浅谈换热站远程监控系统的研究与应用

潘虹

【摘 要】随着各种科技、信息技术的不断发展，我国换热站的管理水平也有了较大的提升，这主要是由于远程控制技术的应用，该技术的应用不仅能够增强换热站的监控能力，还可以有效提升整体控制水平，减少人为操作误差和劳动强度，在促进集中供热节能环保的同时，也为用户提供了舒适的环境温度。文章主要分析了换热站远程控制系统的构成及其应用。

【关键词】换热站；远程监控系统；应用

引言：

远程控制技术是通过网络实施远距离控制的技术，这里的远程不是字面上的远距离，而是指通过网络进行远端控制。通常换热站远程监控系统都是以PLC与组态软件为基础的，是综合了暖通工程与计算机技术以及通讯技术的换热站远程监控系统。该系统可以实时采集数据、监控换热站运行工况，由于具有较强的通讯能力，且软件功能灵活，因此可以实现现场设备的远程网络化管理。

一、远程控制技术在换热站管理中应用的必要性

为了满足供热用户的要求，换热站会采用远程监控系统，以期达到供热现代化管理的目的。应用计算机实施集中控制和科学的量化管理，是供热管网设备安全、稳定、经济运行的必要条件，该系统能够实现换热站运行的动态跟踪监视，并通过远程数据的自动获取，进行集中调动和控制。有了计算机的实时监控可以及时准确地判断出是在供热系统中哪一环节出现了问题，是设备故障、管网的损坏，还是用户人为造成的管网漏气而导致的，从而进行处理。在集中供热领域中不仅对热力站流量、压力、温度等参数的检测与控制有高精度的要求，而且根據城市发展的需要，热力站在供热负荷允许的情况下还会增加新的管道和供热用户。目前很多换热站采用人工监控，一方面浪费了人力，另一方面在出现事故隐患时，若操作人员没有及时发现问题就容易造成设备事故。而远程监控系统能很好地解决这些问题。

二、换热站远程监控系统的总体结构

换热站远程控制系统将换热站的有人值守、手动运行转变为无人职守全自动运行。控制器、传感器、通讯模块组成热网监控系统的远程终端站，远程终端站通过与其相连的仪表和执行机构，完成对换热站及其他现场设备的数据采集、控制功能，实现热力站的全自动控制，能够安全启停机组，达到无人值守。

换热站远程监控系统通常包括单独控制和监控中心集中控制两种方案，在脱离监控中心计算机管理的情况下，各换热站可以实现单独控制，现场控制器和监控界面可以实现对整个供暖流程的监控，保证系统正常运行，并将采集量等重要信息保存下来；监控中心与各换热站控制系统通过网络相互连接并实现通信，现场控制器定时向上位机发送运行数据包，上位机可以向下位机发送控制命令，修改运行参数并定时巡检。即监控中心上位机组态软件可实现远程监控所有换热站运行工况，便于统一管理，保证整个系统能在最合理的状况下运行。图1为换热站监控系统结构图。

各换热站单独控制：现场控制器通常为西门子公司的S7-300PLC，因为S7-300系列的PLC抗干扰能力强，能够长时间在恶劣的环境下连续工作，且有强大的网络通信功能，现场控制器PLC通过I/O接口与现场设备相连来监测被监控量并向执行器发送控制信号，以实现对换热站运行过程的控制，并定时向上位机发送现场检测参数，接受上位机下发的控制命令，同时现场采用触摸屏控制界面，接受现场操作人员修改运行参数和工作方式设置，在监控中心上位机出现故障时，能独立完成整个供暖过程的监控并保留监测数据，能实现外来人员入侵报警，系统要稳定且便于调试，在最大程度上保证系统正常运行。

监控中心控制：监控中心的计算机通过工业以太网和网络适配器与各换热站现场的控制器相连接，通信协议由用户定义实现对各换热站统一管理和调度；通常为了增加人机界面的灵活性，会通过组态软件建立换热站运行工况监控界面，构建动画，以动态画面、数字量、开关状态、曲线图等形式显示换热站运行状态，监测并控制现场工况；建立实时和历史数据库，实现实时查询参数和历史曲线记录并定期备份数据打印报表，为系统分析能耗提供依据；还应该包括报警模块，检测系统故障报警，实现对整个热网的监测、管理，使热网能够低耗、安全运行。

三、换热站管理中远程控制系统的具体应用实例

某集中供热换热站由汽水换热器组成的换热系统、循环水泵组成的循环水系统、补水泵组成的补水系统来构成。该换热站应用了远程监控系统。第一，系统可以自动进行故障诊断，并在监控画面上显示各种情况参数并控制设备运行状态。第二，系统可以根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水温度之间的对应曲线。控制器可以通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽流量进行控制，以达到对二次供水温度的控制。此设计的特点在于能够通过室外温度对二次供水的温度进行控制，以达到节省能源，提高供热质量的目的。第三，在系统中增加晚间节能的设置，根据需要设置晚间供热温度。自控系统通过加入时间日程表的控制，实现一天当中不同时刻对应不同的温度。第四，PLC通过压力传感器和变频器来实现对二次供水压力的控制，当一台补水泵无法通过变频补水达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以变频的方式进行补水。最终实现更加智能化的恒压补水控制。第五，在换热站的控制系统中还附加了安防系统的功能，在监测环境温湿度的同时，还可检测门窗、电源、电压、电流、地面水份、设备温度等安防信息，出现意外时，系统自动远程报警，达到无人值守基站的防护标准。第六，换热站控制系统的调节系统采用自动调节控制，确保了进汽和供水的温度、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连锁启停切换控制。

该系统的具体调节控制单元包括：第一，换热器二次供水温度调节控制回路。主要功能：通过控制换热器一次蒸汽管网入口蒸汽调节阀，实现换热器二次热水出口温度的自动控制。第二，换热器冷凝水水位调节控制回路。主要功能：通过控制换热器冷凝水排水调节阀，实现换热器冷凝水水位的自动控制。第三，补水流量调节控制回路。主要功能：通过控制补水流量调节阀，实现二次回水压力的定压自动控制。第四，二次供水压力调节控制回路。主要功能：通过控制循环水泵变频器转速实现二次供水压力的定压自动控制。

四、结束语

总而言之，随着我国供热网的不断扩大，如何科学有效地控制和管理热网，有效提升换热站的经济效益和社会效益，已经成为供热企业最主要的研究内容，所以远程控制技术在换热站管理中的应用具有重要意义。

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