一、引言
我國現(xiàn)行的熱力站運行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：缺少全面的參數(shù)測量手段，無法對運行工況進行系統(tǒng)的分析判斷；系統(tǒng)運行工況失調難以消除，造成用戶冷熱不均；供熱參數(shù)未能在最佳工況下運行，供熱量與需熱量不匹配；運行數(shù)據(jù)不全，難以實現(xiàn)量化管理。
搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術水平。一是要提高供熱系統(tǒng)的自動化控制水平，另一點就是要提高供熱行業(yè)的管理水平。供熱工程中的自動控制對于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質供熱、安全運行、經濟節(jié)能、環(huán)境保護具有十分重要的作用。
二、組成結構
三、主要技術原理：
1．GPRS數(shù)據(jù)通信技術概述
GPRS是通用分組無線業(yè)務（General Packet Radio Service）的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務，目的是為GSM用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務。GPRS采用與GSM同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結構、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的 TDMA幀結構，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當前的電路交換的話音業(yè)務信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)（BSS）從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。 GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kbit/s，實際應用帶寬大約在 40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?。GPRS是一種新的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務，在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP或X.25服務。GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達160Kbps。使用GPRS技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。
常見的組網(wǎng)結構如下：
2．力控組態(tài)軟件：
?。?nbsp;強大的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術，直接支持多文檔。WWW功能全部用VC++實現(xiàn)，因此當在Internet上遠程訪問監(jiān)控畫面時，具有更好的實時性。同時易于使用ASP等快速開發(fā)工具構建B/S系統(tǒng)結構，并可以直接訪問單窗口。
?。?nbsp;國內領先的網(wǎng)絡體系構架，支持B/S和C/S訪問方式，支持多層次網(wǎng)絡冗余及故障切換。提供多重冗余結構，支持IO設備冗余、網(wǎng)絡冗余、數(shù)據(jù)庫冗余等；
＊ 全面支持電臺、撥號（輪巡）、無線以太網(wǎng)、GPRS、CDMA和GSM短信等方式對遠程數(shù)據(jù)進行采集和報警；
?。?nbsp;率先通過國內各主流的GPRS DTU產品實現(xiàn)與控制設備如PLC、儀表和模塊等通過移動網(wǎng)絡進行互連；
?。?nbsp;可同時連接多個不同廠家的GPRS終端與控制設備進行遠程通訊；
＊ 通過GSM手機短信報警管理系統(tǒng)方便管理報警信息；
?。?nbsp;適用于各種管網(wǎng)（如熱、水、電、油、煤氣等）、礦山、水文、交通、環(huán)保等系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控
四、系統(tǒng)功能詳解
數(shù)據(jù)采集和處理功能
通過無線方式（GPRS）把各個換熱站的運行數(shù)據(jù)采集到調度站，在調度站上進行顯示，運算，處理。
畫面顯示功能
主畫面顯示整個主網(wǎng)的干線動態(tài)工藝流程圖，流程圖上標有各個換熱站的實際位置，并顯示換熱站的主要參數(shù)。換熱站傳輸上來的數(shù)據(jù)也可以表格或者棒圖的方式進行顯示。在主畫面通過按鈕可以切換到任一個換熱站，查看換熱站的詳細信息。
設備報警功能
