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項目概述

凱森集團(tuán)智慧供熱綜合管控平臺將自動化與信息化深度融合,，實現(xiàn)集團(tuán)供熱生產(chǎn)調(diào)度的信息化、現(xiàn)代化管理,，整合生產(chǎn)相關(guān)信息資源,，實現(xiàn)生產(chǎn)運行,、調(diào)度優(yōu)化、供熱設(shè)施監(jiān)控及應(yīng)急指揮的一體化管理,。通過該系統(tǒng),，實現(xiàn)從熱源到管網(wǎng)再到換熱站的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與管理，便捷,、高效地調(diào)整各種參數(shù),，合理、有效地分析歷史數(shù)據(jù),，及時,、準(zhǔn)確地處理供熱事故，從而達(dá)到科學(xué)調(diào)度,、節(jié)能增效,、提前預(yù)警、減少事故的目標(biāo),。
近幾年來,，隨著城市的擴容建設(shè)，凱森集團(tuán)在天津地區(qū)換熱站已由原來的33座增至64座,，原監(jiān)控系統(tǒng)和軟件已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實需要,。隨著凱森集團(tuán)供熱管網(wǎng)的改造工程逐步深化，所轄換熱站的數(shù)量越來越多,，供熱面積越來越大,，集團(tuán)集中供熱系統(tǒng)供熱區(qū)域廣、供熱面積大,，使得各區(qū)域的距離遠(yuǎn)近,、管網(wǎng)質(zhì)量、供熱設(shè)備等硬環(huán)境參差不齊,，也存在著供熱效率低,、供熱不平衡、能量浪費、熱網(wǎng)波動嚴(yán)重等諸多問題,。傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)多以小區(qū)為單位,，缺少集中協(xié)調(diào)和自動化控制；供暖運營水平落后,，缺乏自動化和信息化運營,，供熱問題難以及時診斷，集團(tuán)急需通過自動化和信息化的手段改造供熱總控中心,，實現(xiàn)轄區(qū)所有片區(qū)供熱,、或多個熱力供熱站的聯(lián)合調(diào)控。

項目目標(biāo)

完善凱森集團(tuán)供熱管理信息系統(tǒng),，優(yōu)化供熱監(jiān)控子系統(tǒng),，并將系統(tǒng)建設(shè)成為集團(tuán)智慧供熱管控平臺。凱森智慧供熱管控平臺以智慧供熱管理為主要業(yè)務(wù),，包括熱計量溫控節(jié)能,、熱力管網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控、熱源廠自動化控制和熱力信息監(jiān)管平臺四個業(yè)務(wù)模塊,。

熱計量溫控節(jié)能模塊: 提供戶表集抄，室內(nèi)溫控及供熱節(jié)能服務(wù)等,。

熱力管網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控模塊: 以無人值守?fù)Q熱站建設(shè)和改造為主,，提供熱力管網(wǎng)監(jiān)控和調(diào)度。

熱源廠自動化業(yè)務(wù)模塊: 主要為傳統(tǒng)鍋爐自控節(jié)能和環(huán)保業(yè)務(wù),。

熱力信息監(jiān)管平臺業(yè)務(wù)模塊: 建設(shè)供熱專家系統(tǒng),，進(jìn)行熱力信心中心和管理中心建設(shè)。

系統(tǒng)架構(gòu)

凱森智慧供熱綜合管控平臺主要由三層組成：供熱站或換熱站,、通訊網(wǎng)路和調(diào)度中心,。

1換熱站等硬件設(shè)備
2通訊網(wǎng)絡(luò)平臺
3調(diào)度中心
4實時服務(wù)器
5歷史服務(wù)器
6工程師站
7操作員站
8Web服務(wù)器
9三維可視化平臺服務(wù)器
10供熱計量服務(wù)器
11客服系統(tǒng)服務(wù)器

1. 換熱站等硬件設(shè)備: 用于供熱過程數(shù)據(jù)的采集、控制和調(diào)節(jié),；底層是熱力站,，是集團(tuán)供熱流程的基本單元。

2. 通訊網(wǎng)絡(luò)平臺: 通過有線或無線等方式,，將換熱站,、鍋爐,、電廠熱源等狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送到調(diào)度中心，同時接收調(diào)度中心發(fā)來的調(diào)度控制指令,。

