第一部分 系统概述
在地球资源正在减少的今天，节能减排已经提上了重要议程，而供热网络综合监控数字化系统的普及则无疑成为节能减排的一个亮点。山东力创集成公司累计多年的供热监控经验，成功开发了应用于城市小区社区、锅炉房、换热站、胜利油田各社区等社区的供热监控系统。
供热网络综合监控数字化系统是基于Microsoft Visual Studio.NET 2005平台下的自动化监控系统，属于新一代多功能的智能监控系统，具有良好的人机界面和强大的自动控制功能，界面操作简单，减少了劳动强度，提高了工作效率，使工作人员更加合理的了解和调节社区供热资源。
本系统主要分为居民小区热力监测、换热站热力监控、锅炉房热力监控、管网监控四部分,下面分别介绍这几部分的功能。
1．1居民小区热力监测
传统的供热小区的管理及运行情况的掌控，只能靠人工手抄和人工巡视的方式，这种方式工 作量大、实时性差、准确度低，而且由于需要进入用户家中测量室温，往往由于用户不配合等原因不能及时掌握用户的室温状况。居民小区热力监测系统将传感器安装到用户家中，系统采集频率可设置为1次／10秒，调度中心能及时掌握用户的室温状况，通过调节电动阀的开度等调整用户的室温。系统还有报警装置，当温度超限时系统主动报警提醒调度人员调整用户室温。居民小区热力监测系统可极大的降低工人的劳动强度，提高用户的满意度，合理调配热力资源。居民小区可以安装热量表，对小区住户进行热量计费。
1．2换热站热力监控
传统的换热站热力监控及运行情况的掌控，只能靠人工手抄和人工巡视的方式，工人定时对各个监测点进行巡察，这种方式工人劳动量大，实时性差、准确度低，不能及时合理的分配热力资源。采用换热站热力监控系统后，工人就可以在监控室内实时监控各个监控点的数据，工人可根据主输入管道的温度压力等参数要求上级供热单位调整换热站的供热，根据各主输出管道的压力温度或调度室的指令调整输出管道的电动阀的开度，进行供热平衡调节。工人根据供水管道和回水管道热量表的流量判断是否失水。
1．3锅炉房热力监控
功能基本同换热站监控系统
1．4管网监控
传统的热力管网的管理及运行情况的掌控，只能靠人工手抄和人工巡视的方式，工作量大、实时性差、准确度低，不利于现场及设备故障的及时发现和排除，增加了管网的损耗和事故的隐患，影响供热效果并造成能源的极大浪费。本管网监控系统可以监测监控点的压力、温度、流量等信息，可以控制监控点的电动阀门开度，达到合理供热的目的。
本系统基于GPRS无线网络通信技术，建立热网信息监控系统，实现信息的快速、共享，提高热网运行的综合效率、中央调度的监控能力以及管理决策的实时性和科学性，最终实现热网的综合运行管理。建立热网远程监测管理系统，实现无人值守的远程监测，完成对现场数据的动态跟踪、集中、科学的调度管理。
第二部分 系统组成
系统逻辑结构如下图所示：
系统通讯结构如下所示：
整个系统分三部分，用户可根据实际情况修改方案：
2．1 供热小区的温度实时监控
系统功能
1．测温点 可以对居民区（供热小区）进行实时监控，监控居民家中的室温。
2．控制点 进行供热平衡调节
系统由采集数据、数学模型计算、现场调整三步部分构成。每个测控点包括PLC测控终端、电动阀及相关设备。并采用GPRS通讯方式将数据上传到供热中心，系统先测出各供热单元回水管温度，然后根据所要求的温度及系统所建立的数学模型算出各电动阀所对应的开度，最后根据结果将电动阀调节到所计算的开度，使系统达到所要求的分配流量。用户也可以设置分时段电动阀的开度，例如学校、办公楼等单位晚上的时间没有人活动，系统可以在这个时间段内控制电动阀开度小至20％以下（为防止管网冻裂，电动阀必须有一定的开度），早晨6：00可以控制电动阀开度为100％，这样就可以节省大量的能源，为企业创造效益。
3．失水检测点
在特定区域安装压力、流量自动检测装置，并采用GPRS通讯方式将数据上传到主站，系统通过区域压力、流量的变化判定管网的失水方向，阻塞失水漏洞，达到节能降耗的目的。
