一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、總線、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、執(zhí)行器、熱源、供熱管道、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶，所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備連接，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶之間通過供熱管道相連，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站、熱用戶和供熱管道處均設(shè)有所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述執(zhí)行器相連，所述執(zhí)行器上設(shè)有執(zhí)行反饋系統(tǒng)，所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與主控中心連接；本發(fā)明節(jié)約人力、事故率低、運(yùn)行效率高、綜合成本低，主要應(yīng)用于城市集中供熱領(lǐng)域。
【專利說明】一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集中供熱管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)技術(shù)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國供熱管網(wǎng)發(fā)展迅速，特別是城市集中供熱面積迅猛增加，熱網(wǎng)系統(tǒng)不斷加大。但是，目前大部分供熱系統(tǒng)的換熱站都采用人工監(jiān)控，需要人工24小時(shí)值守，各換熱站數(shù)量多、地點(diǎn)分散，從而導(dǎo)致值班人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，不但浪費(fèi)人力，而且影響勞動(dòng)者的身體健康；供暖中心無法實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，無法做到合理調(diào)度。如果出現(xiàn)事故隱患，工作人員難以發(fā)現(xiàn)，易造成供熱事故，特別是集中供熱的管線，線路覆蓋地域范圍大，很難在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并排除故障，事故發(fā)生率高；各換熱站都獨(dú)立運(yùn)行，易造成熱力分配不均衡，而且無法互為備用，難以達(dá)到供熱系統(tǒng)整體最佳狀態(tài)，供熱效率低，能耗高，綜合成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)約人力、事故率低、運(yùn)行效率高、綜合成本低的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、總線、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、執(zhí)行器、熱源、供熱管道、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶，所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備連接，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶之間通過供熱管道相連，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站、熱用戶和供熱管道處均設(shè)有所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述執(zhí)行器相連，所述執(zhí)行器上設(shè)有執(zhí)行反饋系統(tǒng)，所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與主控中心連接；
[0005]所述主控中心包括通過總線相互連接的通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、工程師站、操作員站、打印機(jī)、UPS電源、大型顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、監(jiān)控元件；
[0006]所述通訊網(wǎng)絡(luò)包括光纜、ADSL、GPRS中的一種或幾種；
[0007]所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備包括通過總線相互連接的視頻監(jiān)控器、傳感器、熱參數(shù)控制裝置、就地PLC控制器、通訊單元、變送器、熱量表；
[0008]所述熱源分為主熱源和輔熱源，所述主熱源和輔熱源通過所述供熱管道相連，所述主熱源、輔熱源相互之間設(shè)有自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)，所述自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)包括全網(wǎng)平衡軟件，所述自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)用來協(xié)調(diào)、均衡各熱源之間的熱力供應(yīng)，其主要功能包括:軟件的管理功能、控制參數(shù)設(shè)定與修改功能、全網(wǎng)平衡功能、一次網(wǎng)閥的時(shí)間表控制功能、二次網(wǎng)變頻循環(huán)泵的控制功能、供熱管道調(diào)節(jié)閥控制功能、控制效果的評價(jià)功能、負(fù)荷預(yù)測功能、閥位自動(dòng)跟蹤功能、控制方式選擇功能、網(wǎng)絡(luò)0PC功能、報(bào)表生成功能；所述自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述主控中心連接，由所述主控中心控制所述自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)整體運(yùn)行；
[0009]所述主熱源為熱電聯(lián)產(chǎn)的熱源，所述輔熱源為單獨(dú)鍋爐供熱站，一般情況下使用主熱源，當(dāng)主熱源不能滿足供熱要求時(shí)，不足部分由效率較低的輔熱源供應(yīng)；
[0010]所述換熱站包括將一級管網(wǎng)的熱水引入換熱站的二級循環(huán)泵、可控制所述二級循環(huán)泵所在供熱管道流量的流量控制裝置以及與所述流量控制裝置可控連
[0011]接的傳感器；
[0012]所述蒸汽用戶測量站包括Modbus接口蒸汽熱量表和通信單元,通過GPRS通訊傳輸數(shù)據(jù)給所述主控中心；
[0013]所述執(zhí)行器包括加熱裝置、流量控制裝置，主要是根據(jù)熱用戶的熱量需求來控制熱網(wǎng)加熱和熱力分布；
[0014]所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)包括相互連接的數(shù)據(jù)記憶模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、通信模塊，所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)主要用來記憶執(zhí)行調(diào)控前的參數(shù)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析模塊，對比調(diào)控前后的運(yùn)行狀態(tài)，將所述運(yùn)行狀態(tài)反饋給所述主控中心，供所述主控中心修正數(shù)據(jù)參考；
[0015]所述操作員站包括通過總線連接的顯示屏、監(jiān)控軟件、鍵盤，用來處理日常實(shí)時(shí)操作；
