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北京热力集团供热信息化案例

一、项目概况

北京热力集团是全国最大的热力企业,截止到2015年底,集团总资产348亿元,营业收入90多亿元;供热总面积2.54亿平方米,供热用户121万户;一级供热管线1429公里,热力站3507座。担负8座大型热电厂、3座尖锋?#35745;?#20379;热厂和12座自营供热厂热能的生产、输配、运行与管理。已有系统存在问题较多:数据库存在执行效?#23454;汀?#26597;询速度慢;组态软件不具备权限分级的功能,导致部门管理权限无法分开,影响系统整体运行的安全性;不具备监控记录、报警记录、操作事件及值班日志记录等功能,且不具备?#31995;?#32493;传的功能,无法保证供热系统信息化的监控管理。

鉴于系统现状,为更好地实现?#36816;?#26377;热源厂、换?#26085;?#21450;输配小室的运行状况的实时监控、综合维护和信息的统一管理,设立了一个信息中心,解决了现状问题。实时获取各现场采集站的数据的同时进行历史存储,用于展示分析;提供开放的接口,方便其他系统获取历史数据,用于热能分析和后续决策。有效的解决了多个区域换?#26085;?#30417;测的远?#22374;?#29702;和维护难的问题,为能效的管理改善提供决策依据。

二、项目特色

1.系统权限 

将数据的展示、查询?#21152;?#29992;户的身份结合,不同的权限与不同的用户身份相绑定,方便了热力集团的管理,保障系统操作安全和关键数据信息安全。

2.绩效?#35745;?nbsp;

对与报警信息的处理,提供多种查询方式,管理人员可以依据不同的查询方式结合自身的管理办法对值班人员的值班情况进行?#35745;饋?nbsp;

3、高效的数据库执行效率

与原系统中的Oracle数据库相比,工业数据库KingHistorian具?#36127;?#37327;历史数据存储能力,并可实现数据的快速检索、查询功能,解决原系统存在的执行效?#23454;?#30340;问题。

三、系统架构

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  • 数据采集层:

KingIOServer 实时采集RTU设备与数字电台上传的数据,存储于数据库中进行数据的分析展示。

  • 数据存储层:

改造后数据采集系统Ⅰ中的数据?#28304;?#20648;于该数据库中,数据采集系统Ⅱ中的数据存储于工业库KingHistorian中,Oracle数据库与工业数据库KingHistorian通过一定方式实现数据?#25442;ィ?#36807;?#21892;?#21518;,所有数据存储于工业数据库KingHistorian中。

  • 数据分析展示层:

KingSCADA软件进行数据的分析展示,实现系统的在线监控。采用丰富的画面并加载实时运行数据。多方位的数据分析方式,如报表、曲线、柱状图等方式,实现数据的多角度分析,将过程数据转化成图形信息,更加直观地了解各运行参数的趋势。计算分析平台KingCaculation实现数据的统计计算分析,将过程数据进行深度的挖掘计算,为用户的进一步决策分析提供数据依据。

四、系统功能

1.用户权限管理功能

根据组织结构特点可以设置不同的用户权限,不同用户登录系统后根据各自的操作权限,显示不同的操作界面,保证各岗位工作人?#22791;?#21496;其职,保障系统信息安全,尤其是生产运行管理的核心数据安全。

北京热力集团的整体组织架构较为复杂,为实现各画面的复用,缩减工程画面开发的工作量,本系统采用查询数据库的方式进行系统登录,只有数据库中存储的用户,并输入正确的密码后,才能够正确登录相应操作权限的系统,否则无法登录。

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图1. 系统登录后界面

2.实时在线监控

实时在线监控主要是指各换?#26085;?#24037;艺运行状况的在线监控,直观的工艺运行画面和实时的运行数据使得用户更加清晰的了解现场的工艺运行现状,通过该实时监控可获取各?#26041;?#30340;实时运行数据和累计统计数据。并在下方实时弹出报警窗口,显示本用户监控管理的系统所有的实?#21271;?#35686;信息,为事?#26102;?#35686;处理提供详细的信息依据。

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图2. 实时监控画面

3.在线调控

系统获取气象温度情况,并设定一天内每个小时的供热目标温度,从而确定各换?#26085;?#30340;阀门开度情况,并下发给现场的设备,实现系统的实时在线调控,使各换?#26085;?#26681;据实际气象状况进行供热,保障用户供热需求。具备该权限的操作人员及工程师能够进行阀门开度的在线设置。

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图3. 在线调控

4.数据的统计分析展示

数据可通过画面、报表、曲线等多种方式进行实时展示,用于用户了解现场的实时运行状况和关键运行数据的变化趋势等。并可实现不同方式的 统计查询,按照不同的查询设置,统计查询出符合条件的历史数据,满足不同的数据需求。

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图4. 历史数据查询报表

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图5. 热源厂监控数据

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图6. 实时运行趋势曲线

5.报警功能

报警预警可使操作人员第一时间内获知运行过程中设备?#25910;?保养维护信息和将要产生的生产事故信息。设备?#25910;?保养维护报警:当运行过程中设备一旦发生?#25910;?#26102;,或当设备需要保养维护是,相应的区域显示?#20102;?#21516;时伴随报警语音的提示,提醒维护人员及时到达现场对设备进行维修、保养。生产事故预警:当供回水流量、温度等一旦达到设定的预警值时,就会弹出预警对话框,提醒操作人员及时对生产状况进行调整,预防事故的发生。

报警预警设有优先级管理,各类报警预警进行精?#25918;?#26029;,实?#27490;收?#33258;动报警、事故自动预警,并显示所有报警预警列表及详细的报警预警信息。

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图7. 实?#21271;?#35686;信息

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图8. 报警限在线修改设置

6.日志记录功能

日志记录包括事件日志记录和值班日志记录,值班日志记录功能,用于值班工作人员日常工作记录,在交?#24433;?#21069;半小时提醒工作人员进行当值日志记录,记录的日志只有具有相应权限的工作人员才能进行修改,该日志记录为工作人员的绩效?#35745;?#25552;供信息依据。

系统事件记录不只单纯的记?#38469;?#20214;数据的信息,同时会把所有与该事件所有相关的数据、条件记录到数据库,以供事?#39318;?#28335;、设备运转操作分析。系统发生的较大情况,如设备?#25910;稀?#36234;限报警、大型设备的启停等情况,或操作人员对设备的操作、参数的调整,可通过事件记录功能记录下这些情况和操作过程作为今后分析事故的基础资料。事件记录的内容包括各种事件信息、事件发生时的用户、事件发生的时间等。

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7.数据转发

  • 历史数据转发

将Oracle数据库3年历史数据导出,然后开发程序调用工业库API接口,按照变量命名原则,将历史数据导入到工业库。 

  • 实时数据转发

实时转发模块实时查询(10s)Oracle实?#21271;?#30340;数据,然后将更新的数据通过SCADA API接口赋给SCADA变量。 

五、项目总结

本系统实现了所有运行数据的实时采集、存储及系统监控,弥补原系统存在的不足,并在此基础上完善系统功能,实现供热系统的信息化监控管理。设立信息化调度中心 解决了原系统存在的问题,实现?#36816;?#26377;热源厂、换?#26085;盡?#36755;配小室的实时监控管理;

对于值班人员来说该系统将有效解决多个区域换?#26085;?#30417;测的远?#22374;?#29702;和维护难的问题,节省人力成本,提高?#26031;?#20316;效率;调度中心通过对多个区域的历史数据及报警事件系统分析比对,能快速掌握及比较各个换?#26085;?#30340;情况,为能效的管理改善提供决策依据。 

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