4．热量计费
可按户安装热量表，统计每户的用热状况进行收费。
通讯方式
1．主站与各监控点之间利用GPRS网络无线通讯。
2．监控点各个模块及传感器利用RS-485总线通讯
器件组成
1．测量点
GPRS通讯模块、温度采集终端，EDAPLCK3（多个温度采集终端可共用1块PLC）
2．控制点
GPRS通讯模块、温度采集终端，压力采集终端、EDAPLCK3、模拟量输入模块、模拟量输出模块、电动阀。
3．失水监测点
GPRS通讯模块、温度采集终端，压力采集终端、EDAPLCK3、热量表。
2．2 换热站实时监控
系统功能
1．监测换热站温度、压力、电参数等参数。
2．监测换热站各管网的温度、压力、等参数
3．接收各供暖小区的数据
4．统计功能
统计热效率，日报表、月报表、年报表等。
5．供热平衡调节
通过对各主输出各管道的温度、压力、流量的监测以及各小区的供暖数据，调整阀门开度，达到供热平衡的效果。通过对主输入管道的温度、压力、流量的监测，按需要求上级供热网络调整供暖压力、流量、热量等。
6．失水检测
在各分支管道安装压力、流量自动检测装置，系统通过区域压力、流量的变化判定管网的失水方向，阻塞失水漏洞，达到节能降耗的目的
7．热量计费
通过监测热量表，统计换热站总用热状况和各分支的用热状况,以及小区内居民热量使用情况。
通讯方式
1．监控点各个模块及传感器利用RS-485总线通讯
2．主站与各监控点之间利用GPRS网络无线通讯
硬件选型
1．测量点温度采集终端，EDAPLCK3（多个温度采集终端可共用1块PLC）、模拟量输入模块、电参数监测模块等。
2．控制点
温度采集终端，压力采集终端、EDAPLCK3、模拟量输入模块、模拟量输出模块、电动阀。
3．失水监测点
温度采集终端，压力采集终端、EDAPLCK3、热量表。
4．GPRS无线通讯模块
2．3 锅炉房实时监控
系统功能
1．监控锅炉房温度、压力、电动阀开度、流量、电参数、炉膛温度等参数。2．监控锅炉房各主管网的温度、压力、电动阀开度、流量、电参数、炉膛温度等。
3．接收各换热站的数据
4．统计功能
统计热效率，日报表、月报表、年报表等。
5．供热平衡调节
通过对各主输出各管道的温度、压力、流量的监测以及各换热站的供暖数据，调整阀门开度，达到供热平衡的效果。
6．失水检测：
在各分支管道安装压力、流量自动检测装置，系统通过区域压力、流量的变化判定管网的失水方向，阻塞失水漏洞，达到节能降耗的目的
7．热量计费
通过监测热量表，统计各换热站用热状况和锅炉房产热状况。
通讯方式
1．监控点各个模块及传感器利用RS-485总线通讯。
2．主站与各监控点之间利用GPRS网络无线通讯。
2．4 管网监控
系统功能
1．测温点 可以对供热管网进行实时监控，监控温度、压力、流量等参数。
2．控制点 进行供热平衡调节
系统由采集数据、数学模型计算、现场调整三步部分构成。每个测控点包括PLC测控终端、电动阀及相关设备。并采用GPRS通讯方式将数据上传到供热中心，系统先测出各供热单元回水管温度，然后根据所要求的温度及系统所建立的数学模型算出各电动阀所对应的开度，最后根据结果将电动阀调节到所计算的开度，使系统达到所要求的分配流量。用户也可以设置分时段电动阀的开度，例如学校、办公楼等单位晚上的时间没有人活动，系统可以在这个时间段内控制电动阀开度小至20％以下（为防止管网冻裂，电动阀必须有一定的开度），早晨6：00可以控制电动阀开度为100％，这样就可以节省大量的能源，为企业创造效益。
3．失水检测点
在特定区域安装压力、流量自动检测装置，并采用GPRS通讯方式将数据上传到主站，系统通过区域压力、流量的变化判定管网的失水方向，阻塞失水漏洞，达到节能降耗的目的。
通讯方式
1．主站与各监控点之间利用GPRS网络无线通讯。
2．监控点各个模块及传感器利用RS-485总线通讯
