鄭州熱力總公司換熱站監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及調(diào)試

第一章 系統(tǒng)概況 在本項目中，鄭州熱力總公司換熱站監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)分為三大部分。第一是調(diào)度中心部分，第二是換熱站采集及控制部分，第三為系統(tǒng)通信部分。 建設(shè)規(guī)模如下：調(diào)度中心1座；分中心 3座；換熱站19個；區(qū)域供熱鍋爐數(shù)據(jù)4座；電廠接口 2個。 第二章 總體方案描述 在系統(tǒng)架構(gòu)上采用由河北久信電子科技有限公司提供的分布式計算機(jī)采集監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。我們把整個SCADA系統(tǒng)按功能劃分為調(diào)度中心系統(tǒng)、子站系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)三大部分。 調(diào)度中心系統(tǒng)：集中監(jiān)視和控制管網(wǎng)的運行，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于B/C/S模式構(gòu)建，基于TCP／IP和UDP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。調(diào)度中心軟件系統(tǒng)按照功能構(gòu)架劃分為三個子系統(tǒng)，分別為服務(wù)器數(shù)據(jù)采集及控制軟件實時系統(tǒng)、報表數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)，從而完成對系統(tǒng)內(nèi)熱力管網(wǎng)換熱站現(xiàn)場運行狀況的監(jiān)測和控制，為生產(chǎn)調(diào)度提供及時、準(zhǔn)確和可靠的管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，并將工況數(shù)據(jù)在熱力公司內(nèi)部網(wǎng)或INTERNET上實時發(fā)布，供公司領(lǐng)導(dǎo)及各個職能管理部門參考，并由此安排部門的生產(chǎn)計劃。 換熱子站系統(tǒng)：接受執(zhí)行調(diào)度中心下達(dá)的指令和向調(diào)度中心反饋信息。按照硬件構(gòu)架劃分兩個子系統(tǒng)，分別為現(xiàn)場RTU、配電和通訊系統(tǒng)。RTU部分完成數(shù)據(jù)的采集和控制；配電部分為換熱站控制提供電力能源；通信部分完成與調(diào)度中心的握手。 通信系統(tǒng)：為調(diào)度中心與各換熱子站之間提供數(shù)據(jù)傳送通道，從而保證各監(jiān)控點的信息能準(zhǔn)確傳送到調(diào)度中心，同時調(diào)度中心下達(dá)的指令能無誤地傳到各監(jiān)控點。 本系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下： 第三章調(diào)度中心 調(diào)度中心是SCADA系統(tǒng)的中樞，中心系統(tǒng)軟件的主要功能： a. 用戶地圖；b.報表功能；c. 圖表曲線功能；d. 故障處理和報警功能；e. 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫查詢功能；f. 完整設(shè)備數(shù)據(jù)庫；g. 實時在線功能；h．系統(tǒng)安全設(shè)置；j．控制功能。 3．1調(diào)度中心的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 調(diào)度中心的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包含了物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)兩個概念。物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。 3．1．1調(diào)度中心的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 3．1．2系統(tǒng)數(shù)據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 調(diào)度中心將采用客戶服務(wù)器(C／S)和分布式（B/S）相結(jié)合的數(shù)據(jù)構(gòu)架，即所有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、軟件升級等重要系統(tǒng)功能和全部數(shù)據(jù)都在服務(wù)器端，并由服務(wù)器做基于IE的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布；客戶端由兩個分中心組成，通過服務(wù)器端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)（通過GPRS網(wǎng)絡(luò)）。 B／S構(gòu)架的使用大大降低了系統(tǒng)成本，使不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和人機(jī)界面達(dá)到完美的統(tǒng)一。在此基礎(chǔ)上，我們使用瘦客戶模式技術(shù)，即使用B／S構(gòu)架的客戶端僅僅安裝IE瀏覽器即可，無須進(jìn)行特定軟件包的輔助安裝，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)投資，使系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)升級簡潔、高效。 