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换热站运行数据监控系统技术方案2013年5月23日目录1工程概述 (1)1.1工程概况 (1)1.1.1工程总体要求 (1)2系统设计原则 (1)2.1运行数据监控及远程遥控系统架构 (1)2.2热网运行数据监控及远程遥控系统的组成和主要功能 (2)2.3系统设备功能 (3)2.3.1数据采集 (3)2.3.2智能控制器 (3)2.3.3触摸屏显示操作控制器 (4)2.3.4GPRS无线数据传输器 (4)2.3.5电动调节阀 (4)2.4系统设备质量 (4)2.5监控管理中心应实现的功能 (4)2.5.1功能 (4)2.5.2监控管理机的功能 (5)2.5.3事故报警记录和追忆功能 (5)2.5.4系统组态功能 (5)2.5.5人机界面的要求 (6)3施工组织方案 (6)3.1施工管理 (6)3.1.1施工人员组织表 (7)3.1.2施工用仪器表 (7)3.1.3施工流程 (7)3.1.4接地要求 (7)3.2施工技术管理工作的质量控制 (7)3.3工期保证措施 (7)4系统调试及验收 (7)4.1工程资料整理 (7)4.2系统调试与验收 (8)4.2.1设备单体调试 (8)4.2.2各子系统调试 (8)4.3系统验收 (8)5工程售后保证承诺及措施 (8)5.1承诺 (8)5.2备品备件情况 (8)5.3保修期外服务内容 (8)5.4售后服务保证措施及承诺 (8)6培训计划 (8)6.1培训内容及目的 (8)6.2培训大纲 (8)系统方案设计说明1工程概述1.1工程概况为了确保供热管网安全、稳定、经济运行，提高热网管理效率，实现热网现代化管理，对热网进行集中监控和量化管理。
国电鞍山阳光热力有限公司准备在2012～2013年供暖年期内建设一套热网系统监控与管理平台，实现了对12个换热站进行设备运行数据的全面监控，及时掌握系统现状和参数信息，保障热网的可靠、高效、经济的运行。
对12个换热站进行技术改造，加装自动化控制设备，使这些换热站具备按程序自动运行及远程遥控的功能。
动力环境集中监控系统第一节概述一、动力环境集中监控系统动力环境集中监控系统(以下简称监控系统是对分布的各个独立的动力设备和机房环境监控对象进行遥测、遥信等采集,实时监视系统和设备的运行状态,记录和处理相关数据,及时侦测故障,并作必要的遥控操作,适时通知人员处理;实现通信局(站的少人无人值守,以及电源、空调的集中监控维护管理,提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性。
二、监控系统功能动力环境集中监控系统主要实现以下三种功能:1、数据采集和控制数据采集是监控系统最基本的功能要求,必须精确和迅速;对设备的控制是为实现维护要求而立即改变系统运行状态的有效手段,必须可靠。
对各种被监控设备(开关电源、空调、蓄电池、柴油发电机组、消防设备、摄像设备进行集中操作维护,为实现机房少人无人值守创造条件。
通过对设备的集中维护,缩短故障排除时间,提高设备利用率。
数据采集和控制功能可以总结为“三遥”功能,即遥测——远距离数据测量、遥信——远距离信号收集、遥控——远距离设备控制。
2、设备运行和维护运行和维护是基于数据采集和设备控制之上的系统核心功能,完成日常的告警处理、控制操作和规定的数据记录等。
3、维护管理管理功能应实现以下四组管理功能(1配置管理配置管理提供收集、鉴别、控制来自下层数据和将数据提供给上级的一组功能。
包括局向数据的增加、删除、修改等,现场监控量的一般配置、告警门限配置等。
(2故障管理故障管理提供对被监控对象运行情况异常进行检测、报告和校正的一组功能。
及时发现紧急事件,防止因设备原因造成通信中断、机房失火等重大事件的发生。
提供告警等级管理,告警信号的人机界面,告警确认,告警门限设置和告警屏蔽等。
(3性能管理性能管理提供对监控对象的状态以及网络的有效性评估和报告的一组功能。
例如提供设备主要运行数据及参数;停电、油机及时供电情况;设备故障、告警统计;监控系统可用性分析等。
(4安全管理安全管理提供保证运行中的监控系统安全的一组功能。
群控方案：一、工程简介中央制冷系统设置制冷机组群控制系统，通过对冷水系统实现群控，并通过RS485通迅接口与楼宇自控系统（BMS）连接。
