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項(xiàng)目概述

凱森集團(tuán)智慧供熱綜合管控平臺(tái)將自動(dòng)化與信息化深度融合，實(shí)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)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(guò)該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從熱源到管網(wǎng)再到換熱站的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(shí)、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(lái)，隨著城市的擴(kuò)容建設(shè)，凱森集團(tuán)在天津地區(qū)換熱站已由原來(lái)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(mǎn)足現(xiàn)實(shí)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(lái)越多，供熱面積越來(lái)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(fèi)、熱網(wǎng)波動(dòng)嚴(yán)重等諸多問(wèn)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(dòng)化控制；供暖運(yùn)營(yíng)水平落后，缺乏自動(dòng)化和信息化運(yùn)營(yíng)，供熱問(wèn)題難以及時(shí)診斷，集團(tuán)急需通過(guò)自動(dòng)化和信息化的手段改造供熱總控中心，實(shí)現(xiàn)轄區(qū)所有片區(qū)供熱、或多個(gè)熱力供熱站的聯(lián)合調(diào)控。

項(xiàng)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(tái)。凱森智慧供熱管控平臺(tái)以智慧供熱管理為主要業(yè)務(wù)，包括熱計(jì)量溫控節(jié)能、熱力管網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控、熱源廠自動(dòng)化控制和熱力信息監(jiān)管平臺(tái)四個(gè)業(yè)務(wù)模塊。

熱計(jì)量溫控節(jié)能模塊: 提供戶(hù)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(wú)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(dòng)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(tái)業(yè)務(wù)模塊: 建設(shè)供熱專(zhuān)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(tái)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(tái)
3調(diào)度中心
4實(shí)時(shí)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(tái)服務(wù)器
10供熱計(jì)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(guò)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(tái): 通過(guò)有線或無(wú)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(shí)接收調(diào)度中心發(fā)來(lái)的調(diào)度控制指令。

3. 調(diào)度中心: 負(fù)責(zé)接收各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、報(bào)警、報(bào)表打印、向各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出調(diào)度控制指令，為供熱過(guò)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(tái)主要由實(shí)時(shí)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(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)按客戶(hù)機(jī)/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(jī)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(gè)節(jié)點(diǎn)，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(kāi)設(shè)置，以降低單臺(tái)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(shí)時(shí)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(lái)的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)，來(lái)完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、管理等功能，可以通過(guò)以太網(wǎng)與換熱站和熱源現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)控制器，實(shí)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(shí)時(shí)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(tái)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(lái)源，它可以實(shí)時(shí)記錄采集的各個(gè)換熱站和熱源的數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期保存，為今后生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)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(dòng)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(tái)服務(wù)器，以磁盤(pán)陣列的方式進(jìn)行雙機(jī)熱備冗余。

6. 工程師站: 進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)的平臺(tái)，經(jīng)過(guò)授權(quán)的維護(hù)人員（維護(hù)工程師），通過(guò)工程師站可以對(duì)整個(gè)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(diǎn)的增減、通訊速率的設(shè)置等）、人機(jī)界面（HMI）畫(huà)面的修改、現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)和被控點(diǎn)的增減等。工程師站具有操作員站的全部功能，需要時(shí)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(duì)各個(gè)換熱站和熱源進(jìn)行監(jiān)視、控制、產(chǎn)生報(bào)表和曲線。操作員站作為人機(jī)界面（HMI），通過(guò)多媒體手段（畫(huà)面、聲音等），為操作人員提供各個(gè)換熱站和熱源形象直觀的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)、過(guò)程報(bào)警、事件報(bào)警等；操作員可以通過(guò)輸入設(shè)備（鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等），向各個(gè)換熱站和熱源發(fā)送調(diào)控指令。

8. Web服務(wù)器: 是實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)將有關(guān)信息寫(xiě)入Web服務(wù)器，并對(duì)其實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等無(wú)直接關(guān)系的計(jì)算機(jī)直接訪問(wèn)實(shí)時(shí)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(zhuān)業(yè)應(yīng)用工具中了解企業(yè)的運(yùn)作。

9. 三維可視化平臺(tái)服務(wù)器: 將換熱站和熱源、管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等設(shè)備以三維形式進(jìn)行展現(xiàn)，操作人員可在三維場(chǎng)景中進(jìn)行監(jiān)控；三維可視化平臺(tái)可與供熱管控平臺(tái)無(wú)縫集成，在供熱管控平臺(tái)中可以隨時(shí)以二維、三維場(chǎng)景進(jìn)行展示，也可以在異常情況發(fā)生時(shí)，隨時(shí)切換到相關(guān)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，查看畫(huà)面情況及動(dòng)態(tài)。

10. 供熱計(jì)量服務(wù)器: 實(shí)現(xiàn)集團(tuán)所轄區(qū)域供熱計(jì)費(fèi)管理，做到現(xiàn)有全部客戶(hù)95%以上的業(yè)務(wù)覆蓋，主要包括：管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)、罰款、面積熱費(fèi)、熱計(jì)量熱費(fèi)、二次加壓費(fèi)等。其余需求基本上可以通過(guò)實(shí)施人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整實(shí)現(xiàn)全覆蓋，做到“系統(tǒng)不只是用來(lái)收熱費(fèi)”。

