热网监控系统总体方案

• 关键词：四信,F2103,GPRS,DTU,热网监控系统
• 作者：四信通信
• 摘要：该系统的实施，可将现场的运行数据、报警信号实时的传送到监控中心，监控中心下达控制指令指导热力站运行并将预测热负荷经通信网络传至热源控制中心，指挥生产满足按需供热的要求，从而达到全网的优化运行、节能降耗的目的，并且实现热力站运行的无人值守。

一、监控系统组成
SCADS监控系统由三部分组成：
——监控中心（MCC）
——远程终端站（RTU）
——通信系统（包含热网MCC与热源控制中心之间的通信。）
      该系统的实施，可将现场的运行数据、报警信号实时的传送到监控中心，监控中心下达控制指令指导热力站运行并将预测热负荷经通信网络传至热源控制中心，指挥生产满足按需供热的要求，从而达到全网的优化运行、节能降耗的目的，并且实现热力站运行的无人值守。

二、监控系统结构
1、北区的监控系统，由监控中心（MCC）和27个远程终端站（RTU）以及无线通信网络组成。
2、监控系统为B/S（浏览器/服务器）结构。采用工业标准以太网（Ethernet）将3台操作员站、1台工程师站、2台服务器和系统外设等经网络设备交换机（Switch）连接起来构成一个厂级局域网（LAN）。局域网通过无线通信方式的网络设备（如Router）与广域网（WAN）联接，实现监控中心MCC与现场级的远程终端站RTU的数据通信。
3、远程终端（RTU）通过无线公共通信网与监控中心（MCC）实现实时通信、数据传输。监控中心采集过程数据，并提供操作指导、控制、管网分析、故障诊断、报警、报告、历史数据处理，趋势显示等主要功能。
4、监控中心（MCC）与热源控制中心，经通信网络与相关通信设备（Modem）相连。将全热网的热负荷变化情况，由热网监控中心MCC传给热源的控制中心，以此作为热源负荷调节的依据。

三、监控系统配置
1、 SCADA系统必须采用可靠的、成熟的工业级组态软件，采用32位技术和工业控制标准Windows NT/2000 Ethernet标准通信协议，该系统和其他系统可兼容并具有扩展性。
2、SCADA系统的监控中心包括：2个冗余服务器、1个工程师站和3个操作员站，服务器通过GPRS无线网络与现场RTU实现通信。
3、服务器包括数据库、趋势、日志图形和热源运行的主要信息。
4、服务器通过Ethernet LAN和工程师站、操作员站相连。采用服务器上的数据更新显示。
5、服务器冗余配置，一台故障时，备份服务器自动替代，备份服务器用最近数据更新。

四、监控系统功能
1、监控中心功能
a）实时监测热网运行状态，运行参数的设定，负荷预测，运行分析以及调度热源实现全网的供热均衡；
b）可通过网络浏览器在所需地点实现所有监控管理功能，远程访问与参数浏览；
c）提供对运行分析和参数预测所需的各种温度、压力和流量分配的图表以及生成标准的水压图，对同类参数进行分析比较；
d）监控中心统一发送室外温度指导各热力站的优化运行；
e）实时接收各热力站的报警信息，提示操作人员进行报警处理。记录报警信息，形成报警日誌；
f）显示工艺流程图画面及动态运行参数，根据用户权限管理的不同，可对现场进行远程控制和参数设定调整；
g）热力站数据监测和企业的信息管理系统相融合；
h）形成日、周、月等多种报表格式，并对所有热力站的重要参数汇总报表；
i）收集数据信息建立历史数据库和管理数据库。
★本期工程每个网的监控中心（MCC）分别管理27个远程终端站（RTU），每个系统应按50 座热力站的扩展能力设计，即系统应能支持不少于50个热力站的连接。
2、远程终端站组成和功能
a）远程终端站（RTU）组成
——远程终端站（RTU）由具有测控功能的控制器和通信系统组成。它通过与其相连接的现场仪表和执行机构完成对热力站的数据采集、控制和调节等任务。
b）主要监控功能
——控制器（或RTU）具有调节和采集过程参数的功能，如一、二级网供回水温度、压力和一级网的热量/流量、二级网的流量、补水流量以及室外温度等。将监测结果传送至热网监控中心MCC。
——应能根据室外温度制订向用户提供热负荷目标值。
——人机界面，操作单元屏幕显示。
——备用电源（UPS），控制器带有备用电源，在主电源掉电后，它能够维持控制器运行，同时控制器向监控中心发出掉电报警信息。
c）节能功能和优化控制
——一级网的最大流量限制
——一级网的最大热量限制
——一级网的回水温度限制
——一、二级网回水温差限制
——根据室外温度——热负荷曲线，调节二级网供热负荷
——根据二级网回水压力，控制补水泵转速
——根据二级网供回水压差，控制循环水泵转速，以保证热网的水力、热力平衡，达到节能、高效最优化运行。
——二级网供水温度超高报警、联锁功能。
——二级网回水压力过低，自动开放补水功能以及补水箱液位的监测等。

五、通信系统
1、监控中心服务器通过宽带ADSL专线Internet公网接入，中心提供固定的IP地址；
2、各站点（RTU）通过各自的F2103 GPRS DTU连接到监控中心服务器，DTU通过软件配置监控中心的IP及端口后自动工作。
           

F2103 GPRS DTU技术特点
      F2103 GPRS DTU采用高性能嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台，内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融，水利，环保，电力，邮政，气象等行业。
 
无线参数
l       支持EGSM900/GSM1800无线网络
l       GPRS multi-slot class 10
l       编码方案：CS1~CS4
l       符合SMG31bis技术规范
l       Compliant to GSM phase 2/2
l       支持数据和短信功能
硬件系统
l       高性能RISC 嵌入式处理器，主频100M，512K FLASH。
l       接口：
同时支持RS232/RS485串口。串口速率110~230400bits/s。
      指示灯：具有电源、通信及在线指示灯。
      天线接口：标准SMA阴头天线接口，特性阻抗50欧。
      SIM卡接口：3V/1.8V标准的推杆式用户卡接口。
      电源接口：标准的3芯火车头电源插座。
l       供电：
外接电源：DC 12V 500mA
宽电压供电：DC 5-35V
通信电流：<250mA (12V)
l       无线模块
采用高性能工业级GPRS无线模块
l       尺寸
      外形尺寸：91x58.5x22 mm（不包括天线及固定件）
l       其他参数:
工作环境温度-25~ 65�C
储存温度-40~ 85�C
相对湿度 95%(无凝结)
软件功能
l       智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线。
l       支持RSA，RC4加密算法
l       支持虚拟数据专用网（APN）
l       透明数据传输与协议转换，支持多种工作模式
l       支持数据中心动态域名和IP地址访问
l       支持双数据中心备份
l       支持多数据中心
l       支持短信、语音、数据等唤醒方式以及超时断开网络连接。
l       支持短消息备份及告警。
l       多重软硬件看门狗
l       数据包传输状态报告。
l       标准的AT命令界面
l       可以用做普通拨号MODEM
l       支持telnet功能。
l       支持远程配置，远程控制
l       通过串口软件升级
l       同时支持LINUX和WINDOWS操作系统
 
3、只有当进行数据传输时， DTU才自动连接到网上（DTU数据触发功能）。
4、RTU可以根据实际情况灵活设置采集和传输时间。
5、系统具有精确的时钟校对功能。
6、提供通信软件。
7、应能提供远程系统诊断和修复功能。

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