张建

摘 要：无人值守换热站适应供热运行的新发展和新要求，本文介绍了换热站无人值守系统由监控中心控制系统、换热站控制系统、视频监控系统组成，并分别对各个组成部分进行了阐述。

关键词：无人值守系统；监控中心控制系统；换热站控制系统；视频监控系统

中图分类号：TK284 文献标识码：A

一、综述

十八大以来，我国社会经济发展步入了“新常态”，在国家社会经济发展进入新常态的大背景下，供热行业也同样进入了一个新的转型期、改革期、挑战期和机遇期。新的形势也对供热行业的发展提出了新的要求，供热企业将面临新的压力与挑战，我们认为供热企业将面临以下压力和挑战：

1 环境的恶化，雾霾的加重，对供热运行提出了越来越高的环保和节能要求，供热企业必须改变现有的供热运行模式，探索先进的、科学的运行模式。

2 能源價格的提高和劳动力成本的上升，促使供热企业的运行成本不断提高，企业负担不断加大，迫使供热企业寻求新的供热运行管理模式。

3 采暖用户要求越来越高，消费需求呈个性化趋势，供热面临用户的挑战，传统供热只讲保障将成为历史，未来企业比拼的是创意文化，供热产品将走向舒适化、个性化、数字化。

4 互联网+，人工智能、中国制造2025战略的推进，为供热企业的技术改革和创新提出了新的要求，供热企业需要适应市场新形势与要求、加快新技术推广和装备升级，成为当前供热企业必须思考和付之行动的问题

无人值守换热站适应供热的新发展和新要求，成为供热运行管理的发展方向。该系统由监控中心控制系统、换热站控制系统、视频监控系统组成。换热站设置换热站控制系统、视频监控系统对站内设备进行监控。供热企业监控中心设置监控中心控制系统，远程实时掌握各站点的运行情况，并依此对供热运行进行调整，以确保城区供热效果和供热安全稳定运行。

二、无人值守换热站监控系统组成

1 热网监控中心控制系统

1.1 概述

热网监控中心控制系统采用热网监控系统，通过网络与换热站PLC进行通讯，完成换热站运行与管理系统数据之间的数据交换，既可以监视各换热站的运行情况，也可以调整换热站的运行状态。硬件包括服务器、工程师站、操作员站、打印机和交换机、LCD拼接墙等设备，软件采用热网监控系统软件实现各换热站的数据显示、数据分析、报表生成、报警、曲线、打印等热网监控功能。热网监控中心控制系统将实时、全面的了解整个热网的运行情况，提供热源调节处理外网变化的依据。同时它还是热源和外网安全、可靠、高效经济运行的保证。

1.2 主要功能

A换热站运行数据采集。热网监控中心通过网络对换热站的运行数据和运行状态进行远程实时采集。运行数据包括换热站运行工艺参数（压力、温度、流量、热量、液位等）和换热站设备运行参数（电流、电压、频率、阀位、启停状态、运行和故障状态等）。

B换热站设备的远程控制。通过监控中心控制系统远程发送设备控制指令到换热站控制系统，实现换热站设备的远程控制；在监控中心修改所需要的控制参数，并远程下载到换热站控制系统，调整换热站的控制效果。在换热站控制系统上能设定或修改的参数在监控中心都能进行修改或设定。

C站内主要空间的实时监测。要求站内主要空间、设备的影像资料的在线、不间断传输，并在控制中心上位机储存、分析。

D供热数据的分析和处理。根据换热站的运行数据及管网、热用户特性，对全网进行动态的水力及热力平衡分析计算，确定当前热源输出条件下全网最佳的平衡控制方案，从而实现系统的均衡调节和热网的平衡运行；根据对换热站电表、水表、热表数据的统计和分析，对换热站的能耗进行分析并对换热站的经济运行提供依据。

2 换热站控制系统

2.1 概述

换热站控制系统主要由动力配电柜、PLC控制器、液晶显示屏、各种传感器、执行器等设备构成。配电柜完成循环泵系统和补水系统的控制功能，具有手动、自动和远程运行模式，换热站的运行控制程序独立存在于其控制系统PLC内，它能够脱离监控中心控制系统而单独运行，其运行参数可以通过监控中心的控制系统来观察并实施调整。各个换热站独立工作的同时，利用网络将运行状态数据传给监控中心控制系统，同时接受监控中心进行的运行参数调整。

2.2 换热站控制策略

换热站运行调节的任务主要是根据气象条件，供给热用户合适的热量，使室温保持在一定的水平。其运行调节手段主要是质调节、辅以量调节；具体的调节手段还取决于其运行的收费模式。