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(mén)通過(guò)Web瀏覽器進(jìn)行日常業(yè)務(wù)管理與操作，實(shí)現(xiàn)集中管理、分布式訪問(wèn)，便于系統(tǒng)安裝、維護(hù)、更新。服務(wù)器響應(yīng)客戶(hù)端請(qǐng)求后，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)及數(shù)據(jù)更新，并通過(guò)合成動(dòng)態(tài)頁(yè)面返回到客戶(hù)端所需的信息。該系統(tǒng)軟件由力控ForceCon平臺(tái)組成，包括SCADA平臺(tái)軟件eForceCon 5.0、企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)?pSpace、智能生產(chǎn)信息門(mén)戶(hù)集成平臺(tái)FinforWorx?、Web服務(wù)器軟件及相關(guān)應(yīng)用軟件組成。該平臺(tái)產(chǎn)品覆蓋整個(gè)工業(yè)信息化領(lǐng)域，通過(guò)分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的高效集成、級(jí)聯(lián)及擴(kuò)容，可為企業(yè)用戶(hù)提供一個(gè)快速/高效的平臺(tái)產(chǎn)品，滿(mǎn)足各種工業(yè)信息化企業(yè)需求。平臺(tái)產(chǎn)品以“分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”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(jī)制和廣域服務(wù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)從底層工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制（小型場(chǎng)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(guò)程監(jiān)控
報(bào)表分析
趨勢(shì)分析
報(bào)警管理
負(fù)荷預(yù)測(cè)
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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，與供熱站、換熱站的現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)控對(duì)工藝生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警，加強(qiáng)熱源、管網(wǎng)、換熱站的自動(dòng)監(jiān)控和管理，增強(qiáng)企業(yè)的事故反應(yīng)和處理能力，保障供熱安全和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。

2、過(guò)程監(jiān)控

供熱過(guò)程監(jiān)控可以完成運(yùn)行管理人員對(duì)供熱運(yùn)行狀態(tài)的了解，可以顯示整個(gè)供熱系統(tǒng)部分參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)一覽表，如當(dāng)前換熱機(jī)組的主要運(yùn)行參數(shù)，以及工業(yè)流程圖等。根據(jù)運(yùn)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(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)控，指導(dǎo)相關(guān)人員完成生產(chǎn)過(guò)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(bào)表分析

以表格形式來(lái)展示指定點(diǎn)的數(shù)值，如流量、溫度、壓力、熱量等，同時(shí)提供班報(bào)、日?qǐng)?bào)、周報(bào)、旬報(bào)、月報(bào)、季報(bào)和年報(bào)等各種報(bào)表類(lèi)型。

4、趨勢(shì)分析

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

5、報(bào)警管理

系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示并記錄各種報(bào)警信息，如壓力/?流量的超限、儀表工作電源不正常、閥門(mén)工作異常、通訊故障等報(bào)警信息。同時(shí)提供報(bào)警限值調(diào)整、語(yǔ)音畫(huà)面短信等報(bào)警通知、報(bào)警分組管理、報(bào)警聯(lián)動(dòng)。

6、負(fù)荷預(yù)測(cè)

調(diào)度管控中心能夠根據(jù)實(shí)時(shí)工況、氣象預(yù)報(bào)、實(shí)際供暖負(fù)荷等信息，自動(dòng)預(yù)測(cè)生成4-6小時(shí)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(shí)時(shí)滾動(dòng)刷新、隨氣溫突變等情況修正功能。根據(jù)此實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)曲線隨時(shí)調(diào)整參數(shù)。

7、鍋爐效率分析

通過(guò)燃料消耗量和實(shí)際供熱量，計(jì)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(yùn)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(shí)根據(jù)動(dòng)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(wú)縫集成，通過(guò)地理系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市熱網(wǎng)綜合管理，能隨時(shí)掌握全市輸配系統(tǒng)的最新資料，供有關(guān)部門(mén)管理集中供熱管網(wǎng)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)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(tái)無(wú)縫集成。在管理平臺(tái)中隨時(shí)對(duì)指定地點(diǎn)的視頻進(jìn)行瀏覽，也可在有異常情況發(fā)生時(shí)，隨時(shí)切換到相關(guān)的視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)，查看畫(huà)面情況。平臺(tái)中支持視頻的錄制與回放，對(duì)當(dāng)前畫(huà)面進(jìn)行抓圖，對(duì)畫(huà)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(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)熱力管理功能，包括各個(gè)供熱站和換熱站的二次供水溫度、二次回水溫度等重要對(duì)比數(shù)據(jù)，以便可以更好地進(jìn)行片區(qū)同類(lèi)供熱區(qū)域供熱效率進(jìn)行直觀有效地比對(duì)，從而能指導(dǎo)運(yùn)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(shí)，啟動(dòng)全網(wǎng)應(yīng)急管理系統(tǒng)，根據(jù)適當(dāng)?shù)膱?bào)警信息，動(dòng)態(tài)的提出各類(lèi)救援方案和資源調(diào)度方案，幫助指揮中心領(lǐng)導(dǎo)對(duì)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(xiàng)目總結(jié)

凱森集團(tuán)智慧供熱綜合管控平臺(tái)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(yùn)營(yíng)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(yùn)行和管理的最優(yōu)化。隨著集中供熱自動(dòng)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(tái)及信息化建設(shè)將成為集中供熱發(fā)展的方向，其實(shí)施將從根本上增強(qiáng)供熱企業(yè)的整體實(shí)力，活動(dòng)顯著經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)國(guó)家節(jié)能減排與供熱企業(yè)效益一致的目的。

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