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集中供熱網絡熱交換站控制系統
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1. 集中供熱網絡及熱交換站概述 集中供熱，顧名思義，即是區別于以往分散獨立的供熱系統，而發展起來的城市供熱網
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絡。一般以城市中心為實施區域，在半徑不大于10公里的范圍內建立一個熱源廠（如鍋爐 房），通過管道網絡將熱量以水為媒介，送到居民的室內。與以往以單位（或建筑物）來建 立獨立熱源廠的做法相比，集中供熱具有節省能源，供熱效率高，管理運行成本低，環境污 染小等優勢，已經成為我國北方城市建設不可缺少的基礎設施之一。隨著社會經濟和自控技 術的發展，集中供熱網絡的建設，也在不斷的發展和更新換代。
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如右圖就是集中供熱網絡的典型示
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意圖。從圖中，我們可以看到，熱網一 般分為一次管網和二次管網。這主要是 因為供熱面積大。我國國家標準中規定 一次網覆蓋面積的半徑為10公里，二次 網覆蓋的面積半徑為500米。而處于一 次網和二次網之間的熱交換站將會變得 很重要，因為熱交換站是熱源和用戶之 間的唯一節點，直接決定了熱交換的效 率和安全。而熱交換站往往會分散在各 建筑物或居民小區，給監控和數據傳輸 帶來新的挑戰。
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因 此 熱 網 一 般 都 采 用 SCADA監控系統，對各個交換站 進行遠程集中控制。這就要求各 熱交換站的控制系統必須具備強 大開放的通訊能力，當然可靠的 工業級產品性能也非常重要。因 此基于廣域以太網的控制系統架 構成為了最理想的選擇。如圖2， 是一個典型的熱網控制系統拓撲 圖。因為廣域以太網速度傳送快， 建設成本低。
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熱交換站（簡稱換熱站）的重要位置決定了，其控制系統擔當的角色相當重要。換熱
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站自動化控制系統一般是按無人值守來設計的(即使有人值守，其要求也大同小異)?？刂?/span>器除完成換熱機組的控制外，還要根據需要配置本地觸摸屏顯示 熱力站的數據和流程畫面，以方 便巡回維護人員操作和監視，同 時將必要的熱工參數、電氣參數 存儲并送至集中供熱信息管理中 心，并接受和執行其下達的命令， 以完成對熱力站的數據采集、控制和調節等任務，并且能夠協調熱源廠（如鍋爐房）的調度和控制。換熱站和集中供熱信 息管理中心之間的數據通訊是建立在工業以太網上的，可以根據需要選用寬帶網絡，或者 GPRS網絡，也需要可以采用具有VPN功能的ADSL經VPN網絡與監控中心實時通訊、數據 傳輸，從而確保通訊的安全。換熱站可以還需具備安裝網絡攝像頭的能力，實時監控現場情況，將畫面傳送到集中供熱信息管理中心。
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而對于控制系統的核心，PLC控制器具備如下特點，將十分重要。
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1. 工業級產品，結構緊湊，即插即用的全模塊化結構，I/O 具有良好的可擴展性；
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2. 應用程序宜用組態軟件和熱力站專用功能塊開發，程序可以通過以太網通信接口 和網絡下載到控制器。編程語言符合 IEC61131-3 標準，提供完備的調試工具；
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3. 控制器宜內置通訊組件，可以通過 VPN 寬帶網絡實現與監控中心的通訊，多種通 訊模塊可選；
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4. Web-Server 功能（提供 HTTP 瀏覽器，可在任何地方登錄瀏覽網頁了解控制器運 行情況）；
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5. 控制器可以通過人機界面現場操作，中文屏幕顯示，數據上傳，熱力站可以完全 無人值守；
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6. 具有遠程維護能力；
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7. 控制器內存≥6M，CPU 為≥16 位，主頻≥25MHz，確保控制的速度和質量；
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8. 能夠同時處理的模擬量信號 AI、AO 包括：0...10 V ；4...20 mA ；Pt100；Ni1000； 開關量信號 DI、DO 等；
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9. MTBF≥20 萬小時；
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10. 數據存儲功能，提供可以存儲一個供熱季節的所需要的全部過程控制數據的存儲 容量；
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換熱站控制器具備如上特點，是完成如下控制功能的基礎。
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1. 對現場的工藝變量進行數據采集和控制
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2. 對電力設備相關變量的監控