3. 調(diào)度中心: 負(fù)責(zé)接收各現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備發(fā)來的數(shù)據(jù),，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析,、報警,、報表打印、向各現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出調(diào)度控制指令,，為供熱過程如熱源負(fù)荷分配,、熱網(wǎng)平衡與分析等提供決策依據(jù)。智慧供熱管控平臺主要由實時服務(wù)器,、歷史服務(wù)器、工程師站,、操作員站,、Web服務(wù)器、供熱計量服務(wù)器,、客服系統(tǒng)服務(wù)器等部分組成,。調(diào)度控制中心的計算機系統(tǒng)按客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)設(shè)置；局域網(wǎng)采用高速以太網(wǎng),；為了提高系統(tǒng)的可靠性,，服務(wù)器采用雙機熱備、局域網(wǎng)冗余配置,；操作員工作站,、工程師工作站等均作為局域網(wǎng)上的一個節(jié)點，共享服務(wù)器的資源,；服務(wù)器采用分布式結(jié)構(gòu),，按功能將它們分開設(shè)置，以降低單臺服務(wù)器的負(fù)荷,，提高系統(tǒng)的處理能力和可靠性,，并便于管理。

4. 實時服務(wù)器: 采用力控eForceCon產(chǎn)品,，主要負(fù)責(zé)采集換熱站和熱源采集傳送來的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù),，來完成實時數(shù)據(jù)的處理、存儲,、統(tǒng)計,、管理等功能，可以通過以太網(wǎng)與換熱站和熱源現(xiàn)場的控制器進(jìn)行通訊,，將操作員站的控制指令發(fā)送到換熱站和熱源現(xiàn)場控制器,，實現(xiàn)控制要求,。并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供相關(guān)實時數(shù)據(jù)。

5. 歷史服務(wù)器: 采用力控pSpace產(chǎn)品,，作為智慧供熱管理平臺系統(tǒng)的核心,，歷史服務(wù)器是分析展示軟件的數(shù)據(jù)來源，它可以實時記錄采集的各個換熱站和熱源的數(shù)據(jù),，長期保存,，為今后生產(chǎn)運營提供數(shù)據(jù)支持，并為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供數(shù)據(jù)服務(wù),，能自動恢復(fù)通信中斷期間的數(shù)據(jù),。為了保證歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)安全性，配置兩臺服務(wù)器,，以磁盤陣列的方式進(jìn)行雙機熱備冗余,。

6. 工程師站: 進(jìn)行工程開發(fā)的平臺，經(jīng)過授權(quán)的維護(hù)人員（維護(hù)工程師）,，通過工程師站可以對整個系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù),，包括控制網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)設(shè)置（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的增減、通訊速率的設(shè)置等）,、人機界面（HMI）畫面的修改,、現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)采樣點和被控點的增減等。工程師站具有操作員站的全部功能,，需要時可以作為操作員站使用,。

7. 操作員站: 總部調(diào)度室的操作員，在操作員站對各個換熱站和熱源進(jìn)行監(jiān)視,、控制,、產(chǎn)生報表和曲線。操作員站作為人機界面（HMI）,，通過多媒體手段（畫面,、聲音等），為操作人員提供各個換熱站和熱源形象直觀的現(xiàn)場過程數(shù)據(jù),、過程報警,、事件報警等；操作員可以通過輸入設(shè)備（鼠標(biāo),、鍵盤等）,，向各個換熱站和熱源發(fā)送調(diào)控指令。

8. Web服務(wù)器: 是實時監(jiān)控系統(tǒng)與管理應(yīng)用系統(tǒng)之間銜接的服務(wù)器,。實時監(jiān)控系統(tǒng)將有關(guān)信息寫入Web服務(wù)器,，并對其實時更新。Web服務(wù)器在管理信息網(wǎng)絡(luò)中以網(wǎng)站的形式出現(xiàn),，它既為管理系統(tǒng)提供生產(chǎn)信息,，又避免了與生產(chǎn)實時監(jiān)控系統(tǒng)等無直接關(guān)系的計算機直接訪問實時監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器,。以方便快捷的方式為領(lǐng)導(dǎo)和管理者展示企業(yè)信息，從WEB提供的數(shù)據(jù)分析及專業(yè)應(yīng)用工具中了解企業(yè)的運作,。

9. 三維可視化平臺服務(wù)器: 將換熱站和熱源,、管網(wǎng)節(jié)點等設(shè)備以三維形式進(jìn)行展現(xiàn)，操作人員可在三維場景中進(jìn)行監(jiān)控,；三維可視化平臺可與供熱管控平臺無縫集成,，在供熱管控平臺中可以隨時以二維、三維場景進(jìn)行展示,，也可以在異常情況發(fā)生時,，隨時切換到相關(guān)的監(jiān)測點，查看畫面情況及動態(tài),。

10. 供熱計量服務(wù)器: 實現(xiàn)集團(tuán)所轄區(qū)域供熱計費管理,，做到現(xiàn)有全部客戶95%以上的業(yè)務(wù)覆蓋，主要包括：管網(wǎng)建設(shè)費,、罰款,、面積熱費、熱計量熱費,、二次加壓費等。其余需求基本上可以通過實施人員現(xiàn)場調(diào)整實現(xiàn)全覆蓋,，做到“系統(tǒng)不只是用來收熱費”,。

11. 客服系統(tǒng)服務(wù)器: 采用B/S方式部署，各使用單位和管理部門通過Web瀏覽器進(jìn)行日常業(yè)務(wù)管理與操作,，實現(xiàn)集中管理,、分布式訪問，便于系統(tǒng)安裝,、維護(hù),、更新。服務(wù)器響應(yīng)客戶端請求后,，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問及數(shù)據(jù)更新,，并通過合成動態(tài)頁面返回到客戶端所需的信息。該系統(tǒng)軟件由力控ForceCon平臺組成,，包括SCADA平臺軟件eForceCon 5.0,、企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫?pSpace、智能生產(chǎn)信息門戶集成平臺FinforWorx?,、Web服務(wù)器軟件及相關(guān)應(yīng)用軟件組成,。該平臺產(chǎn)品覆蓋整個工業(yè)信息化領(lǐng)域，通過分布式實時數(shù)據(jù)庫的特點實現(xiàn)系統(tǒng)間的高效集成,、級聯(lián)及擴容,，可為企業(yè)用戶提供一個快速/高效的平臺產(chǎn)品,，滿足各種工業(yè)信息化企業(yè)需求。平臺產(chǎn)品以“分布式實時數(shù)據(jù)庫”為核心搭建力控家族“工業(yè)控制消息總線”,，并支持集成面向服務(wù)（SOA）系統(tǒng)架構(gòu)的“信息服務(wù)總線”,。消息總線和服務(wù)總線提供可靠通用的信息交互機制和廣域服務(wù)機制，實現(xiàn)整個系統(tǒng)間的安全高效的數(shù)據(jù)通信和應(yīng)用集成,。貫穿整個企業(yè)信息化業(yè)務(wù),，可以自由構(gòu)建不同規(guī)模的應(yīng)用，實現(xiàn)從底層工業(yè)現(xiàn)場控制（小型場站系統(tǒng),、嵌入式HMI）,、到生產(chǎn)調(diào)度指揮管理（SCADA）及上層信息化管理（MES、ERP）的融合,。

應(yīng)用功能

數(shù)據(jù)采集
過程監(jiān)控
報表分析
趨勢分析
報警管理
負(fù)荷預(yù)測
鍋爐效率分析
管網(wǎng)水力平衡
集成地理信息系統(tǒng)
集成視頻系統(tǒng)
能耗分析
全網(wǎng)應(yīng)急管理

1,、數(shù)據(jù)采集

在調(diào)度中心設(shè)立供熱實時數(shù)據(jù)庫，與供熱站,、換熱站的現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)或者控制板卡,、PLC系統(tǒng)等進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集,、設(shè)備監(jiān)控對工藝生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測報警,，加強熱源、管網(wǎng),、換熱站的自動監(jiān)控和管理,，增強企業(yè)的事故反應(yīng)和處理能力，保障供熱安全和運行經(jīng)濟(jì),。

2,、過程監(jiān)控

供熱過程監(jiān)控可以完成運行管理人員對供熱運行狀態(tài)的了解，可以顯示整個供熱系統(tǒng)部分參數(shù)運行狀態(tài)一覽表,，如當(dāng)前換熱機組的主要運行參數(shù),，以及工業(yè)流程圖等。根據(jù)運行操作,、生產(chǎn)管理及設(shè)備管理人員的要求,，提供完善、靈活的顯示方式,，對生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的監(jiān)控,，指導(dǎo)相關(guān)人員完成生產(chǎn)過程、系統(tǒng)或設(shè)備分析,，更好地進(jìn)行操作調(diào)整與管理決策,。

3、報表分析

以表格形式來展示指定點的數(shù)值,，如流量,、溫度,、壓力、熱量等,，同時提供班報,、日報、周報,、旬報,、月報、季報和年報等各種報表類型,。

4,、趨勢分析

以趨勢曲線、X-Y圖,、棒圖/?餅圖的形式顯示生產(chǎn)運行數(shù)據(jù),，協(xié)助運行管理人員進(jìn)行特性分析和參數(shù)對比，并能提供數(shù)據(jù)表格,、圖形,、曲線的打印功能。

