摘 要：隨著城市小鍋爐拆遷以及現(xiàn)代工業(yè)自動化水平的提高，實現(xiàn)城市熱網(wǎng)自動化控制已是必然趨勢。利用現(xiàn)代先進科學(xué)技術(shù)提高生產(chǎn)率，從而為熱電行業(yè)創(chuàng)造更加豐厚的利潤。如何進行投資少、見效快的技術(shù)改造是整個熱電行業(yè)非常關(guān)心的問題。本文闡述遼陽供熱公司利用GPRS技術(shù)對熱力站進行實際自動化控制。 關(guān)鍵詞：熱力站 GPRS技術(shù) 數(shù)據(jù)監(jiān)控 自動控制 1、完整自動控制結(jié)構(gòu)方案簡述 一個完整的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)如下圖所示，在物理層面上它主要由五部分組成：監(jiān)控指揮中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、一次儀表、輔助監(jiān)控設(shè)備；在軟件層面上主要包括三部分如圖1：現(xiàn)場控制軟件、通訊軟件、中央監(jiān)控調(diào)度軟件。 熱網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)采用分布式計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。即中央與本地分工協(xié)作監(jiān)控方法。中央控制室只負責(zé)全網(wǎng)參數(shù)的監(jiān)視、本地控制方式的調(diào)整和總供熱量、總循環(huán)流量的自動調(diào)控。本地的熱力站機組根據(jù)中央指定的控制方式完成現(xiàn)場自動調(diào)節(jié)控制功能。概括起來也可以叫做：“中央監(jiān)測，統(tǒng)一調(diào)度，現(xiàn)場控制”。以下根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的五部分組成，分別進行介紹。 2、監(jiān)控指揮中心 監(jiān)控中心的軟件平臺采用我公司的熱網(wǎng)控制系統(tǒng)，可輕松支持遠程訪問與控制，不論通過PSTN電話網(wǎng)、GPRS無線網(wǎng)、Internet或內(nèi)部局域網(wǎng)，任何一臺經(jīng)過授權(quán)的工作站都可瀏覽查詢現(xiàn)場的工況和數(shù)據(jù)并進行控制指令發(fā)送?？刂浦行牡墓芾碛嬎銠C不斷的采集現(xiàn)場控制機的數(shù)據(jù)，監(jiān)測現(xiàn)場控制機的運行情況并指導(dǎo)操作員進行操作。該計算機還向現(xiàn)場控制機發(fā)送控制和參數(shù)設(shè)置指令。操作員從控制中心通過該系統(tǒng)能夠方便地得到子站運行的數(shù)據(jù)并向子站下達指令。 遼陽市房產(chǎn)供熱公司是遼陽市的主要供熱單位，從近幾年年開始，在遼陽市政府的領(lǐng)導(dǎo)下，拆除了近30個鍋爐房，建設(shè)了遼陽市北草庫和竇雙樹兩大熱源廠，和與其相對應(yīng)的兩大熱網(wǎng)。到去年年底，建成熱力站51個，實現(xiàn)供熱面積近300萬平。圖2為遼陽市房產(chǎn)供熱公司的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)指揮屏幕。中間是遼陽市房產(chǎn)供熱公司供熱轄區(qū)圖，左邊是遼陽市房產(chǎn)供熱公司竇雙樹熱網(wǎng)LED監(jiān)控屏幕，右邊是遼陽市房產(chǎn)供熱公司北草庫熱網(wǎng)LED監(jiān)控屏幕。上面時時顯示兩個熱網(wǎng)各個循環(huán)泵站、熱力站的所有重要運行參數(shù)，為使遼陽市房產(chǎn)供熱公司時時監(jiān)控兩個熱網(wǎng)的正常運行。 [align=center] 圖2為遼陽市房產(chǎn)供熱公司的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)指揮屏幕[/align] 圖2間是遼陽市房產(chǎn)供熱公司供熱轄區(qū)圖，左邊是遼陽市房產(chǎn)供熱公司竇雙樹熱網(wǎng)LED監(jiān)控屏幕，右邊是遼陽市房產(chǎn)供熱公司北草庫熱網(wǎng)LED監(jiān)控屏幕。上面時時顯示兩個熱網(wǎng)各個循環(huán)泵站、熱力站的所有重要運行參數(shù)，為使遼陽市房產(chǎn)供熱公司時時監(jiān)控兩個熱網(wǎng)的正常運行。 3、通訊網(wǎng)絡(luò) 通訊是整個熱網(wǎng)控制系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)的樞紐，各個熱力站、熱源、管道監(jiān)控節(jié)點和泵站通過通訊系統(tǒng)形成一個統(tǒng)一的整體。為了實現(xiàn)運行數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測、控制、調(diào)度，必須建立連接所有監(jiān)控點的通訊網(wǎng)絡(luò)。 由于通信技術(shù)的不斷發(fā)展，目前有多種通訊方案可以選擇：本工程采用 GPRS在線方案：GPRS在線方案是無線撥號方案的改進，是在GSM網(wǎng)上利用虛擬專網(wǎng)技術(shù)和通信系統(tǒng)技術(shù)進步的結(jié)果。他在每個熱力站安裝一個GPRS通信控制器，通過撥號上GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，實時在線完成通信控制任務(wù)。GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示： [align=center] 圖3 GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[/align] GPRS方案的主要優(yōu)點是：利用無線網(wǎng)絡(luò)，不用接線，覆蓋范圍廣，安裝方便，穩(wěn)定可靠，擴展能力強，自動化程度高，可以達到實時在線的系統(tǒng)要求，進而實現(xiàn)現(xiàn)場無人職守。尤其是目前中國移動大力推廣，付費和優(yōu)惠方式多，運行費用低廉，是一種各方面都看好的通訊方案。 4、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備 場控制機是集散型控制系統(tǒng)的終端環(huán)節(jié)，既可獨立工作，也可以接受中央管理工作站的監(jiān)督指導(dǎo)?，F(xiàn)場控制機與其所控系統(tǒng)內(nèi)的傳感器、執(zhí)行器及被控設(shè)備組成了一個相對獨立的控制單元?，F(xiàn)場控制機的主要功能如下： 1） 參數(shù)檢測：主要完成管網(wǎng)現(xiàn)場過程的模擬量（如溫度、壓力、熱量等）、狀態(tài)量（如泵的狀態(tài)、溫度等）及脈沖量的測量。 2） 數(shù)據(jù)存儲：由于熱網(wǎng)運行的大惰性，和控制系統(tǒng)的非實時性，要求現(xiàn)場控制設(shè)備能按指定的時間間隔進行參數(shù)存儲，一般情況下這些參數(shù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)定期傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務(wù)器中。 3） 通訊：現(xiàn)場控制設(shè)備必須能夠在主動或被動方式下與監(jiān)控中心通過某種通訊網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信，以便監(jiān)控中心能了解系統(tǒng)的整個運行狀況，做到系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化運行。 4） 顯示操作功能：現(xiàn)場控制設(shè)備具備液晶顯示和操作界面，以方便運行人員在現(xiàn)場對運行狀況一目了然，同時可以人工直接控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行工況。 一次儀表及數(shù)據(jù)采集 一次儀表主要由各種傳感器和變送器組成： 傳感器用于檢測被測參數(shù)，如溫度、壓力、流量等信號。 變送器與傳感器相配合可以大大提高系統(tǒng)的抗干擾能力，并適于遠距離傳輸。 對于一個標(biāo)準(zhǔn)的水水換熱站，其需要利用一次儀表監(jiān)控及利用控制機采集的內(nèi)容如下： ★ 一次網(wǎng)供水溫度、回水溫度、供水壓力、回水壓力 ★ 一次網(wǎng)流量、一次網(wǎng)電動閥閥位 ★ 二次網(wǎng)供水溫度、回水溫度、供水壓力、回水壓力 ★ 二次網(wǎng)流量、二次網(wǎng)補水流量 ★ 循環(huán)泵運行狀態(tài)反饋、循環(huán)泵頻率反饋 ★ 補水泵運行狀態(tài)反饋、補水泵頻率反饋 ★ 補水水箱液位、用電量反饋 對于一個標(biāo)準(zhǔn)的汽水換熱站，其需要利用一次儀表監(jiān)控及利用控制機采集的內(nèi)容如下： ★ 一次網(wǎng)蒸汽溫度、凝結(jié)水溫度、蒸汽壓力、凝結(jié)水水位 ★ 一次網(wǎng)蒸汽流量、一次網(wǎng)電動閥閥位 ★ 二次網(wǎng)供水溫度、回水溫度、供水壓力、回水壓力 ★ 二次網(wǎng)流量、二次網(wǎng)補水流量 ★ 循環(huán)泵運行狀態(tài)反饋、循環(huán)泵頻率反饋 ★ 補水泵運行狀態(tài)反饋、補水泵頻率反饋 ★ 補水水箱液位、用電量反饋 5、輔助監(jiān)控設(shè)備 熱網(wǎng)控制的目的是用最經(jīng)濟的手段將需要的熱能安全地送到需要它的地方。由于供熱是要在城市中保證熱量的最終需要用戶的室內(nèi)溫度，因此利用輔助監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測供熱用戶的室內(nèi)溫度是否達到要求就成為必要。 一般情況下，每個按換熱站劃分的供熱區(qū)域應(yīng)當(dāng)根據(jù)供熱面積的大小并根據(jù)管網(wǎng)阻力大小及最不利狀況安置2～6個室內(nèi)溫度采集器，并利用其數(shù)據(jù)指導(dǎo)控制系統(tǒng)的運行如圖4。 [align=center] 圖4熱網(wǎng)監(jiān)控[/align] 溫度采集器是利用現(xiàn)有通信媒介實現(xiàn)的一種高科技產(chǎn)品，能自動采集室內(nèi)溫度，并根據(jù)需要上傳，其成本不高，安裝方便，是提高供熱網(wǎng)絡(luò)控制效果的利器如圖5。 [align=center] 圖5 換熱控制圖[/align] 6、結(jié)束語 該系統(tǒng)利用完善的GPRS網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)越的GPRS無線數(shù)傳終端作為主站與終端的信息交換，它備了遙測、遙控、遙信的強大監(jiān)控功能，克服了其它通訊方式監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，保證了系統(tǒng)高效、實時、可靠的運行。因此GPRS技術(shù)的使用將使換熱站的自動化控制有質(zhì)的飛躍。 參考文獻： 1.李征，王曉寧，金添.接入網(wǎng)與接入技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2005. 2.呂捷.GPRS技術(shù).北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004. 3.鐘章對，蔣文怡.GPRS通用無線分組業(yè)務(wù).北京：人民郵電出版社，2004. 作者簡介： 作者簡介：張鳳眾，男，1974年出生，碩士，講師，智能控制系統(tǒng)。 通信地址：沈陽市渾南新區(qū)渾南東路9號沈陽建筑大學(xué)信息與控制工程學(xué)院，郵編：110168 聯(lián)系電話：024-24693970，13940401690，Email：zfzneu@sina.com