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3. 熱量、流量計量
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4. 閥門等調節設備的監視和控制
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5. 邏輯控制
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6. 連鎖保護
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7. 數據存儲
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8. 掉電保護功能
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9. 數據通訊功能
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2. 思博自控 Saia?PCD 控制器—為分布式控制而生 來自瑞士思博自控的Saia?PCD系列控制器將
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Web和IT技術完美的融合到了PLC控制技術中！賦 予開放靈活的Web和IT技術以工業產品PLC的生命 周期和產品質量，成就了自動化控制領域開放靈活 的新典范！
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與傳 統廠 家的 PLC產 品比 較,思 博控 制的 Saia?PCD產品在樣式、開放性和功能上已遠遠超過了在自動化領域使用的傳統PLC,作為 自動化技術的提供商，思博控制所提供的產品和工具完全針對基礎設施的技術應用，在生產、 商業、交通運輸、電信、公共設施(能源、水處理、供熱、燃氣)等行業被廣泛使用。
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Saia?PCD 系統的一個與眾不同之處在于其具備通過 PDA、Windows CE/XP 終端和PC 來操作、監視和顯示的強大功能。Saia?PCD 控制設備全系列集成 WEB Server 作為標 準配置，WEB Server 可以通過所有的設備端口和通信通道進行訪問而不管有沒有以太網和 TCP/IP 網絡連接，這樣，帶 WEB 瀏覽器的設備便成了最經濟、最能讓客戶接受的控制和監 視工具。開放的通信接口和方便靈活的網絡通信功能,具有多種不同的通訊接口，容易實現 分布式結構并具有友好的用戶操作特性。所有 Saia?PCD 都具備了強大的通信能力。每個 PCD 系列提供了 2 個（PCD1）到 11 個（PCD3）通信端口。為了簡化 Saia?PCD 控制 器里面的 LAN/WAN 設置,一些主要的協 議和 IT 及電信行 業的標準 配置如 HTTP,FTP,SMTP,CGI-BIN 等均已集成到 Saia?PCD 的 CPU 內。Saia?PCD 控制器自帶的 內存強大,有足夠的空間用于程序和本地數據管理上。
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全系列 Saia?PCD 設備也可以通過內置或外掛的調制解調器連接到電信網絡。在圖形 編程環境下（Saia?PG5, FUPLA） ，通過調用大量現成的經過測試的應用模塊， 快速、 方便、可靠地使用這些調制解調器，而不需要寫一行指令。內部集成的通信網絡接口通過擴 展相應的網絡/總線模塊實現與 LON、Ethernet、Profubus DP 等網絡的連接。這些接口模 塊是思博控制公司自己開發和生產的，足以在整個 PLC 生命周期內保證產品的性能和品質。 Saia?PCD 的技術實力明顯地表現在它被廣泛用作網絡控制器、收集處理數據或在各種不 同的總線系統之間做網關，Saia?PCD 強大的通信指令集允許用戶自己實現各種通信協議， 如 EIB-Bus 或 MODBUS 以及其它的應用協議。
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Saia?PCD 加入了 GSM 通信模塊從而提供遠程操作及集中供熱信息管理中心的功能， 所有現場設備數據都可遠程在線獲得。操作數據存儲在 Saia?PCD 的 WEB SERVER 內， 通過 IE 瀏覽器可隨時讀取數據(WEB SERVER 可受密碼保護)，當有報警發生時，Saia?PCD 控制器就會通過 E-MAIL 或 SMS 發出報警。
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現今大多設備都配置通訊接口以支持現今市場主流通 訊協議又或是標準RS232 / RS485自由協議。 所有思博PCD控制器同步支持多種通訊協議，真正的 開放式控制器平臺。集成、可編程控制結合為一體。
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3. 基于思博自控 Saia?PCD 控制器系統—經濟的實現換熱站的無憂自動化控制
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換熱站自動控制系統采用 Saia?PCD 產品可確保熱網的經濟運行和優化控制，有效地 解決熱網的水力失調、按需供熱和節能降耗。
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瑞士思博自控的可編程邏輯控制 器 Saia?PCD 系列產品，適用于中規 ?？刂祁I域，用于構成功能強大的自 動化控制系統?？刂?/span>器具有很高的電 磁兼容性和抗沖擊、耐震動性能，能 最大限度地滿足各種工業標準。主機 直接帶有以太網接口，可以方便的和 寬帶 MODEM，或者 GPRS 網絡 MODEM 連接。支持多種串口，可實 現多種通訊方式組合，滿足工業現場 的要求，非常適合于城市集中供熱換 熱站的自動控制的要求。
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選擇思博自控換熱站控制系統，您能獲得巨大的利益：
