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熱網監控工程雙機/PLC冗余方案
發布時間：2007/4/3 17:38:37 修改時間：2007/4/3 17:38:37 瀏覽次數：1171

一、概述：
按照新一輪城市建設和經濟發展規劃，城市建設和經濟發展對優化城市能源結構提出了更高的要求。而推行熱電聯產、城市集中供熱，是解決城市能源結構和環境污染問題的有效措施，充分體現節約能源、保護環境，提高能源利用效率、企業經濟效益和社會效益的最佳途徑。所以既有利于節約能源，又有利于提高熱電企業的經濟效益和社會環境效益，給熱電企業的發展創造了更加廣闊的前景。
隨著熱用戶的不斷增加，熱用量不斷的加大，而怎樣才能更好，更有效的對整個熱網管道，熱用戶計量進行管理呢？利用遠程監測，對整個熱網管道，儀表進行跟蹤監控，不僅可以全面掌握整個熱網管線供熱狀態，還能快速、準確地反映儀表故障報警信息，方便維護人員及時查修，這樣不僅節省大量的人力、物力，而且極大的提高了熱網的現代化管理水平。城市熱網監控作為數字化城市的一個方面，已顯示出越來越重要的作用。
二、需求：
1、雙機采集加熱站的模擬量和開關量。下位PLC、DP塊/采集模塊、上位監控軟件全
部無縫連接，分層冗余。監控加熱站的溫度、壓力、流量、電動閥門、循環泵的啟停/開關。保證系統的安全性、穩定性、實時性。
2、采集下屬的50個供熱站的數據傳遞到中央數據中心。通過VIPA PLC通訊模塊接受主叫貓的撥號，由被叫貓將遠程數據傳送到中央數據中心。
三、系統設計原則：
1．安全可靠穩定性原則
系統的安全可靠運行起著十分關鍵的作用，因此在系統建設過程中，將系統的安全可靠性穩定性作為設計的首選原則
2．開放性原則
堅持開放行原則，為今后系統的升級擴展維護和二次開放過程提供較大的靈活性
3．技術先進性原則
保證系統的先進性，只有這樣，系統才能經受實際的考驗，保證不會被淘汰
4．經濟性原則
經濟性原則不僅體現在設計過程中，而且會為系統今后的維護降低成本
5．操作維護簡單原則
系統不僅要功能完善，而且應該操作簡單，維護方便，這會為使用人員帶來很多操作的方便性
6．可擴展性原則
為了使系統具有一定的應變能力，可以方便的修改和靈活的擴充，應使系統保證一定的可伸縮性四、系統概述：
系統主要由力控監控軟件、TP—link MODEM、西門子 PLC、VIPA PLC構成，這種方式的主要特點是結構分散、開放性好、穩定性強、性價比高并且擴展容易。
主要工作方式：
力控軟件主要負責數據采集、通訊處理、人機界面和WEB發布等工作；
TP—link MODEM負責將VIPA PLC采集到的各個供熱站數據轉為以太網通訊，并將數據通過電話線網絡傳遞給力控軟件；
兩臺SIEMENS PLC互作冗余，同時負責加熱站的現場儀表和設備的通訊及數據采集和控制。一旦有一臺PLC癱瘓，系統可以在最短的時間內自動實現冗余PLC的智能切換，以此來保證加熱站系統監控的絕對可靠性。
加熱站：
力控軟件設在中央數據中心。由兩臺嵌入CP5611通訊卡的采集服務器互作冗余備份，同時采集下位SIEMENS PLC的現場數據。一旦一臺采集站的計算機癱瘓，另一臺計算機的力控軟件可以自動的接過監控的任務，實現上位機的冗余，畫面同步，數據同步顯示、歷史保存。
力控軟件采用典型的C/S和B/S結構，B/S方式是作為WEB服務器，將實時數據和畫面通過WEB進行發布，遠端用戶經過授權，無須安裝任何插件，使用標準的瀏覽器通過固定IP或域名綁定進行訪問即可在遠程進行監視。C/S方式是力控軟件作為標準服務器端與各分站的多個客戶端（通過力控NETSERVER通訊組件）進行通訊。客戶端通過局域網的IP地址訪問采集站的數據庫數據，在非本地中控室的其他控制室就可實現對現場數據的采集，各儀表和執行器的下置控制。力控客戶端的定制可有5個，如果增加客戶端，客戶需要付額外的費用。
供熱站：
力控同樣設置在中控室內，現場50個供熱站點分散在一定的區域內。
在每個供熱站需要有一組相應的采集設備。這里使用VIPA的214CPU作為RTU（數據采集模塊）。由該CPU上的IO模塊，采集供熱站的現場數據，并由自帶的串口和TP—LINK調制解調器連接。上位的力控在進入運行后，會由IO調度對連接上位機串口的主叫貓發送AT命令，使主叫貓通過撥號去和現場的被叫貓進行通訊，采集每個供熱站現場的開關量、模擬量。同時還可以通過對力控HMI（人機界面）上一些參數的設定來控制現場電動執行器或者一些閥門的啟停或開度，來達到根據現場的實際情況調整供暖的溫度。真正做到了在線的遠程監控。
為了保證系統的穩定性和便利的管理方式，人性化的操作。該供熱站系統的MODEM全部采用自動呼叫，斷線智能重新連接的方式。這樣在現場一旦停電或出現電話線信號不穩定甚至斷線的情況下，不需要現場再去重新對MODEM進行重新的配置。節省了維護成本，大大提高了系統的自動化程度，并保證了該系統的穩定性。
五、系統結構拓補圖：

　　　　　　　　　　系統結構圖

六、工程截圖：

七、結束語：
該系統采用了多層冗余備份，實現的是上位機監控和下位PLC的兩套系統共同工作。采用的力控軟件經典的分布式網絡結構，融匯了B/S，C/S結構，做到了跨地區，無局限性的在線即時監控。
在該系統穩定運行后，現場的很多操作人員不用再去現場手動執行操作。避免了原來一些有可能因為無法同時觀測多個地區多個參數而造成操作失誤所帶來的隱患。

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