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某热力集团长输供热管线监控调度系统
  • 企业:北京亚控科技发展有限公司     行业:市政     领域:智慧城市    
  • 点击数:692     发布时间:2024-07-05 17:10:47
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★北京亚控科技发展有限公司李泽浩

1 方案目标和概述

系统设计满足先进性、开放性、可扩展性强、安全性、兼容性强、维护方便的要求。针对现有所有换热站及热源系统,具备全面监控、全网自动平衡、气象参数、负荷预测、能耗分析、手机APP等功能,同时预留地理信息、室温采集、客服系统、收费系统等扩展系统接口。达到全网热量平衡,水力平衡,安全节能运行,优质高效服务和科学规范化的管理。实现多热源联网、供热平衡调控、节能优化运行、安全运行、智能化运行管理的目标。

系统设计满足供热系统分别在冬季初末寒期、冬季高寒期、事故补水的不同阶段的运行目标。扩展简单、便捷。无需更改设计架构,至少保障平台5~10年以上的扩展性和使用性。

本项目现场硬件仪器仪表、PLC、服务器、平台软件均采用国产序列产品;实现无人值守,通过供热平台以及远传设备相配合的方式,改变传统中控24小时值班,多终端融合对全厂设备、数据进行综合管理,数据记录电子化、规范化;平台提供丰富的接口,便于第三方软件系统数据互联互通,解决现场采集难、数据共享难的问题。

2  方案介绍

2.1 方案架构

软件平台在设计上采用多层体系架构,分为现场设备层、站控层、平台层。

其中在设备层采集现场国产PLC数据,站点数据采用通用驱动即可进行采集,热源数据通过软件平台的OPC接口,实现采集和上传,在热网调度平台上显示。二级网及热用户可通过API接口对接的形式实现数据采集和上传。

调度员通过登录操作员站电脑上的调度系统客户端,实现换热站的远程调度控制。同时调度监控层为执行终端,数据分析、控制指令下发通过调度监控层来下发给现场设备。现场采集到的数据存储到工业数据库平台中。采用亚控科技提供的工业实时历史数据库软件平台KingHistorian,可进行数据压缩,镜像存储,接口开放。供热企业站点、面积、设备等基础信息、用户信息等存在关系数据库中。

在该平台上基于技术要求进行二次开发,实现所需功能。数据来源于站控层系统,实现企业的生产管理。多系统数据融合,应用大数据分析,实现能耗管理、设备管理、运行分析、供热质量分析等功能。各级管理者通过CS客户端进行展示,保证平台系统安全。

2.2 业务需求

(1)系统:满足双机热备;满足三级网络等保要求;满足C/S、B/S、APP客户端;

(2)工艺流程图:界面满足展示站内设备信息、关键参数信息,点击板换、循环水泵、补水泵图标,进入设备数据详细展示界面,展示下位采集的关键数据;

(3)设备控制:满足有权限的管理员可以通过弹窗界面远程控制循环水泵、补水泵的启停、调速、设置频率参数,绘制是否启用补水泵连锁保护按钮,选择是则激活液位低限输入框、点击按钮实现补水泵和循环水泵模式切换、泵组一键启停、一键设定频率;

(4)设备报警:显示实时报警及历史报警信息,并在运行态配置报警参数;

(5)历史查询:满足查询指定变量在设定时间范围内历史数据,将计算结果分别输出到历史数据报表和趋势曲线;

(6)GIS地图:满足展示管线线路,隔压站、热源厂、电厂数据,并且可以通过点击井室及关键点图标,进行数据自由选择展示。

2.3 技术特点

(1)可移植性

平台提供丰富的接口,与第三方软件系统实现数据互联互通,如视频监控系统、客服系统、营收系统等实现数据共享。

平台具备良好的技术扩展性功能,无任何技术保密。例如软件系统中的新加热力站、报表结构设计、通讯设备添加、数据库维护等功能,满足甲方技术人员根据生产部门的要求自主在系统上增加的新的使用功能要求。采集I/O点数:满足至少5万点采集(以后可扩展至10万点以上)。

整个系统很容易扩展,可以满足一个数据中心,多个分中心的管理需求。实现信息的一点产生,多点应用。后期增加站点时,也很容易扩容。无需修改系统架构,不对原系统产生影响。

(2)开放性

为适应公司每年新建热力站的扩展性要求,管理中心平台基本常用功能对甲方开放,具有二次开发性。平台的开放性设计还包括开放性网络、支持多协议、具有良好的设备兼容性和互通互联能力等几个方面。目前所用到的底层控制系统种类繁多,该平台提供多种数据访问方式(如OPC、DDE等),保证系统的开放性,并能与第三方软硬件兼容,实现系统间的无缝连接。采用成熟、通用、符合国际标准的软件产品和开发技术,保证经过该平台分析处理的数据能够被上层管理系统所用。

