最近幾年我國熱電聯產事業得到了蓬勃的發展，集中供熱的發展為提高城市人民生活水平，改善城市大氣質量，提高能源利用率發揮了重要的作用，成為城市的基礎設施。發展到現在我國北方主要的采暖地區的十五個省、市、自治區，設市城市全部都有供熱設施，許多縣城也有了供熱設施，形成很大規模，并正向大型化發展。隨著城市化水平的提高和居民生活條件的不斷改善，城鎮供熱面積特別是集中供熱面積將進一步擴大。

         目前全國范圍內的熱電廠有數百家之多，熱網管理主要有兩種形式，一是人工抄表 、制表；二是采用遠程熱網計算機管理系統。前者優點是前期一次性投資小，只要安裝一 塊熱量儀到現場，然后定期記錄、檢查和人工制表，缺點是管理人員在廠內無法知道現場的 運行情況，容易造成大的供熱損失；后者優點是管理人員可以實時監控熱網運行狀態，在線 監測熱用戶的用汽情況，防止有偷汽現象發生，實時報警，實時制表等。

         供暖節能系統使用的無線GPRS智能數據采傳終端采用了大規模集成電路技術、嵌入式操作系統、網絡數據傳輸技術、抗干擾技術和串行接口通信技術。通過監測點高精度溫度采集傳感器采集數據，這些數據通過我公司自主研發的采集和傳輸一體的WCTU上傳至監控中心的數據庫上。并通過監控軟件對這些數據進行實時監控。通過上位機軟件可以得到遠端點設備將采集的數據傳回到中控室，并把數據保存在軟件后臺數據庫中，用戶可以隨時查看。

第2章 總體規劃及設計原則

2.1設計原則

         1、為節約能源，保護環境，促進生產，方便人民生活，加速發展我國城市集中供熱事業，提高集中供熱工程設計水平，特制訂本規范。

         2、供熱介質設計參數適用范圍：

        2.1、熱水熱力網壓力小于或等于2.5MPa，溫度小于或等于200°C；

        2.2、蒸汽熱力網壓力小于等于1.6MPa, 溫度小于或等于350°C。

         3、 城市熱力網設計應符合城市規劃，做到技術先進，經濟合理、安全適用，并注意美觀。

         4、《城市熱力網設計規范》編號為CJJ 34—2002，為設計執行標準。

         5、城市熱力網設計除執行本規范外，在地震、濕陷性黃土、膨脹土等地區進行城市熱力網設計時，除執行本規范外，尚應遵守現行的《室外給水排水和煤氣熱力工程抗震設計規范》（TJ 32）、《濕陷性黃土地區建筑規范》（GBJ 25）、《膨脹土地區建筑技術規范》（GBJ 112）以及國家相關強制性標準的規定。

2.2設計規劃

         將下屬的眾多分站的數據傳遞到傳送到熱網控制中心，由于各站之間與熱網控制中心距離很遠，因此針對本項目，采用3G/4G無線網絡進行數據通訊是最具性價比的方式。同時，由于系統以后需要根據需求擴展，要求對系統的開放性、可維護性和擴展性給予充分考慮。

2.2.1可靠性

         無線網狀網絡不僅本身就具有高可靠性，而且還有高適應性。同時具有自愈的能力，并不需要網絡管理員手動完成新路由設置。系統采用成熟的、穩定的、完善技術設備，系統具有一致性、升級能力，所有整個無線網絡的拓撲設計、設備配置、協議支持都必須充分體現出對高可靠性的支持。無線網狀網絡不僅本身就具有高可靠性，而且還有高適應性。在系統故障或事故造成中斷后，能確保數據的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能，同時系統具有一整套完成的系統管理策略，可以保證系統的運行安全。無線網狀網具有自愈的能力，并不需要網絡管理員手動完成新路由設置。

2.2.2  安全性 

         安全原則：網絡系統應具備多種可選安全機制，以適應不同應用情況下的需求；為那通信科技有限公司開發的WBEE、WCTU支持3DES、DES、AES等多種加密方式。保護用戶的數據安全，防止數據被盜。 

2.2.3  穩定性

         穩定性原則：系統的可靠運行起著十分關鍵的作用，因此在系統建設過程中，將系統的可靠穩定性作為設計的首選原則。

2.2.4  開放性 

         堅持開放行原則：無線實時監控以現有成熟的產品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環境的現狀和技術的發展趨勢，可以與消防系統實現聯動，可實現遠程控制。

2.2.5  可擴充性 

         系統設計中考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能，系統規模和功能易于擴充，系統配套軟件具有升級能力。同時，本方案在設計中留有冗余，以滿足今后的發展要求。