[0016]所述工程師站包括通過總線連接的熱源控制計(jì)算機(jī)、熱網(wǎng)控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)源結(jié)合仿真計(jì)算機(jī)、監(jiān)控軟件，所述熱源控制計(jì)算機(jī)、熱網(wǎng)控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)源結(jié)合仿真計(jì)算機(jī)均采用雙機(jī)熱備的方式，即一臺(tái)為主機(jī)，一臺(tái)為備用機(jī)，在主機(jī)正常工作時(shí)，備用機(jī)實(shí)時(shí)刷新本身的數(shù)據(jù)區(qū)，始終保持與主機(jī)數(shù)據(jù)相同，主機(jī)失效時(shí)，所有功能切換到備用機(jī)上，雙機(jī)實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。所述工程師站是用來讓工程師根據(jù)熱網(wǎng)監(jiān)控指標(biāo)對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、開發(fā)、編輯、更改和更新參數(shù)和常數(shù)；
[0017]所述監(jiān)控軟件由一般軟件和專用軟件構(gòu)成，主要包括:監(jiān)視軟件、控制軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、故障分析軟件、參數(shù)和控制組態(tài)軟件、顯示功能軟件、控制和監(jiān)視設(shè)定軟件、熱網(wǎng)模擬系統(tǒng)軟件、報(bào)警和優(yōu)先處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示及分析模塊。所述監(jiān)控軟件可以動(dòng)態(tài)顯示管網(wǎng)的實(shí)時(shí)操作狀態(tài)并執(zhí)行操作員的命令，如信息查詢、數(shù)據(jù)庫回訪、圖表分析、參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行模擬、輸出報(bào)告等；
[0018]所述傳感器包括分別設(shè)置在供熱管道出水口處和回水口處的溫度傳感器、設(shè)置在戶外可感測室外溫度的室外溫度傳感器、設(shè)置在供熱管道上的壓力傳感器和濕度傳感器；
[0019]所述流量控制裝置為可控制變頻控制柜；
[0020]進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱源還設(shè)有太陽能供熱系統(tǒng)，包括太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱、安裝在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的水位傳感器、水溫傳感器和通訊傳輸設(shè)備，所述太陽能供熱系統(tǒng)通過所述通訊傳輸設(shè)備與所述主控中心連接，在所述主熱源和輔熱源出現(xiàn)故障或者不能滿足供熱要求時(shí)，啟動(dòng)太陽能供熱，應(yīng)急使用；
[0021]進(jìn)一步改進(jìn)，所述流量控制裝置為串聯(lián)供熱管道上并與所述傳感器保持可控連接的電動(dòng)控制閥；
[0022]進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶處設(shè)有分控中心，所述分控中心與所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接，如果主控中心出現(xiàn)故障時(shí)，可以啟動(dòng)分控中心現(xiàn)場監(jiān)控，而不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行；
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0024]本發(fā)明采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“主控中心-網(wǎng)絡(luò)-現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備-熱源-換熱站-熱用戶”的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，全面解決了供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)控、管理，達(dá)到全網(wǎng)的最佳運(yùn)行狀態(tài)，最大限度節(jié)約人力、能源；保證集中供熱系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，運(yùn)行效率高、事故率低、綜合成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的主控中心結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是本發(fā)明的全網(wǎng)平衡軟件在系統(tǒng)中的位置圖。
[0028]圖中，1為主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，3為操作員站，4為工程師站，5為彩色顯示屏，6為掃描儀，7為彩色打印機(jī)，8為局域網(wǎng)設(shè)備，9為UPS電源，10為顯示大屏幕，11為監(jiān)控元件。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0030]實(shí)施例1，一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、熱源、供熱管道、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶，所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備連接，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶之間通過供熱管道相連，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站、熱用戶和供熱管道處均設(shè)有所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備與執(zhí)行器相連，所述執(zhí)行器上設(shè)有執(zhí)行反饋系統(tǒng)，所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與主控中心連接；
[0031]所述主控中心1主要采用清華同方的有關(guān)設(shè)備，其主要設(shè)備及參數(shù)如下:一套100%采用雙CPU在線的主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1 ;雙線制的開發(fā)式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2 ;兩臺(tái)操作員站3 ；兩臺(tái)工程師站4 ;兩臺(tái)帶鍵盤的彩色顯示屏5 ;—臺(tái)掃描儀6 ;—臺(tái)帶圖形存儲(chǔ)的彩色打印機(jī)7 套完整的局域網(wǎng)設(shè)備8 ;一臺(tái)UPS9 ;—套投影儀及顯示大屏幕10 ;監(jiān)控元件11 ；
[0032]網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器:
[0033]CPU:Pentium IV3.0GHz，800MHz 前端總線
[0034]RAM: 1GB ECC DDR SDRAM 內(nèi)存
[0035]DVD driver:48XCD_R0M 0R8 速 DVD
[0036]硬盤:160GB,SCSI 接口
[0037]操作員站:
[0038]CPU:Pentium IV3.0GHz，800MHz 前端總線