當換熱站的設備出現(xiàn)運行故障時，自動把故障信息傳輸?shù)秸{度站，及時提醒操作人員。
CRT屏幕顯示故障區(qū)域流程圖,事故設備圖形變色。報警窗口會彈出報警信息，報告報警種類，時間，報警值，是否恢復等信息。報警系統(tǒng)發(fā)出聲音報告事故情況。
通訊自診斷功能
在畫面上顯示通訊站號，通訊速率，通訊口信息，當和某一換熱站通訊出現(xiàn)故障時，畫面上會出現(xiàn)信息提示。
管理功能
通過內部運算，可以運算出換熱效率，一二次網(wǎng)失水率，熱量平衡關系。
歷史數(shù)據(jù)查詢
總調度站把各個換熱站傳輸上來的數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫，可以通過查詢歷史數(shù)據(jù)曲線查詢某一段時間的運行數(shù)據(jù)。
報表打印功能
按換熱站把數(shù)據(jù)進行歸納，分類。調度站的打印機可以把這些數(shù)據(jù)進行輸出，形成日報表，月報表，實時報表。
生產調度功能
調度站的值班人員可以根據(jù)換熱站的實際運行狀況給操作人員下達調度指令。
五、系統(tǒng)控制原理
1．數(shù)據(jù)中心：
數(shù)據(jù)中心采用ADSL方式與INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP或域名。此種方案需要先在INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業(yè)務。其中，數(shù)據(jù)中心采用公網(wǎng)固定IP的方式，監(jiān)控點直接向中心發(fā)起連接，運行相對可靠、穩(wěn)定。
計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本結構如主圖所示。系統(tǒng)中的測量傳感器（溫度，壓力，液位，流量等）對被控對象進行檢測，把被控量轉變成統(tǒng)一的電信號，經模/數(shù)轉換器轉變成數(shù)字信號送入過程控制器（工控機或PLC）內。計算機將此測量值與給定值進行比較，按一定的控制算法，產生控制指令，經數(shù)/模轉換器將數(shù)字信號轉換成電信號，通過執(zhí)行機構控制被控對象，達到預期的控制目標。換熱站的數(shù)據(jù)通過GPRS DTU與數(shù)據(jù)中心調度站交換數(shù)據(jù)。
計算機監(jiān)控系統(tǒng)作為監(jiān)督、管理系統(tǒng)，它除了實現(xiàn)現(xiàn)場參數(shù)的顯示、記錄、打印和報警功能外，還可以對供水溫度進行最優(yōu)化計算，用來指揮直接控制系統(tǒng)，以此去自動調整給定值，從而使供熱過程處于最優(yōu)狀態(tài)。
2．換熱站：
各換熱站通過PLC控制器對站內供熱運行的溫度、壓力、流量、熱量等參數(shù)的檢測，直接將數(shù)據(jù)通過GPRS DTU發(fā)送到數(shù)據(jù)中心的力控軟件中；數(shù)據(jù)中心將收到的數(shù)據(jù)處理后保存，將處理結果用控制指令發(fā)送到各換熱站，真正達到了無人職守。
在所有的自控系統(tǒng)中，有線網(wǎng)絡是最常用的網(wǎng)絡，但對于熱網(wǎng)系統(tǒng)來說，由于多在市區(qū)內，而且距離較遠，敷設通訊電纜非常困難，一般較少采用。
六、總結
1．提高了采暖收費工作的工作效率及準確度，保證收費工作高效、穩(wěn)定運行
2．提高了工程設計水平及技術檔案管理水平，公司熱力設施的基礎數(shù)據(jù)全部使用地理信息系統(tǒng)進行管理，使得公司所有的技術人員都可以在辦公網(wǎng)絡上查詢到公司熱力設施的基礎數(shù)據(jù)，方便了供熱運行。
3．提高熱網(wǎng)運行調度水平，提高供熱服務質量，熱網(wǎng)投入自動運行后，換熱站二級管網(wǎng)的供回水溫度始終在規(guī)定的范圍內運行，同時熱網(wǎng)自動運行可以快速跟蹤室外溫度的變化，當室外溫度出現(xiàn)大的變化時，二級管網(wǎng)供回水溫度同時也跟著變化，保證采暖用戶的室內溫度始終比較均衡，避免了熱網(wǎng)溫度滯后現(xiàn)象，大大提高了供熱服務質量，同時在白天室外氣溫較高時減少了供熱量，這樣就可以節(jié)約大量的熱量和電量，減少了熱網(wǎng)運行成本。
4．遠程訪問，遠程控制。如主圖所示，供熱公司的調度者，通過登陸Internet（無線或有線），進入數(shù)據(jù)中心的力控服務器。獲得權限以后，可以隨時調節(jié)熱網(wǎng)運行參數(shù)，在節(jié)假日可以人為提高供熱運行參數(shù)，保證了用戶室內溫度，得到了用戶的好評，為熱力公司樹立了良好的企業(yè)形象。
以上由哈爾濱天翔自動化設計并實施，此系統(tǒng)對整個供熱公司的工作效率和管理水平起到巨大的提高和推動效應，提高了供熱服務質量，為供熱公司節(jié)約大量的熱量及電量，取得良好的經濟效益。