二、中央制冷机组及制冷机组群控系统装置工作范围1、供应制冷机组包括：4台制冷量为4571KW的高压离心式冷水机及3台制冷量为2304KW的地源热泵机组。
2、制冷系统自动群控系统，控制内容包括：冷水机组、冷却泵、冷冻泵，冷水机组和冷却塔及相关设备，设备包括控制设备、显示装置、操作屏及附件，提供此类设备之间内部通讯的专用线缆，需要完成控制系统功能的所有相关设备。
3、可根据制冷系统的监测控制要求及业主方的要求，我们提供对制冷系统自动群控系统的程序编制、参数设定、界面设置等工作。
4、制冷系统的监测控制要求及业主方的要求，我们提供制冷系统自动群控系统的施工图设计工作（含控制系统原理图、电气接线图及机房平面图等）。
5、制冷系统群控系统施工图的编制工作，符合国家及上海市规范要求。
6、施工图编制完成报业主及主体设计院审核，批准后按图纸施工。
7、呈交施工图、设备及材料及工程进度时间表以供批核。
8、提供竣工图及操作与维修手册。
9、对业主员工提供培训及指导。
10、指导承包单位对制冷机及制冷机组群控系统完成安装工作。
11、指导承包商对制冷机组及制冷群控系统装置做测试和试运转。
三、制冷机组自动群控控制系统1、总则1.1有关本方案的整套制冷机系统所需要的电力/电子控制和辅助设备的供应和调试技术要求。
1.2内容A、按图纸、本规格说明书和设备表所示，提供自动控制系统设备。
B、自动控制系统包括电机的、电子的、手动的、液压的或其它不同系统互相配合，以满足不同系统安装的要求。
C、当发生电力故障或其它不正常的操作情况下。
控制系统中内置的故障防护装置防止任何潜在的危险情况发生，使用有关控制处于常开或常闭状态。
D、控制设备是装置在公众人士可触到的地方，提供保护设施以防止控制设备被非专业人士触动。
E、控制组件，特别电子类的，储贮在工地内，在准备装置的情况下，才可运送到工地安装。
地源热泵一、地源热泵介绍实施可持续发展能源战略已成为新时期我国能源发展的基本方针,可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。
2004年国家发展和改革委员会发布了中国第一个《节能中长期专项规划》：加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。
2006年1月1日《可再生能源法》正式实施，地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一,同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式，近年来在国内得到了日益广泛的应用。
地源热泵技术是利用地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低这一特点进行能量转换的空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源(电能),即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。
在冬季，把土壤中的热量“取”出来,提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。
地源热泵在结构上的特点是有一个由地下埋管组成的地热换热器,它通过循环液（水或以水为主要成分的防冻液）在封闭地下埋管中的流动，实现系统与大地之间的能量转换。
因为地源热泵只使用电力,没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；不需使用冷却塔，没有外挂机，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源，所以在最新颁布的《中国应对气候变化国家方案》中提出 :积极扶持风能、太阳能、地热能、海洋能等的开发和利用.积极推进地热能的开发利用,推广满足环境和水资源保护要求的地热供暖、供热水和地源热泵技术.二、地源热泵系统构成与原理地源热泵（也称地热泵)是利用地下常温土壤和地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理,通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。
