1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明 北方城市，由于冬天氣溫很低，需要集中供暖。如果供暖的管網(wǎng)出現(xiàn)問題，小則影響一個(gè)小區(qū)，大則影響一個(gè)城區(qū)，和居民的生活密切相關(guān)。而且管網(wǎng)分布面積很大，一般在幾十平方公里以上，長度一般超過5公里。簡單靠人工循檢，已經(jīng)無法滿足城市規(guī)模越來越大，人口越來越多，要求越來越高的需要。 熱力管網(wǎng)監(jiān)控實(shí)質(zhì)是SCADA系統(tǒng)，主要由監(jiān)控主站、通信系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端構(gòu)成。監(jiān)控主站由通信管理單元和監(jiān)控工作站監(jiān)控，對于要求高的，可能還需要數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，對于需要遠(yuǎn)程瀏覽的還需要WEB服務(wù)器。通信系統(tǒng)差別很大，可以是電話線，雙絞線，數(shù)傳電臺，GPRS電臺等。遠(yuǎn)程終端簡稱RTU，是負(fù)責(zé)遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備，因?yàn)槠涔ぷ鳝h(huán)境一般在室外，環(huán)境比較惡劣，對可靠性和抗干擾能力要求較高。 熱力管網(wǎng)遠(yuǎn)方監(jiān)控還需要大量的儀表，如溫度變送器、壓力變送器、流量計(jì)等。 1.1. 現(xiàn)狀綜述 全國各地已不同程度地進(jìn)行了熱力管網(wǎng)監(jiān)控的試點(diǎn)工作，目前參與的廠商數(shù)量比較多，水平參差不齊，各個(gè)廠家都是在做試點(diǎn)工作，也有個(gè)別廠家開始規(guī)模推廣。也暴露出很多的問題，主要表現(xiàn)在現(xiàn)場設(shè)備可靠性差，可維護(hù)性差，不能承受現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境（包括高溫、低溫、潮濕和沙塵）。數(shù)據(jù)開放性不夠，往往是各個(gè)廠家互不兼容，軟件數(shù)據(jù)不能共享，呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)的自動(dòng)化孤島。 1.2. 設(shè)計(jì)思想 目的： 熱力管網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對熱力站、管網(wǎng)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測，采用輪詢-應(yīng)答的通信方式，將檢測到的熱力站，熱力管網(wǎng)狀態(tài)，通過各種通信方式傳送給實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并以C／S或Ｂ／Ｓ模式，使各個(gè)部門能夠及時(shí)熱力站，熱力管網(wǎng)工作狀態(tài)，能實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)的運(yùn)行情況，如監(jiān)視熱網(wǎng)最不利壓差，協(xié)調(diào)控制熱源的供給以適合熱網(wǎng)負(fù)荷的變化，保證熱網(wǎng)安全、可靠、高效的運(yùn)行。 原則： 開放性原則，通信協(xié)議采用業(yè)界較為通用的MODBUS協(xié)議。軟件采用組態(tài)軟件，用戶可以自行開發(fā)，自行維護(hù)，RTU采用具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的產(chǎn)品?，F(xiàn)場儀表變送器盡可能選用24V供電的，輸出4～20mA的設(shè)備。 整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成如下： 方案說明： 監(jiān)控主站采用工控計(jì)算機(jī)，保證7×24運(yùn)行。通信方式考慮建設(shè)的復(fù)雜度，一般推薦采用GPRS或者數(shù)傳電臺，架設(shè)速度快。監(jiān)控裝置選用易控微網(wǎng)公司的STC-1、STC-2 微型RTU設(shè)備。 2. RTU系統(tǒng) RTU英文名稱Remote Terminal Unit，IEC現(xiàn)在給的名稱TeleControl。 是一種遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備。易控微網(wǎng)公司的STC-1是一種合乎IEC要求的一種微型RTU設(shè)備，其型號STC為Small TeleControl的縮寫。STC-2是一種可以直接完成交流電量采集的微型RTU設(shè)備，主要用于泵站的監(jiān)控。 2.1. 功能 STC-1 微型RTU設(shè)備的功能。 ● 8路開關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。 ● 8路開關(guān)量輸入，也可以作為脈沖量輸入。 ● 8路直流采樣,可以接各種變送器。 ● 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)485通信口，1個(gè)RS485/232接口，支持MODBUS或其它規(guī)約，擴(kuò)展更加容易。 ● 貼片安裝，無外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 ● 卡式導(dǎo)軌或螺絲固定，現(xiàn)場安裝更加便 STC-1主要用于測溫點(diǎn)，測壓點(diǎn)和流量的監(jiān)控。 STC-2設(shè)備主要功能： ● 三表法測量準(zhǔn)確測量三相交流電壓、電流、有功、無功、頻率、功率因數(shù)、零序電流等電參量, 可以測量變頻器輸出。 ● 具有3路獨(dú)立的開關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警 ● 6路開關(guān)量輸入，也可以作為脈沖量輸入 ● 2路直流采樣,可以接各種變送器 ● 兩路通信接口，支持MODBUS規(guī)約，支持主站端的熱備用 ● FFT算法，可計(jì)算1－7次諧波 STC-2 主要用于泵站的監(jiān)控。 2.2. 現(xiàn)場安裝 每個(gè)檢測點(diǎn)需要安裝一個(gè)監(jiān)測箱，監(jiān)測箱要求合乎IPC55防護(hù)等級要求。在監(jiān)測箱內(nèi)安裝1臺或者多臺STC-1、STC-2微型RTU，采用24V供電。箱內(nèi)配一個(gè)220V/24VD或者12V的開關(guān)電源，給RTU和電臺、變送器供電。 溫度變送器選用PT100的溫度變送器，輸入為3線制，輸出為2線制。 壓力變送器選用2線制的設(shè)備，由24V供電。 流量計(jì)可以選用電磁流量計(jì)或者渦輪流量計(jì)，輸出可以是4~20mA或者是頻率信號。頻率信號可以接STC-1的開關(guān)量輸入，可以計(jì)算單位時(shí)間流量，還可以計(jì)算總流量。 STC-1的繼電器輸出可以控制閥門，應(yīng)用非常方便。 對于熱力泵，供水泵，STC-2可以監(jiān)控其工作電壓電流，出口溫度，出口壓力，流量計(jì)頻率信號可以接STC-2的開關(guān)量輸入，可以計(jì)算單位時(shí)間流量，還可以計(jì)算總流量。STC-2需要安裝三個(gè)電流互感器。 對于熱力站可能需要多個(gè)STC-1或者STC-2，安裝時(shí)可以把他們的RS485接口通過雙絞線構(gòu)成一個(gè)RS485網(wǎng)絡(luò)，然后通過1臺SCM-1通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。 電臺也安裝在控制箱內(nèi)，通過50歐姆饋線輸出。電臺的通信接口接STC-1、SCT-2或者SCM-1的RS232接口。 3. 通信 SCADA系統(tǒng)的通信方式可以多種多樣，考慮系統(tǒng)的可靠性，有可能還要有備用通道。通信的方式總體說來分為兩種，一種是自己架設(shè)的專線系統(tǒng)，一種是架設(shè)在公網(wǎng)上的系統(tǒng)。 自己架設(shè)的系統(tǒng)：自成系統(tǒng)，不需要?jiǎng)e人參與，運(yùn)行費(fèi)用低，架設(shè)成本高，需要用戶自己維護(hù)。包括，自架的電話線，雙絞線，光纜，載波，微波，電臺等。 公網(wǎng)系統(tǒng)：電話線，專線，ISDN，幀中繼，衛(wèi)星線路，GPRS等。架設(shè)費(fèi)用低，不需要用戶維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用高。 用戶選擇時(shí)需要自己根據(jù)各種利益和費(fèi)用考慮。 考慮熱力管網(wǎng)分散，和建設(shè)的速度，我們推薦采用無線方式。 自行架設(shè)可以采用數(shù)傳電臺，相關(guān)手續(xù)：到無線電管理委員會(huì)申請頻點(diǎn)，登記，購買數(shù)傳電臺。費(fèi)用：頻點(diǎn)占用費(fèi)，電臺費(fèi)用，饋線，天線費(fèi)用，架設(shè)費(fèi)用。 參考價(jià)格:頻點(diǎn) 1500元/年 電臺 2000元左右 天線饋線 500元 公網(wǎng)GPRS或者CDMA，需要和當(dāng)?shù)氐闹袊苿?dòng)或者中國聯(lián)通洽談?dòng)?jì)費(fèi)方式（可以包月或者按照流量計(jì)費(fèi)），費(fèi)用包括GPRS/CDMA收費(fèi)，GPRS電臺費(fèi)用。 參考價(jià)格：包月 100元左右 電臺 2000元左右。 