一、 概述：

按照新一輪城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展對優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。而推行熱電聯(lián)產(chǎn)、城市集中供熱，是解決城市能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境污染問題的有效措施，充分體現(xiàn)節(jié)約能源、保護環(huán)境，提高能源利用效率、企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的最佳途徑。所以既有利于節(jié)約能源，又有利于提高熱電企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益，給熱電企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更加廣闊的前景。

隨著熱用戶的不斷增加，熱用量不斷的加大，而怎樣才能更好，更有效的對整個熱網(wǎng)管道，熱用戶計量進行管理呢？利用遠程監(jiān)測，對整個熱網(wǎng)管道，儀表進行跟蹤監(jiān)控，不僅可以全面掌握整個熱網(wǎng)管線供熱狀態(tài)，還能快速、準確地反映儀表故障報警信息，方便維護人員及時查修，這樣不僅節(jié)省大量的人力、物力，而且極大的提高了熱網(wǎng)的現(xiàn)代化管理水平。城市熱網(wǎng)監(jiān)控作為數(shù)字化城市的一個方面，已顯示出越來越重要的作用。

二、 需求：

1、雙機采集加熱站的模擬量和開關(guān)量。下位PLC、DP塊/采集模塊、上位監(jiān)控軟件全部無縫連接，分層冗余。監(jiān)控加熱站的溫度、壓力、流量、電動閥門、循環(huán)泵的啟停/開關(guān)。保證系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、實時性。

2、采集下屬的50個供熱站的數(shù)據(jù)傳遞到中央數(shù)據(jù)中心。通過VIPA PLC通訊模塊接受主叫貓的撥號，由被叫貓將遠程數(shù)據(jù)傳送到中央數(shù)據(jù)中心。

三、 系統(tǒng)設(shè)計原則：

1．安全可靠穩(wěn)定性原則

系統(tǒng)的安全可靠運行起著十分關(guān)鍵的作用，因此在系統(tǒng)建設(shè)過程中，將系統(tǒng)的安全可靠性穩(wěn)定性作為設(shè)計的首選原則

2．開放性原則

堅持開放行原則，為今后系統(tǒng)的升級擴展維護和二次開放過程提供較大的靈活性

3．技術(shù)先進性原則

保證系統(tǒng)的先進性，只有這樣，系統(tǒng)才能經(jīng)受實際的考驗，保證不會被淘汰

4．經(jīng)濟性原則

經(jīng)濟性原則不僅體現(xiàn)在設(shè)計過程中，而且會為系統(tǒng)今后的維護降低成本

5．操作維護簡單原則

系統(tǒng)不僅要功能完善，而且應(yīng)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

6．可擴展性原則

為了使系統(tǒng)具有一定的應(yīng)變能力，可以方便的修改和靈活的擴充，應(yīng)使系統(tǒng)保證一定的可伸縮性

四、 系統(tǒng)概述：

系統(tǒng)主要由力控監(jiān)控軟件、TP—link MODEM、西門子 PLC、VIPA PLC構(gòu)成，這種方式的主要特點是結(jié)構(gòu)分散、開放性好、穩(wěn)定性強、性價比高并且擴展容易。

主要工作方式：

力控軟件主要負責數(shù)據(jù)采集、通訊處理、人機界面和WEB發(fā)布等工作；

TP—link MODEM負責將VIPA PLC采集到的各個供熱站數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)通訊，并將數(shù)據(jù)通過電話線網(wǎng)絡(luò)傳遞給力控軟件；
兩臺SIEMENS PLC互作冗余，同時負責加熱站的現(xiàn)場儀表和設(shè)備的通訊及數(shù)據(jù)采集和控制。一旦有一臺PLC癱瘓，系統(tǒng)可以在最短的時間內(nèi)自動實現(xiàn)冗余PLC的智能切換，以此來保證加熱站系統(tǒng)監(jiān)控的絕對可靠性。

加熱站：

力控軟件設(shè)在中央數(shù)據(jù)中心。由兩臺嵌入CP5611通訊卡的采集服務(wù)器互作冗余備份，同時采集下位SIEMENS PLC的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。一旦一臺采集站的計算機癱瘓，另一臺計算機的力控軟件可以自動的接過監(jiān)控的任務(wù)，實現(xiàn)上位機的冗余，畫面同步，數(shù)據(jù)同步顯示、歷史保存。

力控軟件采用典型的C/S和B/S結(jié)構(gòu)，B/S方式是作為WEB服務(wù)器，將實時數(shù)據(jù)和畫面通過WEB進行發(fā)布，遠端用戶經(jīng)過授權(quán)，無須安裝任何插件，使用標準的瀏覽器通過固定IP或域名綁定進行訪問即可在遠程進行監(jiān)視。C/S方式是力控軟件作為標準服務(wù)器端與各分站的多個客戶端（通過力控 NETSERVER通訊組件）進行通訊?？蛻舳送ㄟ^局域網(wǎng)的IP地址訪問采集站的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，在非本地中控室的其他控制室就可實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，各儀表和執(zhí)行器的下置控制。力控客戶端的定制可有5個，如果增加客戶端，客戶需要付額外的費用。

供熱站：

力控同樣設(shè)置在中控室內(nèi)，現(xiàn)場50個供熱站點分散在一定的區(qū)域內(nèi)。

在每個供熱站需要有一組相應(yīng)的采集設(shè)備。這里使用VIPA的214CPU作為RTU（數(shù)據(jù)采集模塊）。由該CPU上的IO模塊，采集供熱站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并由自帶的串口和TP—LINK調(diào)制解調(diào)器連接。上位的力控在進入運行后，會由IO調(diào)度對連接上位機串口的主叫貓發(fā)送AT命令，使主叫貓通過撥號去和現(xiàn)場的被叫貓進行通訊，采集每個供熱站現(xiàn)場的開關(guān)量、模擬量。同時還可以通過對力控HMI（人機界面）上一些參數(shù)的設(shè)定來控制現(xiàn)場電動執(zhí)行器或者一些閥門的啟停或開度，來達到根據(jù)現(xiàn)場的實際情況調(diào)整供暖的溫度。真正做到了在線的遠程監(jiān)控。

為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和便利的管理方式，人性化的操作。該供熱站系統(tǒng)的MODEM全部采用自動呼叫，斷線智能重新連接的方式。這樣在現(xiàn)場一旦停電或出現(xiàn)電話線信號不穩(wěn)定甚至斷線的情況下，不需要現(xiàn)場再去重新對MODEM進行重新的配置。節(jié)省了維護成本，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度，并保證了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

五、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓補圖：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

六、工程截圖：

七、結(jié)束語：

該系統(tǒng)采用了多層冗余備份，實現(xiàn)的是上位機監(jiān)控和下位PLC的兩套系統(tǒng)共同工作。采用的力控軟件經(jīng)典的分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，融匯了B/S，C/S結(jié)構(gòu)，做到了跨地區(qū)，無局限性的在線即時監(jiān)控。

在該系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，現(xiàn)場的很多操作人員不用再去現(xiàn)場手動執(zhí)行操作。避免了原來一些有可能因為無法同時觀測多個地區(qū)多個參數(shù)而造成操作失誤所帶來的隱患。