地球是一个巨大的蓄热体，一年四季其地表5m以下的土壤温度十分稳定,是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。
地源热泵机组工作原理就是在夏季从土壤或地下水中提取冷量，由热泵原理通过空气或水作为载热剂降低温度后送到建筑物中，而冬季，则从土壤或地下水中提取热量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中，从而实现的热交换过程。
热电厂热量远程监测系统1、概述热电厂为当地许多大企业提供生产生活供热，为了能够实时了解用户的使用热量的情况，提高服务质量，远程监测系统对分散的大用户进行监测，在大客户的入口加装热量表等设备，希望把每个大客户现场的数据通过无线方式传送到热电厂监测中心。
2、系统组成系统组成本系统由监测中心、通信平台、前端设备、测量设备四部分组成。
监测中心：由服务器、GPRS数据传输模块、操作系统软件、数据库软件、系统软件。
通信平台：中国移动公司的GPRS-APN专网。
前端设备：远程测控箱。
测量设备：热量仪表。
系统拓扑图（1）、监测中心监测中心设备主要由数据服务器和数据传输模块（台式）组成。
服务器和GPRS模块之间使用串口线连接，服务器上安装操作系统软件、数据库软件、系统软件。
系统软件由两部分组成：监测系统软件（工作站软件）和前置机软件。
监测系统软件画面直观，界面友好，具备数据显示、模拟动画、数据查询、报警显示、生成曲线报表等多项功能。
前置机软件是专有的通信管理软件，支持国产及进口的各种组态软件，支持集成商自行开发的系统软件。
（2）、通信设备中国移动公司GPRS网络APN专网，并为使用的每张SIM数据卡绑定一个固定的IP 地址。
网络的保密性、可靠性高。
GPRS数据传输模块可以登陆中国移动公司的GPRS-APN 专网，在网络上传输数据。
监测中心使用GPRS数据传输模块，每个前端设备中安装一个GPRS数据传输模块，可以实现一个监测中心与多个前端设备的数据通信。
（3）、前端设备3、系统功能⑴、主动问询功能：监测中心主动问询获取大客户被监测的数据。
⑵、报警功能：通信中断等故障出现时，监测中心有报警显示。
⑶、显示功能：显示器的界面上显示当时被监测的锅炉房地址及主要数据。
⑷、数据存储功能：服务器上的数据库中存储所有历史记录。
⑸、数据查询功能：监测中心可以查询任意时间段每个热量仪表被监测的数据。
⑹、曲线报表功能：所有存储数据可以自动生成分析曲线和报表。
基于GPRS的远程供暖数据监控系统供暖数据监控系统首先要做到每一个采暖用户都有可以单独控制和计量的供热系统，即“分户控制、分户计量．选择一种高可靠性、低投入、低运行费用、易维护的通信方案将分散、域广、多点的用户热能计量进行方便有效地管理是整个系统设计的重要部分，也是采暖供热行业研究的重要课题．设计的关键在于采用何种通信网络，在监控结点之间提供一个透明的数据传输通道，以实现远端结点与监控中心进行实时数据交换．随着网络技术的不断进步，尤其是通用分组无线业务(General Packet Radio Sorvice，简称GPRS)网络通讯的出现，GPRS模块在短信息方面的应用最具优势，具有随时在线(Always Online)、价格便宜、覆盖范围广等特点，特别适合于需频繁传送小流量数据的应用．基于GPRS网络技术的远程供暖监控系统就是应用计算机技术、移动无线传输技术和Internet技术来实现供暖数据的远程传输和整个系统运行状态的监控．1 GPRS简介GPRS是基于GMS在Phase 2+阶段提供的通用分组无线业务．它采用基于分组传输模式的无线口技术，以一种有效的方式高速传送数据．GPRS支持Intemet上应用最广泛的TCP ／IP协议和X．25协议，为网内终端分配动态的m地址，通过GGSN接入Internet，用户可以直接访问Internet站点．数据传输通过PDCH信道，具有比GSM多出10倍以上的传输速率及1／6甚至更少的费用，传输速率理论上最高达171．2 kbit／s，具有“永远在线”和收费低廉的优点H J．