5,、報警管理

系統(tǒng)實時顯示并記錄各種報警信息,，如壓力/?流量的超限、儀表工作電源不正常,、閥門工作異常,、通訊故障等報警信息。同時提供報警限值調(diào)整,、語音畫面短信等報警通知、報警分組管理,、報警聯(lián)動,。

6、負(fù)荷預(yù)測

調(diào)度管控中心能夠根據(jù)實時工況,、氣象預(yù)報,、實際供暖負(fù)荷等信息，自動預(yù)測生成4-6小時后熱量規(guī)劃表及溫度,、流量,、壓力等參數(shù)曲線模擬圖并具有實時滾動刷新、隨氣溫突變等情況修正功能,。根據(jù)此實時的預(yù)測曲線隨時調(diào)整參數(shù),。

7、鍋爐效率分析

通過燃料消耗量和實際供熱量,，計算鍋爐房供熱效率,，即可橫向?qū)Ρ扔挚煽v向分析鍋爐效率走向,，全面掌握供熱系統(tǒng)整體運行狀況。

8,、管網(wǎng)水力平衡

利用水壓圖分析熱網(wǎng)水力工況變化,，顯示管網(wǎng)的壓力值的變化、各管段的壓力損失值等,，分析水力工況是否處于最佳工況,，同時根據(jù)動態(tài)水壓圖模型和采集的壓力數(shù)據(jù)可以迅速判斷管道泄漏的大概位置。

9,、集成地理信息系統(tǒng)

建立基于GIS?的城市熱網(wǎng)管理信息系統(tǒng),，并且與監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)無縫集成，通過地理系統(tǒng)實時查看各種生產(chǎn)數(shù)據(jù),，實現(xiàn)對城市熱網(wǎng)綜合管理,，能隨時掌握全市輸配系統(tǒng)的最新資料，供有關(guān)部門管理集中供熱管網(wǎng),、規(guī)劃設(shè)計,、運行調(diào)度、決策使用,。

10,、集成視頻系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與管理平臺無縫集成。在管理平臺中隨時對指定地點的視頻進(jìn)行瀏覽,，也可在有異常情況發(fā)生時,，隨時切換到相關(guān)的視頻監(jiān)測點，查看畫面情況,。平臺中支持視頻的錄制與回放,，對當(dāng)前畫面進(jìn)行抓圖，對畫面進(jìn)行暫停,，播放等操作,。

11、能耗分析

將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納,、分析和整理,，實現(xiàn)基礎(chǔ)熱力管理功能，包括各個供熱站和換熱站的二次供水溫度,、二次回水溫度等重要對比數(shù)據(jù),，以便可以更好地進(jìn)行片區(qū)同類供熱區(qū)域供熱效率進(jìn)行直觀有效地比對，從而能指導(dǎo)運行人員進(jìn)行查找原因和后續(xù)改進(jìn),。

12,、全網(wǎng)應(yīng)急管理

當(dāng)緊急事件發(fā)生時，啟動全網(wǎng)應(yīng)急管理系統(tǒng)，根據(jù)適當(dāng)?shù)膱缶畔?，動態(tài)的提出各類救援方案和資源調(diào)度方案,，幫助指揮中心領(lǐng)導(dǎo)對救援方案和資源調(diào)度進(jìn)行果斷、合理的決策,，提高應(yīng)急指揮的決策質(zhì)量和應(yīng)變能力,。

項目總結(jié)

凱森集團(tuán)智慧供熱綜合管控平臺的應(yīng)用為供熱客服系統(tǒng)為供熱企業(yè)建設(shè)供熱信息化管理系統(tǒng)，可幫助供熱企業(yè)顯著降低運營成本,，提高效率和收益,，并提高熱網(wǎng)可靠性，達(dá)成真正的熱網(wǎng)節(jié)能運行和管理的最優(yōu)化,。隨著集中供熱自動化的快速發(fā)展以及政府節(jié)能減排的政策推行,，供熱綜合管控平臺及信息化建設(shè)將成為集中供熱發(fā)展的方向，其實施將從根本上增強供熱企業(yè)的整體實力,，活動顯著經(jīng)濟(jì)效益,，實現(xiàn)國家節(jié)能減排與供熱企業(yè)效益一致的目的。

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