型容器，若操作不当，容易发生爆炸事故，所以在安装过程中要特别注意。另外锅炉燃烧还需要注意锅炉房不得安置在人流量大，群众密集的地方，不得靠近使用可燃液体的危险火灾建筑，即使条件所限必须靠近这些危险环境，也应该做好防火墙。根据锅炉房设置在多层和高层建筑地下或者楼层夹层的位置不同，各个锅炉的蒸发量和压力也应该严格控制在规定范围内。在锅炉运行中，我们需要掌握很多信息，以保证锅炉运行的安全：锅炉的受压位置的部件的焊接缝质量检测的记录，锅炉主体安装位置找正记录，锅炉的安全阀门安装检测记录，锅炉管道水压测试结果，锅炉的严密性检测报告，安全阀门调整的所有记录，锅炉的辅助机器运行记录，锅炉的本体水压测试，锅炉带负荷运行的记录等所有详细报告。可见我们传统的锅炉供热方法，非常复杂，而且整体稳定性较差，在运行过程中需要我们了解定期维护，耗费人力物力。

2.远程监控系统供热模式的优势

因为远程监控系统是利用远程识别系统对锅炉的运行信息进行收集确认，所以掌握的锅炉的信息比较全面，不需要专门的人员去定期记录，节省了大量人力。另外，由于锅炉在运行中，出现故障是随机的事情，人为的周期性检测，可能会有疏漏，在周期内就出现异常，导致整个供暖系统的瘫痪。但是现在采用的远程监控系统进行控制，基本实现了二十四小时的监控力度，并且可以根据监控情况绘制详细的锅炉运行状况表，实现热力站的数据的实时收集和快速集中，能够方便锅炉人员对锅炉的运行状况做比较客观的评价审核。而且通过现场数据，锅炉维护技术人员能够直接通过电脑对锅炉进行检修恢复，技术人员即使不到现场也能完成复杂的锅炉维护。另外，监于加热站运行还有一定的危险性，实施远程监控，能够保障人们的生命安全，减少人员伤之事故。我们还可以将供热站的数据信息传导网上，供本专业方面的人员研究，帮助其他供热站发展，实现本行业的全面进步。

随着加热站的数量逐步增多，供热面积的逐步增大，利用远程监控系统的供热模式已经成为一种社会潮流，在节省人力开支的前提下，还能实现供热站的稳定运行，提高劳动生产率，降低企业供热成本，实现全自动的设备运行，对时代的发展也有着非常重要的意义。

四、远程监控的主要功能

1.实现对供热系统的信息的实时监控

传统的加热站系统，我们虽然也定期对加热站进行巡检，但是因为受到一些外在因素的影响，我们只能查看一些基本的数据，象水温、压力，并不可能对系统的每个点都有比较详细的了解，而且因为我们不可能实现一天二十四小时不间断的监控系统设备，人工的监控总是有休息时间的。但是利用远程监控系统，就可以直接反应泵站的实时的状况，包括泵站的各类综合指数和泵站的一天二十四小时经受的压强、水路的水温。另外就是能够对整个管路的通行状况做比较全面的信息收集。

2.实现了局域网内的信息交换

因为远程监控系统，是利用设备总线，将设备连接起来，每一个小的局域网都有执行器，所以能够独立自主控制行动，还能通过传输工具进行数据的相关统计，帮助我们了解整个泵站的运行状况。因为整个系统都具有处理数据的能力，所以比起一般的泵站，远程监控系统加热泵站对于事故的处理能力更强，能更快速的解决遇到的问题。

3.实现技术方面的交流

因为远程监控系统可以直接通过操作端控制，所收集到的信息也可以通过操作端上传到网络，通过网络集合更多专业的人员进行探讨，研究机器数据，了解加热站运行是否正常，是否有改进的必要，能否进行改造等方面，加强技术的革新。

4.实现对泵站的工作状况的准确了解

因为远程监控系统能够对系统的各个方面进行准确的辨别认知，所以在我们进行工作时，能够了解整个加热泵站的运行状况，能够比较早的掌握整个泵站的各类数据。还有因为是通过远程监控系统进行控制，很多危险性的操作都可以进行，而不用担心有人员的危害。