自控系统在无人值守热力站中的应用

李 明

(太原市热力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001)



自控系统在无人值守热力站中的应用

李 明

(太原市热力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001)

结合工程实例，介绍了无人值守热力站的优势，探讨了自控系统在无人值守热力站中的实施策略，并分析了自控系统的各项功能，使自控系统在无人值守热力站中的应用达到了节能降耗的效果。

集中供热，热力站，视频监控系统，热网自控系统

1 概述

近年来，我国集中供热工程的规模不断扩大，在保证人民温暖过冬的情况下，在节能降耗，创建节约型社会已是一种趋势。热力站是连接电厂和用户之间的中间环节。热力站稳定、安全可以影响到供热质量，提高热力站的工作效率还具有十分重大的节能意义。以前热力站大部分采用工作人员站内值班观察现场设备的运行状况，定时记录各设备的参数。这种模式要求配置足够的人员满足热力站运行，这样很浪费人力，另一方面出现隐患时操作人员难以及时发现，易造成设备事故。随着供热面积的扩大和科技的进步，这种运行管理模式已经不能适应公司发展需要，为进一步提高运行管理水平，节约人力资源，降低生产成本，不断提高公司的经济效益和社会效益，实施热力站无人值守势在必行。实现热力站的无人值守也成为当今供热行业的一个重要课题。

2 公司基本情况

我公司现有热力站249座，值班人员主要职责为：观察设备运行情况、水质化验、记录并上报参数，同时对发现的问题上报调度，并接受调度指令进行处理。这种传统的运行管理模式已经实行了15年，但效率非常低。我公司利用先进的工业自控技术、计算机技术、通讯技术构成的热力站及远程监控管理系统，将其中161座热力站改造成为无人值守站，占所有热力站的70%。无人值守站的成功实施，提高了公司热网的运行管理水平，降低人员管理费用，节约能源，节省运营费用，并提高中控室的监控能力，使公司对热力站有了更有效的管理。

3 无人值守热力站的自控系统介绍

我公司无人值守热力站的自控系统包括：远程视频监控系统和热网自控系统两部分，通过运行人员巡视的方式，实现热力站无人值守全覆盖。

3.1 视频监控系统

公司将249座热力站中的161座无人值守热力站划分为11个视频监视系统，每个视频监控系统设一个监视中心。每个视频监控中心对所辖的无人值守热力站进行视频监控。热力站点采用网络高清摄像头对站内情况进行实时监视和信息存储，然后利用通讯线路将数据分别传输至各个监视中心，并由监视中心的值班人员实时进行监视。视频监控系统主要由三部分内容组成，即单个热力站视频监视系统、通讯网络和监视中心。

1)单个热力站视频监视系统。单站监视系统由网络高清摄像机、硬盘录像机及其他辅件组成。高清摄像机主要安装于热力站门口、换热器、循环泵、补水泵、软化罐等关键部位。硬盘录像机安装于值班室，通过专用的视频编码器，将模拟的视频信号进行数字化和压缩编码，并将前端设备的录像数据进行实时存储。

2)通讯网络。通讯网络是整个监控系统联络的重要一环。由运行商接入网络，我公司选用联通公司之前已搭建起的VPN虚拟局域网，将已有的电话线升级成光纤，保证了视频传输的稳定，将每个热力站画面分别传输到各个监控中心。

3)监视中心视频监视系统。中心站点视频监视系统由1台服务器，2台液晶电视，1套视频监视管理平台以及其他辅件组成。主要负责接收所辖热力站的视频。服务器通过视频监视管理平台对接收到的网络数据进行解析，同时发送图像到液晶电视显示。功能主要有视频图像播放、录像回放及监控摄像头变焦调整控制等。视频图像播放：实现在电视屏幕上播放热力站实时视频。录像回放：通过选择录像存储的时间段来进行回放。摄像头变焦控制：通过对摄像头的变焦操作可以实现监测点图像的放大和缩小功能。