GPRS的主要特点：①定义了不同的业务，如网络代理服务器负责存储并转发双方的数据，在双方通信时为其建立可靠的连接；采用透明通道，不解释规约报文，保证通信中心最大可靠性和免维护性；具有通道检测功能，通信失败时断开当前连接，等待GPRS终端和客户端前置机重新申请连接，点对点无连接业务、点对点面向连接业务和点对点多播业务．②定义了新的GPRS无线信道，分配方式灵活．每TDMA帧可分配l一8个无线接口时隙，时隙能为动态用户共享，且向上链路和向下链路的分配是独立的．③能够支持间歇的突发式数据传送，又能支持偶尔的大量数据传输；支持4种不同的QOS级别，能在0.5一l s内恢复数据的重新传输．④采用分组交换技术，核心层采用口技术，提供了和现有网络的无缝链接"J．因此，GPRS 特别适合于远程无线的分布式测量控制系统，比如：运输业、GPS汽车定位、无线POS、无线A TM等；气象、水文的SCADA系统，对灾害进行遥测和告警；城市公用事业实时监控维护系统，如水、电、气以及供暖系统、污水管网等的实时监控和维护等领域。
换热站技术方案目录一、系统概述 (5)二、方案介绍 (6)三、设计原则 (7)四、系统解决方案 (9)4.1 系统整体结构图 (9)4.2热网无线数据传输模块功能详述 (10)4.2.1 实时数据远传中心功能 (10)4.2.2 原始电流值的远程传送 (11)4.2.3 中心远程对时功能 (11)4.2.4 远程自动化控制功能 (11)4.2.5远程报警参数设置功能 (12)4.2.6远程量程设定 (12)4.2.7远程自控参数设定 (13)4.2.8远程设定报警功能开关 (13)4.3中心分布系统组成及功能概述 (14)4.3.1 中心系统软件组成结构图 (14)4.3.2 中心软件功能概述 (14)4.3.2.1热网分控中心功能描述 (15)4.3.2.2 系统特点 (20)4.3.3 系统详细功能描述 (21)4.3.3.1 方便灵活的人员权限管理 (21)4.3.3.2 功能强大的站点管理，添加，删除， (21)4.3.3.3 清晰，直观，超大字体的实时数据显示； (22)4.3.3.4 地图数据直观显示 (22)4.3.3.5 热交换站各种数据模拟画面显示 (23)4.3.3.6远程查询设置各个报警参数 (24)4.3.3.7 远程查询设置各种量程范围参数 (24)4.3.3.8 远程设置和查询自控策略以及相关参数 (25)4.3.3.9 用户浏览，添加，删除，权限修改，密码修改等操作26 4.3.3.10 站点归属管理，支路管理等操作 (26)4.3.3.11 历时数据查询，曲线图显示，报表生成，打印等 .. 26五、各种控制模式详述 (26)5.1、一次网调节阀控制方式 (26)5.1.1 联动控制模式 (26)5.1.2 流量（或热量）上下限模式 (27)5.1.3 控制二次网供水温度模式 (27)5.1.4 控制一次网流量模式 (27)5.1.5 控制一次网阀开度模式 (28)5.2 控制方式选择 (28)5.2.1 室外温度方式 (28)5.2.2 时间段方式 (28)5.2.3 手动指定方式 (28)5.3 循环泵控制 (29)5.4 补水泵控制 (30)六、系统网络 (30)6.1 特殊I/O单元 (30)七、系统效果 (33)八、 GPRS 无线通信的特点 (34)九、结束语 (35)一、系统概述随着国民经济的不断进步和人民生活水平日益提高，社会对环境的要求越来越高。
基于局域网的换热站集中监控方案设计与实现摘要公司有3座换热站含4套机组，供暖系统采用整体式集中供暖，原采用传统的人工方式管理控制，不能根据外界环境温度变化自动调整水压及流量，供暖效率低、自动化程度差、资源浪费大。
针对以上存在的问题，我们提出基于局域网环境、视频监控、PLC 、触摸屏、组态软件、控制中心等硬件和软件支持，设计了换热站远程网络控制系统，系统可根据室外和室内温度的采集反馈信息，自动调节供热量及流量，最大程度减少热能浪费，提高了供热质量。
关键词换热站；远程监控；节能1 换热站原理及控制功能描述供热管网有一次网与二次网，一次网连接于城市管网与换热站之间。
二次网连接换热站与热用户之间。