2．5．主站组成
供热中心主站：运行集中抄表系统的计算机（服务器或PC机）称为主站，主站通过GPRS网络与采集器相连。主站要配置一个固定的IP地址和互联网出口。服务器配置：根据实际系统需求配备。
网络环境：服务器群组10／100M本地以太网 （建议自组网）
远程异地服务需要接入Internet
GPRS网络（UDP模式使用APN，建议任何模式下都建立APN，避免接入公网）
工作站网络，视实际系统需求，可利用原有网络，或者接入服务器群组网；远程工作站需要接入Internet
2．通讯方式
GPRS无线通讯
本系统适应范围广泛，单机版的软件可用于小区管理，网络版的软件可用于供热公司实现
2．5．软件组成
1．软件组成
本系统软件：热力监控自动化系统远程系统（小区监控系统、换热站监控系统、锅炉房监控系统、供热中心监控系统）
操作系统：Microsoft Windows 2000 以上操作系统（服务器建议使用2003）
数据库：Access或SqlServer2000
其它软件：Excel2003
2、系统的功能与特点：
(一)安全可靠：安全性由三方面构成：第一，SQL Server数据库是中型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做热力监控系统的数据引擎可以保证数据的安全；第二，系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。第三，防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动抄表系统。
(二)完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，收费，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。
(三)采集速度快：采集快、数据准确，采集时PC机只读PLC的数据，数据传输采用9600波特率，传输速度快，并对每个数据块都有效验码，保证了传输的准确性。
(四)自动采集功能：按照设置的采集数据开始时间和采集间隔，到预定的采集时刻，系统便会依次拨号去抄PLC的数据。
(五)远程控制功能:用户可以设置不同的时间段控制电动阀的闭和程度。
(六)数据管理功能，实现对存储数据的管理，可备份、删除某日期前长时间保存下的大量数据，避免系统因数据过多造成的系统运行效率下降。
3、软件方案设计：
软件采用模块化结构设计，各个模块相对独立，并采用容错性设计，保证系统的可靠性。软件界面布置上能够真实地反映出各个测控点的相对位置，数据采用图形或指针表示，并设置严格
操作许可等级，只有管理员才能够进行电动阀门开度的参数调整。
系统也能够实现历史数据的保存,并根据数据显示曲线。
主要功能：
1.数据采集
完成系统基本数据采集。
2.数据处理
对采集上的数据进行数据转换,处理,计算。
3.数据中心控制
控制GPRS通讯的数据中心,包括启动服务、停止服务等。
4.系统配置
对硬件系统进行描述,配置模块信息。
5.选项配置
配置系统基本选项,如采集时间间隔,历史数据存贮时间间隔。
6.历史数据查询及曲线显示
查询某天的历史数据，并根据历史数据进行曲线绘制。
7.实时报警
根据数据处理的结果,进行实时的数据报警。
8.报警历史查询
查询历史报警记录。
9.操作日志
记录用户在系统中的基本操作。
10.权限管理
管理用户在系统中的权限。
11.密码修改
用户修改密码。
12.用户注销
用户注销,切换。
13.实时数据界面显示
绘制现场示意图,并进行数据连接显示。
14.报表打印
打印各时间段的数据报表。
15.参数总览
系统所有参数浏览。
16.报警设置
设置参数点的报警上下限
17．供热平衡调节
调控电动阀的开度，节省流量。
18．失水检测
判定管网的失水方向，阻塞失水漏洞，达到节能降耗的目的。