采用国内专业组态软件厂商(亚控科技)的通用软件平台进行开发,平台接口丰富、开放。支持和第三方系统的无缝连接,能够消除信息孤岛,实现生产与经营管理数据的无缝连接。系统提供标准接口以便平台之外的应用系统访问平台的数据,这为不同系统之间的协作创造了条件,保护用户的投资。

(3)安全性

保证平台的网络安全性、数据的一致性和完整性。系统结构扁平化,用户的管理权限和控制权限可以灵活设置。具备权限的用户才能操作。从硬件防火墙、服务器,各负其责,全方位的身份认证系统,保证了系统不间断的安全运行。

(4)实用性

在平台功能设计上,首先必须保证平台功能的实用性,满足当前需求,同时兼顾长远发展。系统设计完成后,也应该能够让企业以较低的维护投入而获得较大的效益回报。

(5)先进性

在满足当前平台功能需要的前提下,本着高定位、高起点的指导思想,采用先进的软件设计方法、软件实现技术,包括系统应用平台、数据库技术、开发管理工具等。能够满足统一设计,分期实施的要求。

(6)可维护性

系统具有完备的网络控制、诊断、测试功能和在线故障恢复能力,最终要使用户维护起来方便,维护成本低。系统可维护性强,基于模型化的理念搭建系统,后续增加站点,无需修改界面,只需后台维护增加站点基础信息,关联实时数据即可。

2.4 核心优势

2.4.1组态式应用开发技术

使用组态开发技术,能够大大降低应用开发工作量和开发难度。系统提供了可视化组态开发环境,提供可视化界面组件计算组件、通讯协议组件等丰富的组件,使用者只需通过拖拉拽方式、使用可视化配置界面,能够快速生成应用。与传统编程语言方式开发相比,项目实施周期平均缩短30%~70%,提高工作效率40%,IT维护成本能够降低45%。更加有利于熟悉业务的IT人员负责或参与系统的运维,提高系统的可用性。

系统中提供基于JavaScript的集成脚本开发环境,能够适应自定义的应用开发。能够支持C++、Python等库的调用,支持界面组件的扩展和协议组件的扩展。

支持基于微服务的“松耦合”的应用开发和部署、管理。

2.4.2软件安全技术

全连接系统软件中通过建立统一的访问机制,限制用户的访问权限和所能使用的计算资源和网络资源实现对云系统重要资源的访问控制和管理,防止非法访问。系统支持第三方安全相关软硬件系统,支持建立全方位的安全体系。

全连接系统服务支持跨系统部署,除支持Windows外,还支持Linux及国产操作系统(银河麒麟等)、国产CPU(龙芯等),有效提升安全环境适用性,在特定行业信息安全方面适用性更广。

2.4.3核心竞争力

·兼容国产操作系统,支持国产硬件、PLC设备;

·支持移动互联网方式的运行模式,访问随时随地;

·支持分布式部署方式,结构更加优化;

·支持超大型分布式解决方案的开发,性能更加稳定;

·支持集中维护和管理功能,维护更加方便。

3 代表性及推广价值

3.1 推广价值

亚控智慧供热生产管控平台,适用于全国产化信创推广场景,不依托任何国外技术,采用了分布式部署形式和模型化理念,保证了系统的安全性稳定性的同时,建立了标准的工艺流程,可快速复用到其他现场,可以在能源、交通、制造业、生态环境、农林牧渔、水利、平安安防、住房建筑、应急管理、烟草、国防科工等行业进行推广。

3.2 示范意义

亚控科技助力大同热力精准供暖供热实现了采集监控的全栈国产替代。在现状分析与需求调研方面,确定由产品、研发与交付的同事牵头,梳理产品及行业所需替代的,如德国talvent、pvss等对标产品与技术特性。对如SCADA、MES等产品寻找国内替代厂商进行的调研与技术交流,确定可替代方案,后期择机开展兼容适配。

主要攻关点如下:

(1)全面国产,安全融合

加强产品上下游国产化生态领域的建设,包括与能源领域控制设备、国产CPU、国产操作系统、国产数据库产品的适配融合,通过一系列融合适配、方案开发和行业应用,促进能源企业国产化落地,解决选型应用难题。

(2)业务深耕满足用户需求

加强产品创新性,针对能源行业中的系统监控痛点需求、升级维护、管控融合等痛点问题进行不断的技术探索与试点应用。

(3)性能和易用性持续改进

不断提升产品性能和易用性改进,提高产品在跨平台、特别是不断更新发展的信创平台下的产品稳定性与易用性。

依托亚控Historian数据库的高性能及高兼容度,新的全栈体系化替代方案实现了高效迁移。方案将平台效率提升了20%~40%,并降低了IT投资和运维成本,有效提高了整体运营效率,为支撑企业未来业务发展做出了重大贡献。

作者简介:

李泽浩(1999-),男,黑龙江大庆人,学士,现就职于北京亚控科技发展有限公司,主要从事工业软件、智能制造等方面的研究。

摘自《自动化博览》2024年6月刊

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