參考數(shù)傳電臺： 數(shù)傳電臺可以選擇深圳固迪GD230V型25W/8W功率穩(wěn)定超強(qiáng)型無線數(shù)傳電臺，具有如下特點(diǎn)： ● 高性能、高穩(wěn)定、高可靠 ● 適合于各種惡劣的工作環(huán)境； ● 精密壓鑄鋁結(jié)構(gòu)配合精良的電路設(shè)計(jì)，抗干擾能力更強(qiáng)； ● 采用溫補(bǔ)頻率基準(zhǔn)源，確保高穩(wěn)定收發(fā)頻率； ● 專業(yè)的散熱設(shè)計(jì)適合于長期不間斷工作； ● 有效通信距離遠(yuǎn)； ● 采用頻率合成技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)靈活方便地設(shè)置頻點(diǎn)； ● 全部設(shè)置通過設(shè)置軟件完成，操作簡便； ● 點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)，靈活組網(wǎng)； ● 提供外置調(diào)制解調(diào)器接口； ● 提供模擬通道，方便進(jìn)行話音通信； ● 可選配手咪喇叭配件，直接對講，方便工程施工； ● 電源工作指示燈、空中收發(fā)指示燈及數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈使工作狀態(tài)一目了然； ● 采用超大規(guī)模集成電路，低功耗設(shè)計(jì)，SMT生產(chǎn)工藝； ● 工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計(jì)，溫度范圍寬。 ● 集收發(fā)數(shù)據(jù)、話音通信于一體，功能強(qiáng)大。 1． 總體指標(biāo)： ● 頻率范圍：VHF/UHF ● 頻率穩(wěn)定度：1.5ppm ● 信道間隔：25KHz/12.5KHz ● 調(diào)制方式：MSK ● 數(shù)據(jù)接口：RS-232(標(biāo)準(zhǔn)配置) RS-485(選配) ● 接口速率：9600/4800/2400/1200bps（可設(shè)置） ● 接口校驗(yàn)：無校驗(yàn)/奇校驗(yàn)/偶校驗(yàn) （可設(shè)置） ● 信道速率：2400/1200bps （可設(shè)置） ● 信道總數(shù)：16 （可擴(kuò)充） ● 天線阻抗：50Ω ● 電源電壓：DC 13.8V?。?2—15V） ● 電源消耗：接收時(shí)＜100mA，滿功率發(fā)射時(shí)＜5.5A ● 體積：長×寬×高＝149mm×109mm×50mm 2．接收機(jī)指標(biāo)： ● 接收靈敏度：≤0.25μV（12dB信納比） ● 雜散及鏡頻干擾：≥70dB ● 鄰道選擇性：≥70dB ● 接收失真：≤3% 3．發(fā)射機(jī)指標(biāo)： ● 輸出功率：25W （5-25W連續(xù)可調(diào)） ● 最大頻偏：5Kc ● 鄰道抑制比：≥70dB ● 雜散發(fā)射比：≥70dB ● 發(fā)射啟動(dòng)時(shí)間：≤40ms 參考GPRS GPRS MODEM 可以選擇深圳市泰達(dá)鑫通信技術(shù)有限公司開發(fā)的TGM8800 GPRS無線數(shù)傳系統(tǒng)，具有如下特點(diǎn)： 4. 主站端 選用計(jì)算機(jī)硬件軟件的原則為夠用，一定時(shí)間內(nèi)不落后。選用油井控制器的原則價(jià)格合理，可靠性高。 4.1. 硬件 根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況配置個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，包括監(jiān)控工作站、通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。 監(jiān)控工作站選用流行的個(gè)人計(jì)算機(jī)或者工控機(jī)。P4 2.0GHz ,512M RAM,80G 硬盤，20英寸顯示器或者17英寸LCD顯示器，鍵盤、鼠標(biāo)和多媒體套件。配備打印機(jī)一臺。 通信服務(wù)可以選擇工控機(jī)，對機(jī)器要求不是非常高，可以靈活配置。 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選擇小型工作組服務(wù)器即可。 4.2. 軟件 軟件選用組態(tài)軟件，可以選用的產(chǎn)品：國內(nèi)的 開務(wù)2000，組態(tài)王等，國外的INTOUCH,FIX等。 參考價(jià)格：國內(nèi)不限點(diǎn)版本 報(bào)價(jià) 5萬元左右，可以有折扣。 國外軟件可以向代理商咨詢，也有國外的盜版軟件可用。 系統(tǒng)集成工作：包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建立，數(shù)據(jù)命名，畫面設(shè)計(jì)，畫面制作，畫面數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈接。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器安裝，配置。WEB服務(wù)安裝，配置，WEB頁面制作等。 完成功能： 監(jiān)控中心采集現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算處理，對運(yùn)行人員提供操作指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對熱網(wǎng)的監(jiān)測控制、