[0039]內(nèi)存:512M
[0040]顯卡:FX5900
[0041]DVD 光驅(qū):16XDVD_R0M DVD
[0042]硬盤:80GB
[0043]顯示器:分辨率1280 X 1024，17寸液晶顯示器
[0044]以太網(wǎng)卡:PCICard
[0045]工程師站:
[0046]CPU:Pentium IV3.0GHz，800MHz 前端總線
[0047]內(nèi)存:512M，DDR
[0048]光驅(qū):CD-RW
[0049]硬盤:80GB
[0050]顯示器:分辨率1280 X 1024，17寸液晶顯示器
[0051]彩色顯示屏:分辨率1280 X 1024，17寸液晶顯示器
[0052]I / O 接口:大于 2 個(gè) USB ；2PS / 2 ;I 個(gè)并口，2 個(gè)串口
[0053]以太網(wǎng)卡:PCICard
[0054]交換機(jī):
[0055]24 口，10 / 100Base-TX
[0056]16 口，10 / 100Base-TX
[0057]集線器:
[0058]24 口，10 / 100Base-TX
[0059]實(shí)施例2，與實(shí)施例1不同之處在于:所述熱源為太陽能供熱系統(tǒng)，包括太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱、安裝在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的水位傳感器、水溫傳感器和通訊傳輸設(shè)備，所述太陽能供熱系統(tǒng)通過所述通訊傳輸設(shè)備與所述主控中心連接，在所述主熱源和輔熱源出現(xiàn)故障或者不能滿足供熱要求時(shí)，啟動(dòng)太陽能供熱，應(yīng)急使用。
[0060]實(shí)施例3，與實(shí)施例1不同之處在于:所述流量控制裝置為串聯(lián)供熱管道上并與所述傳感器保持可控連接的電動(dòng)控制閥。
[0061]實(shí)施例4，與實(shí)施例1不同之處在于:所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶處設(shè)有分控中心，所述分控中心與所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接。
[0062]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、總線、現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、執(zhí)行器、熱源、供熱管道、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶，所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備連接，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶之間通過供熱管道相連，所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站、熱用戶和供熱管道處均設(shè)有所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備，所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備通過總線與所述執(zhí)行器相連，其特征在于:所述執(zhí)行器上設(shè)有執(zhí)行反饋系統(tǒng)，所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)與主控中心連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行反饋系統(tǒng)包括相互連接的數(shù)據(jù)記憶模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、通信模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述主控中心包括通過總線相互連接的通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、工程師站、操作員站、打印機(jī)、UPS電源、大型顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、監(jiān)控元件。
4.如權(quán)利要求3所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備包括通過總線相互連接的視頻監(jiān)控器、傳感器、熱參數(shù)控制裝置、就地PLC控制器、通訊單元、變送器、熱量表。
5.如權(quán)利要求4所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述熱源分為主熱源和輔熱源，所述主熱源和輔熱源通過所述供熱管道相連，所述主熱源、輔熱源相互之間設(shè)有自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)，所述自動(dòng)平衡協(xié)調(diào)系統(tǒng)包括全網(wǎng)平衡軟件。
6.如權(quán)利要求5所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述操作員站包括通過總線連接的顯示屏、監(jiān)控軟件、鍵盤。
7.如權(quán)利要求6所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述工程師站包括通過總線連接的熱源控制計(jì)算機(jī)、熱網(wǎng)控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)源結(jié)合仿真計(jì)算機(jī)、監(jiān)控軟件，所述熱源控制計(jì)算機(jī)、熱網(wǎng)控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)源結(jié)合仿真計(jì)算機(jī)均采用雙機(jī)熱備的方式。
8.如權(quán)利要求6或7所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控軟件由一般軟件和專用軟件構(gòu)成，主要包括:監(jiān)視軟件、控制軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、故障分析軟件、參數(shù)和控制組態(tài)軟件、顯示功能軟件、控制和監(jiān)視設(shè)定軟件、熱網(wǎng)模擬系統(tǒng)軟件、報(bào)警和優(yōu)先處理模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示及分析模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述熱源設(shè)有太陽能供熱系統(tǒng)，包括太陽能集熱器、儲(chǔ)熱水箱、安裝在儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的水位傳感器、水溫傳感器和通訊傳輸設(shè)備，所述太陽能供熱系統(tǒng)通過所述通訊傳輸設(shè)備與所述主控中心連接。
10.如權(quán)利要求9所述的多熱源熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述熱源、換熱站、蒸汽用戶測量站和熱用戶處設(shè)有分控中心，所述分控中心與所述主控中心通過所述通訊網(wǎng)絡(luò)連接。
【文檔編號】F24D19/10GK104456710SQ201310462222
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】劉偉, 鄒滌, 蔣紅, 姜煒, 劉紅建, 殷繼武, 秦緒忠, 秦冰, 喻漢運(yùn), 王潤生, 司濟(jì)源, 李喜生, 全新山, 王新民, 戚江平, 代國棟, 王偉, 戴玉敏 申請人:新疆天富熱電股份有限公司供熱分公司