在换热站中，一次热网蒸汽通过换热器与循环水相混合，进行热量交换，将热能传递给二次网循环水，再经二次网供热管道输送到用户，一次网回水降温后回到热源。
1.1 换热站控制器的要求换热站远程控制可采取专用控制器和触摸屏方案，蒸汽入口温度和压力信号是进行PID调节，调节阀用来控制蒸汽入口流量。
PLC 控制器（或供暖专用控制器）性能必须是可靠的信号通道带有隔离保护，可以频繁进行启停操作，具有断电保持功能，断电后控制器对所有控制参数进行保存，上电后能按照之前的控制要求自动恢复运行。
1.2 人机接口（HMI）功能要求参数显示功能：一次网供、回水压力及压差，二次网供、回水压力及压差。
温度：一次网供水、回水温度；二次网供、回水温度、室外温度。
可任意设定供水温度目标值，系统将自动调节二次网供水温度稳定在此设定值。
1.3 换热站控制功能描述换热站的控制应具有以下功能：数据采集功能：蒸汽、出水、回水的温度、压力、流量；温控阀开度、循环泵、补水泵的工作状态、变频器频率。
循环泵调节；设定供水压力自动调节，压差控制：设定二次网供水压差，自动调节变频设备使供回水压差稳定在设定值运行。
补水泵调节：设定系统补水压力（或回水压力），系统补水压力高、低限，保证系统供回水压力稳定。
地源热泵远程监测系统及数据处理与分析随着城市化进程的不断加快和人口的不断增长，能源问题已经成为当今社会的一个难题。
传统的能源供应方式，如煤炭、石油和天然气等，消耗大量的非可再生资源，同时也造成了环境污染问题。
为了解决这些问题，人们开始寻求新的节能环保技术，地源热泵就是其中之一。
地源热泵不仅具有高效节能的特点，而且具备优良的环保性能，因此受到人们的广泛关注。
为了更好地监测地源热泵的运行情况，提高其效率和可靠性，开发了地源热泵远程监测系统。
一、地源热泵远程监测系统概述地源热泵远程监测系统主要由传感器、数据采集器、数据传输系统和数据处理与分析系统等组成。
其中，传感器用于测量地源热泵系统的各项参数，如温度、压力等；数据采集器将传感器采集到的数据转换为数字信号，并存储在数据库中；数据传输系统用于将存储在数据库中的数据传输到数据处理与分析系统中；数据处理与分析系统则对数据进行处理和分析，并生成监测报告，从而实现对地源热泵系统的远程监测，提高地源热泵系统的效率和可靠性。
二、地源热泵远程监测系统的传感器选择地源热泵远程监测系统的传感器是实现远程监测的关键部件。
常用传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
温度传感器主要用于测量地源热泵系统中介质的温度，如地源热储罐、地源热泵水箱等；压力传感器用于测量地源热泵系统中的压力，如水泵出口压力、循环泵压力等；流量传感器用于测量地源热泵水箱或水循环系统中的冷热水流量。
三、地源热泵远程监测系统的设计要点（一）数据采集器的选择数据采集器是地源热泵远程监测系统的核心部件，其性能直接影响到地源热泵远程监测系统的稳定性和可靠性。
在设计数据采集器时，需要考虑以下几个因素：1. 数据采集器的存储容量和速率：数据采集器需要具备足够的存储容量和数据采集速率，以保证能够持续地采集并存储地源热泵系统的各项参数数据。
2. 数据传输方式：数据采集器需要支持多种数据传输方式，如GPRS、以太网、WIFI等，以确保数据能够及时、准确地上传至云端数据中心。
锅炉及换热站远程监视控制系统概况随着互联网科技日益渗透到生活，生产的各个领域，各种工业组态软件及各种嵌入式硬件或PLC(可编程控制器)支持下，运用电脑进行工业过程自动化控制已然成为现实。
锅炉自动化控制及换热站远程监控是工业过程自动化中的体现。
操作者对锅炉自动控制及换热站远程监控系统有以下要求（控制指标）1，实时监测可视到：排烟温度，炉膛温度，炉膛压力，出水温度，出水压力，回水温度，回水压力，一次网供回水压力及温度，二次网回水温度及压力和二次网补水压力，及外加各种流量，压力，温度指标。
2，实时控制监视鼓风，引风，炉排，循环泵的启停，二次网循环泵启停，运行的全部情况（如果使用变频器可看到变频器的输出频率，输出电流等指标）及二次网补水泵的启停。
锅炉管理者通过互联网（或局域网）对锅炉自动控制系统有以下要求（控制指标）3，直观的看到锅炉现场及换热站的情况4，实时监测可视到：排烟温度，炉膛温度，炉膛压力，出水温度，出水压力，回水温度，回水压力，一次网供回水压力及温度，二次网回水温度及压力和二次网补水压力及外加各种流量，压力，温度指标。
