济宁,孔孟之乡、运河之都,位于山东省的西南部,是鲁南城市带的中心。在我国大力推行的节能和环保的能源战略下,济宁城市规模不断扩大,旧的蒸汽供热系统的供热距离短,热损失大,安全性差等缺点日益呈现。作为济宁国资委下属国有企业的山东聚源集团济宁东郊热电厂承担了对老城区供热系统改造及新城区供热系统统建的任务。该集团结合热电厂热源充足的自身优势,采用高温水集中供热方式对辖区1000万平米范围实现统一供热、统一计费、统一管理,所有功能实现高度自动化。
整个系统由现场换热站(LCM)、虚拟局域网络(VPN)、监控中心(MCC)三部分组成,其核心功能是实现对整个济宁地区所有机关、社区的冬季供暖,同时还将供热系统的用水用电情况纳入管理,实现精确的成本核算,为供热计费提供可靠依据。
CX9010对统一控制平台完美的诠释每个现场换热站(LCM)独立完成对该供热小区的供热控制,其主要控制对象有:
一、二次侧网供、回水温度;
一、二次侧网供、回水压力;
一次水循环水流量、热量;(一次水热量计:流量(瞬时值)、热量(瞬时值、累计值))
补水流量;(补水流量计(瞬时值、累计值))
二次水循环泵变频控制,循环泵电流、频率反馈;
补水泵变频控制(二次水定压补水控制),补水泵电流、频率反馈;
一次水电动调节阀控制,阀位反馈;
要实现手动和自动两种工作模式,手动模式可以人为控制泵的启停、变频器的频率、阀门开度等,自动模式要能接受上位机的指令,控制现场设备的启停、控制、调节或开关并能够完全处理现场遇到的各种故障并报警。同时手自动转换要无扰动切换。
数据采集也是现场换热站的主要工作之一,其涉及的通讯的协议种类繁多,主要包括Modbus RTU、M-bus、DLT645-1997(国标电度表规约),分别实现对循环水泵控制、水表及电表的记录,这些数据作为监控中心调度的依据显得非常重要,数据的传输则通过网通公司构建的MPLS_VPN虚拟专网以Modbus TCP协议方式可靠的传致监控中心。
复杂的数据采集、运算、控制工作由CX9010(Intel® IXP420 with XScale® technology, clock frequency 533 MHz,Internal main memory 128 MB RAM ),EL6021等模块承担,它对多PID回路强有力的处理能力(替代了多个恒压力控制仪表,恒流量控制仪表),多协议兼容能力(用电量用水量等集中采集),多任务实时管理能力(采集任务,控制任务分别用独立的任务周期处理)让看似杂乱无序的现场换热站变得条理清晰,控制张弛有度,让原本至少需要两类控制系统的现场统一到了一个控制平台,同时精简了硬件、软件系统,这种优点通过一百多倍(一百多个站)的放大足以让用户感到其耀眼光彩。
虚拟局域网
随着IP网络技术和安全技术的发展,利用宽带城域网组建VPN(虚拟专用网络)成为应用越来越普遍的信息化组网方式。根据济宁市东郊热电厂对网络的具体需求,采用了“MPLS_VPN”解决方式:监控中心采用10M/100M光缆接入,下属各分站使用2M-ADSL/LAN接入,组建基于济宁市联通公司城域网的MPLS-VPN网络。各个分站直接和倍福的嵌入式控制器连接.拓扑图如下:
高速完整的数据采集系统为控制决策提供强有力的依据
监控中心(MCC)是热网监控系统的控制中心,现场换热站以百兆速率实时向上位系统传输管网热力、水力工况等数据,上位系统通过组态软件对现场数据建立了一个实时数据库,再通过对数据库的分析以及与环境温度有关的软件算法共同完成最优的现场调度方案,实现对现场换热站的合理能源配置。
截至目前,济宁地区已建成130余个现场换热站,采用了德国倍福的200套换热设备,满足了对辖区1000万平米的供热需求,高度自动化、科学的管理为市民提供了可靠经济的供热,同时亦给聚源集团汇聚了人气与财气。
通过近一年的实际运行,倍福产品以其极高的产品稳定性、控制平台统一性等优势赢得了用户的赞赏同时也分体现了倍福产品以科技自动化造福人类的理念。
首站:
现场换热站:
监控中心界面:
系统结构图: