河北省唐山市热力总公司基建处 063000
摘要：近年来国家大力提倡城市集中供热，以满足人们对供热质量的要求。但在能源紧张的今天，除了要提高供热质量，能源节约也势在必行。无人值守热力站的建设可满足城市集中供热过程中节能减排的要求。为此，本文重点对城市集中供热中无人值守热力站的建设进行分析，以供参考。
关键词：城市集中供热；节能减排；无人值守；热力站；建设
引言
随着城市化进程的加快，城市集中供热事业也快速发展，主要因为城市集中供热系统，可有效改善以往分散供热系统给城市带来环境污染问题，也能够有效提高城市整体的供热效率，对促进城市发展有重要意义。近年来，科学技术不断进步发展，自动控制水平也快速发展及广泛应用，若能很好地与城市集中供热系统的结合，在实现城市集中供热系统稳定供热、经济节能及环境保护等方面均有重要的作用。在这样的期望下，产生了“无人值守热力站”的思路，这实际上属于热力站内的一种无人值守监测监控系统，与以往人工管理方式大有不同，其是依托现代信息技术基础上实现的系统化管理，具备智能化、自动化等特点，主要是对供热系统中的温度、压力、热量、流量等进行监测、调节及数据上传，可实现对热力站供热过程的自动、有效的监测监控，既能够保证供热稳定，也能够达到节能减排的目的。
1无人值守热力站及系统构成
热力站是城市集中供热系统中重要的组成部分。在以往的城市集中供热系统中，热力站的供热形式主要是人工对站内设施设备检查、调节及控制。通常每座热力站都需要配备至少3名以上的设备运行值班人员，这样使得企业用工成本较大，且凭借人工经验操作，也会容易因为操作失误而导致热力调配不平衡，甚至损坏热力站内的设备，影响供热效果并造成大量能源被浪费。无人值守热力站则属于一种自动化控制方式，其是基于现代信息基础上，通过电仪设备采集热力站运行的压力、温度、流量等参数及热力站中的监控画面，之后回传至中控室，再由无人值守系统更加热力站的运行情况，实时对热力站中的一次网回水电动阀、二次网循环泵、补水泵等设施设备的远程操控，可实现对热力站的远程监控、机制控制、统一调度等。
目前我国供热企业的热力站无人值守系统，主要是由自动化控制系统、视频监控系统、全网平衡系统这三个部分构成。其中，自动化控制系统主要是替代以往人工对热力站运行参数的采集、设备调控；视频监控系统是替代以往人工 进行热力站的安全巡视检查；全网平衡系统则是替代以往人工对热力站运行参数的调节。
2无人值守热力站建设方案
以某供热企业热力站改造工程为例，现需要对旧热力站进行改造，以实现无人值守热力站的建设。在具体的建设过程中，在现有的热力站系统基础上，设计一个智能化的无人值守监测监控系统，以实现对热力站智能监测监控、按需调节的信息化运行模式。具体的设计内容包括以下：
2.1 功能设计
本次无人值守热力站建设，需要确保所设计的无人值守监测监控系统具备高安全性、保密性、高速率、稳定可靠、直观易用、控制精准等特点，且需要保证后续运行成本低，容易维护等。对此，在设计热力站无人值守监测监控系统时，应当具备如下功能：
（1）数据接收。在热力站中建立一个监控信息平台，并采用VPN专线方式或无线传输方式实现数据实时传输，在确保数据完整性与准确性的前提下，实现数据自动入库管理。
（2）数据存储。将监控热力站的所有信息存储在系统中，且可动态进行系统配置修改，操作便捷。
（3）信息查询。以多种方式查询数据库中包含的实时数据、历史数据、中间结果数据、背景数据等信息。
（4）报警管理。运行人员可根据热力站情况对每个参数进行报警参数的设定，一旦某一个参数超出了预设的限制，或者出现设备事故时，系统自动发出警报信息，且报警信息可打印及分类存储，并提供多种查询方式供运行人员浏览报警记录。
（5）数据比较分析。系统可实时对历史趋势图相关数据进行比较分析，并具备打印输出的功能。