3.2 热网自控系统

热网自控系统，是针对各个热力站设备进行的监测和控制的系统，是全网运行的控制中心。由热力站控制系统、通讯系统、中控室监控系统组成。

1)工程简介。我公司目前共有热力站249座，供热面积达1 800万m2。热力站一般由循环泵组成的循环水系统、补水泵组成的补水系统、由调节阀组成的温度调节系统构成。热力站在一次管网、二次管网安装有用于测温的温变送器、测压力的压力变送器、一次网回水安装有测流量及热量的流量计、热表及电动调节阀，测水箱水位的液位传感器等，通过PLC内的各类集成模块对这些参数进行采集并处理。整个控制系统能对一次网的电动调节阀、二次网的变频循环泵、二次网补水系统等进行控制。热力站的自控系统完成数据的收集、设备的控制、实时通讯，并将数据上传至中控室。本工程可选择根据压差控制、流量控制或者温度控制策略，优化了控制效果，提升了供热质量，减少了能源的消耗。由于设备的改造更新，加上与北京同方公司签订的节能合同后，13年以来新建热力站使用的是同方公司提供的MOX系统，该系统较之前的贝加莱系统更为先进，更为稳定,实现预定的控制能力。

2)系统组成。我公司自控系统主要包括热力站自控系统，中控室系统。其通讯方式为采用联通公司搭建的VPN虚拟局域网进行通讯，全部为光纤入站，宽带4M,具有通讯稳定，不延时，好维护，成本低等优点。热力站自控系统由以下几个部分组成：a.现场仪表：有温度变送器、压力变送器、液位传感器、热表、流量计、电动调节阀等设备，均采用国内外大型品牌，以保证产品质量及售后，主要作用是采集现场各数据。b.现场控制系统：主要由功能模块、一体化触摸屏组成，模块包括CPU模块、模拟量接口模块、开关量接口模块，并包括开关电源，变压器等设备，给模块及现场仪表、电动阀提供电源。将采集好的数据传输至触摸屏，进行显示。并可以将数据利用VPN虚拟局域网传输至中央控制室的服务器上，当中控室给其权限的情况下，现场触摸屏可设置运行参数，控制现场流量、温度等参数。c.中央控制室：监控所有热力站的生产和设备运行情况。由服务器上的组态软件对数据进行实时采集并记录，软件能对采集回来的数据进行二次分析，通过电动阀等设备来调整热力站温度。

3)中控室组态软件功能介绍。针对无人值守热力站的特殊性，根据情况对中控室的组态软件功能进行了进一步的优化，主要功能如下：a.采集各无人值守热力站的实时数据，包括一次网供水、回水压力、一次网供水、回水温度、一次网流量、热量、一次网阀门开度、二次网供水、回水压力、二次网供水、回水温度、水箱液位、循环泵频率等参数，除压力值为实时采集，其他参数采集频率一般为5 s,通过联通的专线传输至中控室，保证了无人值守热力站所有数据能及时上传到中控室，中控室值班人员实时了解各无人值守热力站的运行状况，发现问题能及时安排人员处理，保证了站内设备的安全及整个系统的稳定。b.历史数据的查询及曲线功能，该软件可以选择任意范围内的参数曲线，以便对无人值守热力站及热源运行状况进行分析。c.报表功能，软件可生成实时和历史报表进行打印。d.报警功能，对无人值守热力站的所有参数都可以进行报警，目前公司主要针对一次网供水压力、二次网回水压力、水箱液位三个重要的参数进行报警设置,当以上三个参数发生异常，低于或超过设定值时，会发出报警提醒值班人员及时发现故障，便于工作人员对无人值守热力站的维护。e.巡检功能，在各无人值守热力站的控制柜上的触摸屏界面内，有巡检功能，当巡站人员到站内后进行点击确认到岗，巡检完毕后再进行点击进行确认巡检完毕，控制器会将数据上传至中控室便于值班人员对巡站人员进行监督。

通过自控系统对无人值守热力站运行参数的监视、控制，不仅节省了大量的人力资源，减少了人工成本，而且大大提高了工作效率，对公司的发展建设起到了很大的作用，最大程度的创造经济效益和良好的社会效益。

[1] 胡寿松.自动控制原理[M].第5版.北京：科学出版社,2013.

[2] 张少军,谭 志.计算机网络与通信技术[M].北京：清华大学出版社,2015.

[3] 贺 平,孙 刚.供热工程[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2010.

Application of automatic heat network system in unattended thermal power station

Li Ming

(TaiyuanThermalPowerCorporation2ndHeatingBranchCompany,Taiyuan030001,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces advantages of unattended thermal power station, explores the implementation strategies of automatic control system in unattended thermal power station, and analyzes automatic system functions, so as to achieve the energy-saving and emission reducing effect through applying automatic control system in unattended thermal power station.

central heating, thermal power station, video monitoring system, automatic heat network system

1009-6825(2017)11-0145-02

2017-02-06

李 明(1982- )，男，工程师

TU995.7

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