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保證供熱系統優質供熱、安全運行、經濟節能、綠色環保。系統具有測量精度高, 覆蓋 面大, 可靠性、穩定性好, 操作簡便, 自控程度高, 遠程調控功能強。將數據上傳至集中供 熱信息管理中心, 進行集中監控, 實現統一調度指揮, 有利于供熱系統的安全運行，提高了 供熱系統的自動化程度, 降低了操作人員的勞動強度。換熱站自動控制系統采用 Saia?PCD
產品確保了熱網的經濟運行和優化控制，有效地解決熱網的水力失調、 按需供熱和節能降耗。讓思博自控“Peace of Mind”全程無憂的自動化理念，幫助您 完美的實現換熱站控制！
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應用實例：
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1. 山西侯馬地區城市供熱項目
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項目內規劃供熱面積有 170 萬平方米，共有 21 個換熱站。2006 年 9 月采用了瑞士 思博自控的 PCD2.M150 控制器已在 15 個換熱站運行。整個系統采用專線撥號聯網方式， 將各個換熱站控制器與監控中心連接在一起，為集中管理、監控、調度提供了支持。 Saia?PCD2.M150 的高性能的功能，為換熱站的監控提供了良好的保證，從而為各區域提 供穩定的供暖。
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2. 張家口橋東區城市集中供熱項目
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項目內規劃供熱面積有 350 萬平方米，規劃共有 45 個換熱站。一期為 11 個換熱站， 二期為 27 個換熱站，2009 年 8 月張家口市橋東區政府采購中心經過招標，慎重的選擇了 思博自控（深圳）有限公司，一期項目采用 PCD2.M5340 控制器 38 個。
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系統采用具有 VPN 功能的 ADSL 聯網方式，Saia?PCD3.M5340 的高性能的功能，為 換熱站的監控提供了良好的保證，從而為各區域提供穩定的供暖。
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應用實例：張家口橋東區城市供熱
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“塞外重鎮”——河北省張家口市，地處京 晉冀蒙交界處，距首都北京約180公里，總面積3.7 萬平方公里,人口450萬。京包、豐沙、大秦鐵路 橫穿東西,京張、宣大高速公路聯通各地。自古以 來就是商賈云集的貿易和經濟中心?？逃小按蠛?河山”的大境門，是長城要隘，也是張家口市的 象征。我國第一條自主設計建造的鐵路——京張 線，連同詹天佑先生一起，名揚海外，功垂千古！
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橋東區地處張家口市區，自清朝末年起，就一 直是張家口市的商業和經濟中心。先后誕生過多家 著名的民族資本企業，如鐵路工廠、張垣電燈公司 和張家口造幣廠。建國后，張家口造幣廠成了大型 企業——張家口煤礦機械廠。進入21世紀，更是 企業和商鋪林立，經濟實力僅次于宣化和懷來2縣， 是張家口市區經濟、文化和商業中心。
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橋東區集中供熱項目，是由政府投資，橋東區東源熱力有限公司負責運營的大型基礎設施
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項目。是民生工程的具體體現，建成以后，可以為橋東區近30萬人提供清潔高效低廉的供熱服 務。該項目規劃供熱面積350萬平方米。一期為建設38個換熱站，預計整個項目建成后會達到80 多個。2009年8月張家口市橋東區政府采購中心公開招標，思博自控憑借其完整的解決方案和完 美的產品理念，擊敗了眾多的競爭對手，贏得了各方的好評！一期項目即將完工，二期正在規 劃建設之中。
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集中供熱是典型的分布式控制系統， 其控制站點（即各換熱站）一般都相距在
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1公里以上。對于傳統的控制器，由于受 網絡通訊功能的限制，要想實現集中數據 采集和控制，必須建立獨立的現場總線網 絡（如ProfiBus，CAN，Modbus等）， 費時費力，建設和維護成本更是非常高 昂。思博PCD控制器由于采用標準 Web/IT技術，完全可以使用以太網，避免 了建設專用網絡的局限。極大的節省了成本和施工時間。正是這一特點，給張家口橋東區集中供熱系統的運營商帶來了額外的附加價值。?
目前該項目已經完成的站點都已經開通了Web服務器功能，在以太網的任何地方，您都可 以通過域名或者IP地址來實時監控站點的運行情況和數據。而對于控制系統的安全性，您也完全 不用擔心，因為：第一，思博自控的Web服務器是集成在PLC控制器(Saia PCD)中，而不是PC機，更不是windows平臺。其硬件架構是思博自控30年PLC產品研發和生產的延續，而底層操作系統采用的是完全封閉的工業級Saia NT系統，從根源上杜絕了病毒/木馬等網絡世界的安全 威脅。第二，所有PCD控制器程序，包含網頁項目，都是用思博PG5套件來進行編程和編譯。 程序文件轉化成只有PCD控制器可以識別的機器代碼，下載至控制器中。而程序的存儲空間和 以太網可以訪問的網頁文件存儲空間是完全硬件隔離。100%的保證了程序和設備的安全性。第 三，思博網頁文件集成于Java平臺下，只有通過訪問主頁文件才可以進入各分頁面或者文件（如 圖表，圖片等）。再加之思博PG5平臺提供的可以設置多達4個級別的用戶和密碼控制功能庫， 實現不同權限的用戶授權和密碼管理，非授權用戶將無法訪問。
系統頁面圖如下:
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