5，通过互联网（或局域网）及电话与操作者进行通讯。
控制系统根据客户要求提供实时报表，历史报表和报警窗等系统控制指端可进行报表打印，报表数据下载等。
另外控制系统对操作者要进行用户身份验证，保证操作的安全性。
为实现以上各种要求，在控制系统中应用组态软件及与之相配套的电脑，扩展功能板，或PLC（可编程控制器），数模转换或模数转换，变送器，传感器。
整个监控系统共需处理的开关量输出点；开关量输入点；模拟量输入点和模拟量输出点若干（根据用户要求确定数量）。
主要采用组态王控制系统以及PLC 可编程控制器，换热站通过控制模块完成与SARO GPRS DTU的数据交互。
PLC 定时将数据发送给SARO GPRS DTU,同时PLC实时接收DTU发来的数据完成相应控制功能。
SARO GPRS DTU在收到PLC发来的数据会立即转发到操作者操作的系统。
基于地源热泵的监控管理平台设计山东建筑大学热能工程学院 陈 鑫*单明珠摘要简单介绍济南市某大学地源热泵空调系统并完成其监控管理平台的搭建，该管理平台是基于物联网Niagara 软件搭建完成的，主要完成地源热泵系统的实时数据展示、历史数据及历史故障查询等功能，同时，由于传感器、控制器及变频器等感知层与控制层的元器件的使用，可以提供多维数据以供提高能源利用率的研究使用。
将分别从地源热泵系统的控制层、感知层、平台的界面展示、数据可视化等几方面介绍地源热泵监控管理平台。
关键词地源热泵；监控系统；NiagaraDesign of Monitoring and Management Platform Based on Ground Source Heat PumpChen Xin and Shan MingzhuAbstract This paper briefly introduces the ground source heat pump air conditioning system of a university in Jinan and completes the construction of its monitoring and management platform. The management platform is built based on the Internet of Things Niagara software, which mainly completes the real-time data display, historical data and historical faults of the ground source heat pump system. Query and other functions, at the same time, due to the use of sensors, controllers and inverters, such as the sensing layer and control layer components, can provide multi-dimensional data for research to improve energy efficiency. This paper will introduce the ground source heat pump monitoring and management platform from the control layer, sensing layer, platform interface display and data visualization of ground source heat pump system. Keywords Ground source heat pump; Monitoring system; Niagara0 引言近年来，环境及能耗问题已经成为全球的焦点话题，随着全球节能减排的大力实施，煤等化石燃料的使用得到一定的限制，而我国在能源消耗总量处于世界前列，尤其建筑能耗占比全国总能耗的40%，而其中很大一部分用于供冷与采暖[1-3]。