整個系統(tǒng)形成了以C／S數(shù)據(jù)構(gòu)架為核心，B／S通用網(wǎng)絡(luò)顯示和專用網(wǎng)絡(luò)顯示雙構(gòu)架并存的數(shù)據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 第四章 子站系統(tǒng) 換熱子站系統(tǒng)（遠(yuǎn)程終端站）監(jiān)控子站參數(shù)的運行狀態(tài)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、本地監(jiān)控、遠(yuǎn)程傳輸?shù)墓δ堋?4．1系統(tǒng)簡介 改造后的思路是：每個遠(yuǎn)程終端監(jiān)控站由專用RTU、HIM、后備電源及通信設(shè)備組成，替代原來的無紙記錄儀。除原來的數(shù)據(jù)采集及現(xiàn)場人機(jī)界面外，在功能上增加對補(bǔ)水箱監(jiān)測和控制，更多狀態(tài)參數(shù)、開光量，并且通過通信網(wǎng)絡(luò)和上位機(jī)通信 ，使調(diào)度人員在調(diào)度中心能夠和各個換熱站時時握手。 4．2系統(tǒng)功能及參數(shù) 中心及顯示顯示終端監(jiān)測的參數(shù)： 4．3 測試過程中遇到的問題： ● 干擾問題：主要集中在溫度數(shù)據(jù)采集，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)值不對以及需要人工敢于才能夠顯示。解決方法：在沒有改變布線的前提下，通過濾波解決。 ● 通信盲點：通過改變天線的長度解決。 4．4區(qū)域鍋爐數(shù)據(jù)的采集 1、 區(qū)域鍋爐數(shù)據(jù)的采集由兩塊無紙記錄儀和一塊單顯表完成，由于儀表型號比較早，而且是RS-232輸出。在要求使用一個傳輸模塊而不增加成本的情況下，我方自行開發(fā)一個串口轉(zhuǎn)換器解決了問題，而且實現(xiàn)遠(yuǎn)程召測。 2、 區(qū)域鍋爐上的DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)我們利用無線路由器通過計算機(jī)網(wǎng)口把原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸{(diào)度中心。 第五章 網(wǎng)頁發(fā)布系統(tǒng) 5．1概述 由于一般工業(yè)自動化軟件只安裝在監(jiān)控中心等專門場地，可移動性能不強(qiáng)。當(dāng)維護(hù)人員不在監(jiān)控中心時將無法進(jìn)行監(jiān)控，為了能讓維護(hù)人員或企業(yè)管理者隨時隨地了解管網(wǎng)狀況，我們因此開發(fā)了基于WEB設(shè)計的管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)。有了該系統(tǒng)，授權(quán)用戶不論在家里、辦公室或出差在外都可以隨時隨地通過因特網(wǎng)登錄到企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù)器，查看管網(wǎng)狀況并可以根據(jù)查詢條件得到相應(yīng)結(jié)果。系統(tǒng)以曲線圖表、文字表格和管網(wǎng)分布圖上標(biāo)注等方式直觀形象地予以描述，從而滿足用戶隨時隨地能獲悉管網(wǎng)運行工況的需要。 5．2軟件組成和特性描述 網(wǎng)頁數(shù)據(jù)發(fā)布軟件通過曲線、圖表、文字表格等方式，把工況數(shù)據(jù)以網(wǎng)頁的形式在企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)發(fā)布，使授權(quán)用戶不必局限在監(jiān)控中心內(nèi)，甚至在家中，在國外都可以及時地了解到管網(wǎng)運行情況。 5．2．1系統(tǒng)特點： ◆ 客戶端采用國際流行的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽界面，用戶極易掌握使用。 ◆ 采用通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，SCADA系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都可由此在企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)發(fā)布。 ◆ 客戶端硬件要求低，安裝有IE瀏覽器軟件的普通PC機(jī)均可。 ◆ 客戶端可移動性強(qiáng)，筆記本電腦可以通過電話撥號獲取數(shù)據(jù)。 ◆ 具有安裝發(fā)布程序，無需為每個客戶特別配置。一旦數(shù)據(jù)組成發(fā)生變化，只需在服務(wù)器端更新網(wǎng)頁或發(fā)布新版本程序即可，便于系統(tǒng)的集中管理。 5．2．2系統(tǒng)安全 為確保系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性，采用以下四級防護(hù)機(jī)制： 1用戶端安裝有源代碼已編譯封裝好的DHTML處理軟件。 2用戶端可選安裝軟件加密鎖。 3局域網(wǎng)外用戶登錄服務(wù)器之前，須經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)防火墻的檢查。 4服務(wù)器上有數(shù)據(jù)庫對登錄用戶的帳號、密碼和權(quán)限進(jìn)行統(tǒng)一的專門管理。 5．2．3系統(tǒng)功能  管網(wǎng)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)顯示  管網(wǎng)現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)查詢  管網(wǎng)現(xiàn)場運行曲線