在面积收费的情况下，二级网的运行方式基本是质调节；运行时，首先要对二级管网进行水力平衡调节，综合循环流量与管网供回水压差、辅以典型用户的室温参考，确定好循环泵的运行参数，基本进行定流量调节。而其温度的调整，则主要依据气候补偿原理——根据不同的室外温度制定相应的运行温度曲线。

在热计量收费情况下，二级网的运行将变成以量调节为主、质量综合调节的方式；运行时，二级网的循环量将会随着用户的节能行为而随时变化的。而其温度的调整，仍然是依据气候补偿原理，只是不需要像面积收费模式那样要求严格。

另外，因极端特殊原因而导致整体热量供应不足时，换热站运行应采用全网平衡供热原则。

2.3 换热站控制回路

控制回路大致分为供水温度控制回路、回水压力控制回路、水箱水位控制回路、供回水压差控制回路。所有自控方案均具备手动、自动和远动三种模式。

2.3.1 供水温度控制回路

控制思路：设定二次供水温度值，当二次供水温度低于设定值时，调节阀自动打开，并根据二次供水实际温度的变化调整相应开度，从而实现对一次水流量的控制。

2.3.2 回水压力控制回路

控制思路：根据二次网回水压力设定值自动调节补水泵变频器的频率，改变补水泵转速，将压力稳定在要求范围内。

2.3.3 水箱水位控制回路

控制思路：设定水箱液位高低限，当水箱液位低于设定值时，电磁阀自动开启，向水箱注水；当液位高于设定值时，电磁阀自动关闭，水箱停止注水。

2.3.4 供回水压差控制回路

控制思路：设定二次供回水压差，循环泵变频器根据二次供回水压差自动调整频率，使二次供回水压差维持在设定范围内。

2.4 换热站设备联锁

为防止站内运行时发生异常状况造成管网以及设备受损，必须设置联锁保护。联锁保护大致分为循环泵联锁、补水泵联锁、温控阀联锁。所有联锁保护必须设置单独的投入和退出按钮。

2.4.1 循环泵联锁

二次回水压力超低时连锁停止循环泵。

2.4.2 补水泵联锁

（1）水箱液位超低时补水泵无法启动。

（2）二次回水水压力超高时联锁停止补水泵。

2.4.3 温控阀联锁

（1）系统断电时自动关闭温控阀。

（2）循环泵在停止状态时自动关闭温控阀。

（3）二次供水温度超高时自动关闭温控阀。

2.4.4 泄压阀的联锁

二次回水压力超高时打开泄压阀，正常后关闭泄压阀。

3 换热站远程视频监控系统

3.1 概述

远程视频监控系统，就是通过网络可达到的各个站点，并能够控制云台/镜头、存储视频监控图像。远程传输监控系统通过网络线路将换热站场景传送到观看者的电脑屏幕上。

3.2 主要功能

可以在热网监控中心适时监控换热站运行视频信息。通过高清的电子眼的全天候‘观察，让换热站运行安全可靠。可以远程适时监测换热站内换热器、循环泵、配电柜等信息。因为有不间断的生产环境数据与视频图像记录，可以为你以后的安全生产管理提供原始数据，便于故障分析和排查。通过远程视频监控，巡检人员可以适时了解换热站内生产安全，可以做到早预防、早防治，大大降低质量安全和人员实地巡逻的工作量。如果遇到安全生产等状况，可以通过远程视频第一时间了解现状并给出解决办法。

结论

总之，无人值守换热站实现了对换热站运行的远程监控，在保证供热安全稳定运行的前提下，节约了大量的人力、物力资源，减少了不必要的浪费，打造了安全、清洁、高效、经济的供热系统，深化了供热企业的节能减排。同时，通過对供热数据的收集、分析和处理，极大提高了供热运行管理水平；提高了供热企业的信息管理水平和综合数据分析水平；为供热企业的客户服务系统和抄表收费系统的数据共享奠定了良好的基础。供热企业通过整合新的数据平台，最终实现无人值守，无人抄表，无人收费的现代化管理模式，使供热企业由传统的以大量宝贵人力工作为中心的管理模式，向以大数据，智能化，系统化为中心的管理模式转变。供热企业所获数据将更加准确、全面和及时，将能更快，更准确的处理供热突发事件，确保市民供热要求，同时为制定供热目标和未来发展战略，为城市供暖事业的健康发展奠定良好的基础。

参考文献

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[2]西门子楼宇科技产品技术手册[Z].西门子（中国）有限公司，2013.

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[4]城市热网SCADA系统解决方案[Z].北京亚控科技发展有限公司.