（6）控制命令下达。可远程下达阀门、二次供水温度的控制命令，或者根据站内运行情况下达控制曲线，下位系统在执行控制命令后还可及时反馈该控制命令执行的参数及相关运行参数。
（7）远程访问及安全控制。可对系统数据全面WEB发布，用户可在任意地点和时段查看。同时为保证系统安全，对使用权限及控制权限进行划分，用户只能够根据自己的权限访问系统，且在对关键数据修改时，需要获得授权。
（8）远程维护。该系统可对下位系统进行远程访问，并更新升级程序，对关键数据进行修改，具有数据挖掘和分析功能，可降低系统维护费用。
由于该供热企业的供热面积较大，且供热管网较为复杂，加之采用的是多热源供热网络，若仍采用原有的人工运行模式，不仅会增加运行成本，而且会面临诸多问题。为了解决这些问题，本次热力站改造中设计使用了无人值守智能监控箱，规格型号为TH-3000，其具有独立的信息平台，且具有上述提到的特点及功能要求。通过TH-3000无人值守智能监控箱可设置多种控制方式，运行人员可根据管网的实际情况及天气状况，在上位机中自由切换，且能够对采集到的数据进行分析，并通过不同的控制方式进行现场设备的控制和调节，包括阀门开度、温度设定等，整个控制过程可形成一个良好的封闭回路。
2.2 硬件设计
（1）模拟量采集。模拟量采集主要是对温湿度、温度变送器、压力变送器、阀门等设备上的数据进行采集，并通过电流的方式传输数据。
（2）模拟量输出。模拟量输出指的是热力站中门阀给定值的输出。而阀门给定的传输方式有电压方式和电流方式，还需要具体根据实际情况并借助波动主控制器跳线来控制阀门的传输方式。
（3）数字量采集。主要是采集烟感、水浸这两种设备上的数字量输出。
（4）机组。在二次分支上进行机组的安装，主要是通过压力和温度控制阀门的输入与输出，且采集二次分支上回压、供温、阀门给定值及反馈值等信息。
（5）PLC控制器。控制器内置通讯功能，用于接收标准信号并根据信号大小对阀门开启度进行自动调节，实现对热力站供热温度的调节。
（6）热量表。热量表主要是提供热力站的热量表数据，包括供温、回温、瞬时热量和流量、累计热量和流量等。
（7）路由器。将SIM卡的用户名和密码配置到路由器中，并通过GPRS将现场数据上传至监控信息平台中。
（8）触碰器。可根据热力站具体情况对热力站名称、分支名称进行修改，同时能根据采暖和生活的分支数量，对导航页面显示的内容进行确定。
2.3 软件设计
在无人值守热力站建设过程中，软件是确保热力站供热生产的核心与灵魂。在本次热力站改造中，所设计的无人值守监测监控系统的软件部分，主要采用了HMI技术、GPRS技术等，以此搭建无人值守网络监控信息平台。其中，HMI也称为人机界面，可实现系统和用户间的信息交互、交换；使用GPRS技术实现数据分组发送和接收。在无人值守监控信息平台中，具有简洁的人机操作界面和强大的数据处理能力，可实施采集热力站数据信息，并根据权限进行调控。同时在系统巡检中，通过人工自行设定巡检条件，以此对热力站运行异常进行检查，保证运行效率。另外，可实现实时在线运行，监测平台实时监测每个采集计量表运行情况，若现场计量仪出现故障可短时间内发现，并对采集的异常情况进行报警。
3 结语
本文结合具体的工程对城市集中供热系统中的无人值守热力站建设进行了分析，主要是基于现代计算机技术、自动控制技术、通讯技术及测控技术等技术基础上，在原有热力站系统上，设计了一种无人值守监测监控系统，可实现对供热系统热源、管网、终端用户的实时监控和信息化管理。这一系统具有高安全性、保密性、稳定可靠、直观易用、控制精准等特点，且运行成本低，容易维护，值得在热力站系统中推广应用，既能够保证供热稳定，也能够达到节能减排的目的。
参考文献：
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