2.2.6  經濟合理性 

         該系統具備只需一次性建設投入及后期相對低廉的維護費用的特點，而無需租用運營商光纜，只需辦理流量卡業務，長期成本更加經濟合理。同時網絡設備及監控設備還可以根據實際需求在一定范圍內進行遷移，保護投資； 站點數量設計采用覆蓋和容量綜合設計的方法，達到覆蓋、容量、質量和投資成本的平衡，確保網絡以最少的投資，滿足用戶的需求，提高監管力度與綜合管理水平。 

2.2.7  操作維護簡單

         操作維護簡單原則：系統不僅要功能完善，而且應該操作簡單，維護方便，這會為使用人員帶來很多操作的方便性。 

         本項目系統設備控制需要高效率、準確及可靠。本系統通過中央控制系統對各子系統運行情況進行綜合監控，時時動態撐握監視情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員，本系統支持網絡和手機訪問管理；另外，系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行，在最佳情況下運行，既可節能，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監管力度與綜合管理水平。

3.1 熱網集中供熱示意圖

圖3.1-1

3.2系統拓撲圖

圖3.2-1

第4章 系統功能

4.1   功能

         該供暖監控系統（GPRS無線遠程監控）主要完成對工藝流程的監測、控制以及數據的處理、存儲、分析以及報表打印等任務。 工藝流程顯示各換熱站工藝流程，包括溫度、壓力、流量、液位等工藝參數、所有設備運行狀態以及各控制回路的詳細參數等； 調節回路顯示包括所有調節回路，可修改設定值、控制方式、調節參數等，并有實時趨勢圖便于進行PID 回路整定； 設定值顯示包括所有必需參數的設定值、控制方式、調節參數以及其它聯鎖值、報警值等；報表顯示和打印 采用了DDE 技術，從而使用戶能夠直接使用Excel 編制報表，借助Excel 的強大功能，用戶可以隨心所欲地編制各種各樣的報表； 歷史數據的存儲與檢索對重要的數據進行在線存儲，數據的存儲時間最長為10 年。可以通過歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數據； 控制在監控計算機上可以進行遠程手動控制，使用鼠標、鍵盤控制PLC 來啟動和停止現場的設備；安全管理對重要設備的操作、重要參數的修改均會自動記錄，包括登錄的操作員、對設備進行的操作。

4.2特點

4.2.1   先進性

         本方案設計中不僅采用了先進的軟、硬件，而且著眼于企業“管控一體化”的需求，貫徹了數字化、信息化環保的先進思想，使企業生產數據的進一步智能應用成為現實。該方案使控制系統有機地成為企業整個IT 架構的一部分。

         本系統采用先進的計算機控制系統，主要用于城市熱網的生產控制、運行操作、監視管理。控制系統配有可靠的硬件設備和功能強大、運行可靠、界面友好的系統軟件、編程軟件、控制軟件。

4.2.2   高可靠性

         ① 與傳統的無線電臺傳輸相比，GPRS 網的數據傳輸抗干擾能力更強，且通訊覆蓋范圍遠遠強于前者；

         ② 現場控制站PLC 對工藝過程的控制不會因監控計算機的癱瘓而受影響；

         ③ 現場控制站的PLC 能夠在惡劣的環境中長期可靠運行，并且易配置、易接線、易維護、隔離性好，結構堅固、抗腐蝕、適應較寬的溫度變化范圍，平均無故障間隔時間（MTBF）15 年。

4.2.3  強大的功能

         ① PLC 的編程語言符合IEC61131-3 標準，易學、易懂、易用；

         ② CPU 內置軟PID，并提供了豐富的指令集及函數庫，用戶直接調用；

         ③ 組態軟件圖庫豐富，網絡功能強大，報警、報表、歷史數據以及二次開發功能完善而易用。

4.2.4  優良的開放性

         ① TCP/IP 協議是目前開放性最好的協議，可以輕松進行系統擴展；

         ② 組態軟件支持DDE、OPC、ODBC、SQL，且提供豐富的API 編程接口，方便接入全廠MIS 系統；

         ③ 同時也為世界各大廠商，如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron 等的設備提供了完善的驅動程序庫，從而可以將其它系統輕松接入本系統。

4.2.5  工程圖截圖

圖4.2.5-1

圖4.2.5-2

圖4.2.5-3

第5章 總結

         該方案實現了對換熱站運行參數的集中監視、控制，與老系統相比，可以大量的減少維護人員，部分供熱站還實現了無人值守，提高企業的經濟效益。與使用傳統無線電臺相比，該方案具備更好的抗干擾性（尤其是在城市中）、數據傳輸加密安全性。無線遠程監控方案將在城市管網、熱網、石油、地震檢測、電力等一些無線遠程數據監控中得到更大范圍應用。

         現場應用圖：