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北京熱力集團供熱信息化案例

一、項目概況

北京熱力集團是全國最大的熱力企業,截止到2015年底,集團總資產348億元,營業收入90多億元;供熱總面積2.54億平方米,供熱用戶121萬戶;一級供熱管線1429公里,熱力站3507座。擔負8座大型熱電廠、3座尖鋒燃氣供熱廠和12座自營供熱廠熱能的生產、輸配、運行與管理。已有系統存在問題較多:數據庫存在執行效率低、查詢速度慢;組態軟件不具備權限分級的功能,導致部門管理權限無法分開,影響系統整體運行的安全性;不具備監控記錄、報警記錄、操作事件及值班日志記錄等功能,且不具備斷電續傳的功能,無法保證供熱系統信息化的監控管理。

鑒于系統現狀,為更好地實現對所有熱源廠、換熱站及輸配小室的運行狀況的實時監控、綜合維護和信息的統一管理,設立了一個信息中心,解決了現狀問題。實時獲取各現場采集站的數據的同時進行歷史存儲,用于展示分析;提供開放的接口,方便其他系統獲取歷史數據,用于熱能分析和后續決策。有效的解決了多個區域換熱站監測的遠程管理和維護難的問題,為能效的管理改善提供決策依據。

二、項目特色

1.系統權限 

將數據的展示、查詢都與用戶的身份結合,不同的權限與不同的用戶身份相綁定,方便了熱力集團的管理,保障系統操作安全和關鍵數據信息安全。

2.績效考評 

對與報警信息的處理,提供多種查詢方式,管理人員可以依據不同的查詢方式結合自身的管理辦法對值班人員的值班情況進行考評。 

3、高效的數據庫執行效率

與原系統中的Oracle數據庫相比,工業數據庫KingHistorian具備海量歷史數據存儲能力,并可實現數據的快速檢索、查詢功能,解決原系統存在的執行效率低的問題。

三、系統架構

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  • 數據采集層:

KingIOServer 實時采集RTU設備與數字電臺上傳的數據,存儲于數據庫中進行數據的分析展示。

  • 數據存儲層:

改造后數據采集系統Ⅰ中的數據仍存儲于該數據庫中,數據采集系統Ⅱ中的數據存儲于工業庫KingHistorian中,Oracle數據庫與工業數據庫KingHistorian通過一定方式實現數據交互,過渡期后,所有數據存儲于工業數據庫KingHistorian中。

  • 數據分析展示層:

KingSCADA軟件進行數據的分析展示,實現系統的在線監控。采用豐富的畫面并加載實時運行數據。多方位的數據分析方式,如報表、曲線、柱狀圖等方式,實現數據的多角度分析,將過程數據轉化成圖形信息,更加直觀地了解各運行參數的趨勢。計算分析平臺KingCaculation實現數據的統計計算分析,將過程數據進行深度的挖掘計算,為用戶的進一步決策分析提供數據依據。

四、系統功能

1.用戶權限管理功能

根據組織結構特點可以設置不同的用戶權限,不同用戶登錄系統后根據各自的操作權限,顯示不同的操作界面,保證各崗位工作人員各司其職,保障系統信息安全,尤其是生產運行管理的核心數據安全。

北京熱力集團的整體組織架構較為復雜,為實現各畫面的復用,縮減工程畫面開發的工作量,本系統采用查詢數據庫的方式進行系統登錄,只有數據庫中存儲的用戶,并輸入正確的密碼后,才能夠正確登錄相應操作權限的系統,否則無法登錄。

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圖1. 系統登錄后界面

2.實時在線監控

實時在線監控主要是指各換熱站工藝運行狀況的在線監控,直觀的工藝運行畫面和實時的運行數據使得用戶更加清晰的了解現場的工藝運行現狀,通過該實時監控可獲取各環節的實時運行數據和累計統計數據。并在下方實時彈出報警窗口,顯示本用戶監控管理的系統所有的實時報警信息,為事故報警處理提供詳細的信息依據。

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圖2. 實時監控畫面

3.在線調控

系統獲取氣象溫度情況,并設定一天內每個小時的供熱目標溫度,從而確定各換熱站的閥門開度情況,并下發給現場的設備,實現系統的實時在線調控,使各換熱站根據實際氣象狀況進行供熱,保障用戶供熱需求。具備該權限的操作人員及工程師能夠進行閥門開度的在線設置。

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圖3. 在線調控

4.數據的統計分析展示

數據可通過畫面、報表、曲線等多種方式進行實時展示,用于用戶了解現場的實時運行狀況和關鍵運行數據的變化趨勢等。并可實現不同方式的 統計查詢,按照不同的查詢設置,統計查詢出符合條件的歷史數據,滿足不同的數據需求。

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圖4. 歷史數據查詢報表

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圖5. 熱源廠監控數據

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圖6. 實時運行趨勢曲線

5.報警功能

報警預警可使操作人員第一時間內獲知運行過程中設備故障/保養維護信息和將要產生的生產事故信息。設備故障/保養維護報警:當運行過程中設備一旦發生故障時,或當設備需要保養維護是,相應的區域顯示閃爍同時伴隨報警語音的提示,提醒維護人員及時到達現場對設備進行維修、保養。生產事故預警:當供回水流量、溫度等一旦達到設定的預警值時,就會彈出預警對話框,提醒操作人員及時對生產狀況進行調整,預防事故的發生。

報警預警設有優先級管理,各類報警預警進行精確判斷,實現故障自動報警、事故自動預警,并顯示所有報警預警列表及詳細的報警預警信息。

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圖7. 實時報警信息

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圖8. 報警限在線修改設置

6.日志記錄功能

日志記錄包括事件日志記錄和值班日志記錄,值班日志記錄功能,用于值班工作人員日常工作記錄,在交接班前半小時提醒工作人員進行當值日志記錄,記錄的日志只有具有相應權限的工作人員才能進行修改,該日志記錄為工作人員的績效考評提供信息依據。

系統事件記錄不只單純的記錄事件數據的信息,同時會把所有與該事件所有相關的數據、條件記錄到數據庫,以供事故追溯、設備運轉操作分析。系統發生的較大情況,如設備故障、越限報警、大型設備的啟停等情況,或操作人員對設備的操作、參數的調整,可通過事件記錄功能記錄下這些情況和操作過程作為今后分析事故的基礎資料。事件記錄的內容包括各種事件信息、事件發生時的用戶、事件發生的時間等。

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7.數據轉發

  • 歷史數據轉發

將Oracle數據庫3年歷史數據導出,然后開發程序調用工業庫API接口,按照變量命名原則,將歷史數據導入到工業庫。 

  • 實時數據轉發

實時轉發模塊實時查詢(10s)Oracle實時表的數據,然后將更新的數據通過SCADA API接口賦給SCADA變量。 

五、項目總結

本系統實現了所有運行數據的實時采集、存儲及系統監控,彌補原系統存在的不足,并在此基礎上完善系統功能,實現供熱系統的信息化監控管理。設立信息化調度中心 解決了原系統存在的問題,實現對所有熱源廠、換熱站、輸配小室的實時監控管理;

對于值班人員來說該系統將有效解決多個區域換熱站監測的遠程管理和維護難的問題,節省人力成本,提高了工作效率;調度中心通過對多個區域的歷史數據及報警事件系統分析比對,能快速掌握及比較各個換熱站的情況,為能效的管理改善提供決策依據。 

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