城市供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶(工業(yè)印染廠、室內(nèi)采暖等)組成的龐大、封閉、復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)。隨著城市供熱管網(wǎng)建設(shè)的高速發(fā)展，由單一熱源到多熱源，管網(wǎng)規(guī)模和設(shè)備數(shù)量不斷擴(kuò)大，熱用戶急劇增長。如何有效管理城市供熱系統(tǒng)的設(shè)施設(shè)備，提高熱網(wǎng)運(yùn)行效率，節(jié)約能源，滿足用戶需求成為擺在城市供熱部門面前急需解決的問題。
要保證供熱質(zhì)量，必須具備兩個(gè)重要前提，一是要保證系統(tǒng)內(nèi)有相應(yīng)的壓力。二是要保證系統(tǒng)內(nèi)水介質(zhì)的適當(dāng)溫度和流量。只有保證這兩個(gè)重要前提，才具備保證供熱質(zhì)量的條件。這就需要對供熱管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和管理。
監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成：整個(gè)系統(tǒng)分為1個(gè)中心站和N個(gè)分站，中心站設(shè)在供熱調(diào)度中心，中心站的GPRS無線通訊模塊通過RS-232串口與上位機(jī)相連；各分站分別設(shè)在各主要供熱管道換熱站上，分站GPRS無線通訊模塊與RTU終端直接相連，可采集溫度、壓力、流量等各種數(shù)據(jù)和控制供熱管網(wǎng)測量點(diǎn)及供熱源控制端的運(yùn)行。
系統(tǒng)框圖如下：
中心站GPRS無線通訊模塊用RS-232串口與上位機(jī)相聯(lián)，對各分站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。
框圖如下：
各分站在換熱站采用GPRS無線通訊模塊與RTU相連，采集溫度、壓力、流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并根據(jù)中心站指令對各采集點(diǎn)進(jìn)行有效控制?？驁D如下：
解決方案分析
系統(tǒng)由中心站和從站組成。主站負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理，從站采用RTU模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、控制及上傳。
從站利用RTU模塊對換熱站的溫度、壓力、流量、水泵的電流、溫度、啟停狀態(tài)等信號(hào)進(jìn)行采集及處理，數(shù)據(jù)通過GPRS無線通訊模塊傳送到中心站，同時(shí)接受中心站傳來的命令對換熱站水泵、調(diào)節(jié)閥等進(jìn)行控制。該系統(tǒng)可以對換熱站進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控，操作人員在主站可以看到各換熱站的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對換熱站進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)換熱站無人值守。
主站采用PC計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)RS-232串口和GPRS無線通訊模塊相連，主站向從站發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收從站發(fā)來的數(shù)據(jù)。主站接收從站傳來的各自信號(hào)，處理后顯示輸出，如果有異常情況發(fā)生，可進(jìn)行聲音報(bào)警，提醒操作人員采取措施，防止事故發(fā)生。系統(tǒng)有在線組態(tài)功能，根據(jù)整個(gè)熱力系統(tǒng)的狀況，自動(dòng)對各從機(jī)在線組態(tài)，控制整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。主機(jī)可自動(dòng)生成各種報(bào)表，并設(shè)有值班檢查功能及定時(shí)打印、隨機(jī)打印功能，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)熱力系統(tǒng)自動(dòng)化管理。
系統(tǒng)優(yōu)勢
1. 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)解決了熱網(wǎng)運(yùn)行失調(diào)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)平衡運(yùn)行，大大提高了供熱效果。
2. 起到了節(jié)能降耗的作用，熱力站根據(jù)室外溫度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)供水溫度，從而最大程度地節(jié)約了能耗，提高了供熱的服務(wù)質(zhì)量。
3. 熱網(wǎng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)基本保持同步，這是以往熱網(wǎng)運(yùn)行中投入多大的人力及物力都不可能實(shí)現(xiàn)的。
4. 避免了偷汽、漏汽現(xiàn)象，由于24小時(shí)在線運(yùn)行，杜絕了用戶偷汽的想法，現(xiàn)場計(jì)量出現(xiàn)故障可以在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并將故障時(shí)間記錄備案。避免計(jì)量方面的損失。
5. 通過仿真系統(tǒng)對熱網(wǎng)進(jìn)行水力、熱力計(jì)算，熱網(wǎng)的控制運(yùn)行分析，使熱網(wǎng)達(dá)到最優(yōu)化運(yùn)行。利用故障診斷、能損分析了解管網(wǎng)保溫、阻力損失情況，設(shè)備的使用效率，使熱網(wǎng)的管損達(dá)到最小值，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的比較，分析管網(wǎng)是否存在泄露，設(shè)備是否需要維修，以達(dá)到最安全運(yùn)行。
結(jié)語：集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施，換熱站是連接供熱站和用戶極為重要的環(huán)節(jié)，其工作安全性、可靠性直接影響供熱質(zhì)量。GPRS無線通訊模塊作為工業(yè)控制領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，很好的解決了用戶換熱站分散不易管理的缺點(diǎn)，而且利用GPRS無線通訊模塊一對多組網(wǎng)時(shí)，不但解決了從站分散的缺點(diǎn)還降低了其單位成本，是一種實(shí)時(shí)、可靠、經(jīng)濟(jì)的選擇。
