ICDS城市供热远程调度系统

一   概述  

     城市集中供热因具有显著的节能降排和保证供热质量等方面的积极作用，目前已日益成为城市公用事业的一个重要组成部分，是国家大力推广的城市供热模式。随着我国国民经济的飞速发展，城市规模不断扩大，城市集中供热规模相应不断增加，对整个城市供热系统进行科学有效地统一调度管理，进一步节能降耗，显得尤为迫切和重要。  

     城市供热系统主要由热源、供热管网以及分布在城市各个区域的换热站组成。热源一般由热电企业或热力部门自建锅炉设备提供的蒸汽为主；供热管网包括市政供热管网（蒸汽或高温水）和小区内（换热设备后）热水管网两部分；分布在城市各个区域的换热站安装有相应的换热设备和循环、加压设备，承担把市政供热管网中的高温蒸汽或高温水置换为适合供用户取暖用热水的功能。  

     目前大多的城市供热企业尚没有实现对热源、管网及换热站的统一调度管理，为保证正常的供热生产，包括换热站大都采用人工值守，人工操作设备，一方面需要支出极大地热力成本，另一方面在出现事故隐患时操作人员难以发现，易造成巨大的损失。同时，各换热站都独立运行，无法实时调整整体供热系统至最佳状态，易造成热力失衡，影响供热效果并造成热源的极大浪费。  

     我公司集先进的工业自控技术、计算机技术和网络通讯技术研发的ICDS城市供热远程网络中央监控调度系统，能够实现对供热管网、热源及换热站设备各项数据的采集、储存、分析，同时结合我公司开发的RM200和RM300全智能供热数字自控系统对供热系统各环节进行实时远程控制。整套系统真正实现“按需供热”和“换热站无人化管理”，对热力系统实施更有效、更科学、更规范的监控管理，大大降低供热企业的热源消耗和人力成本，具有巨大的经济和社会效益。  

二   系统介绍

      ICDS城市供热远程网络中央监控调度系统分为调度中心CTS中央服务机、换热站RTS远端服务机、供热管网DAT数据采集终端及各类数据采集传感器四部分硬件组成，各硬件通过数据传输层（INTERNET）连接，搭配我公司各类工控软件和计算机软件，对城市供热实现远程监视、控制和调度。  

    系统采用现有无处不在的成熟的互联网访问平台，数据可以同时通过有线宽带和GPRS传输到公司总部调度中心。

     换热站RTS远端服务机完成换热站现场数据采集、设备控制等任务，并将采集来的数据经压缩加密转化为数字网络信号后定向传递到调度中心CTS中央服务机里，同时接受、解压、解密并执行调度中心CTS中央服务机的指令，完成调度中心的远程控制。

     监控调度中心CTS中央服务机接受、解压、解密分布城市各处的RTS远端服务机和DAT数据采集终端传送的数据，同时将调度人员发出的指令转化为数字网络信号经压缩加密后定向传送到指定的换热站RTS远端服务机，完成调度管理、数据处理、故障预警、远程控制等任务。

       ICDS城市供热远程网络中央监控调度系统包括远程监视和远程控制两个层面，远程监视采用全网集中监控，系统能够采集并处理热网中各环节各种工艺参数，如:温度、压力、流量、电压、电流、液位等，并可以实现实时的数据安全报警，供热数据查询，供热分析计算为来年供热打下良好的基础。远程控制则是调度中心根据各项数据可以远程调整换热站设备的运行和供热管网中各种电动执行机构的动作，如启停换热设备中各类泵的启停，调节泵的转速，修改控制系统的各类参数，同时可以调节电动执行机构。  

      ICDS城市供热远程网络中央监控调度系统，具有良好的可扩展性，并且会为以后新增的换热站留有接口，当新建换热站时，只需在监控软件中增加相应的点和参数即可，减少了二次投资的费用。良好的可扩展性为以后系统的发展、扩充提供了非常便利的条件。  

三、系统组成部分的功能：

1、中央监控调度中心CTS中央服务机

 ※数据实时交换：可以对所有换热站RTS远端服务机采集的数据进行实时交换，并实时监测各站点设备的工作状态。  

 ※远程控制：可以对所有换热站的各类设备如循环设备、补水设备、疏水设备、换热设备、水处理设备、污水排放设备、各类电动执行机构进行实时控制。  

地理图展示

 ※工艺流程图：在画面中通过编程实现模拟显示整个换热站现场进汽供水的全过程，并且在换热器本体上实时显示了各路汽、水的温度与压力，以便于操作者能及时准确的掌握本体内的换热情况，能够对现场设备的故障进行实时诊断。  

 ※地理图展示： 监控主界面采用城市地图界面显示，可以模拟显示城市供热管网走向和各换热站位置，同时各关键数据和管网数据测点直接显示，画面直观，方便调度人员监控。  

 ※数据分析和存储：可以对各站点采集的数据进行分析，生成EXCEL表格、时间曲线图，并可以将数据实时存储到数据库中，进行存档管理。并能发送到大屏上显示。  

 ※统计、报表和打印功能：监控中心可以根据需要随时查询各换热站的数据、设备的运行状态和报警信息，并对监控全网当前未消除的报警进行分类统计和显示，并能打印输出；数据库服务器存储的历史报警可根据需要按照任意指定的时间段，分类统计并产生EXCEL报表，并能打印输出；监控中心工作站可以根据需要，按照任意给定的时间段，分项调看服务器的存储数据，并能打印输出。  

 ※故障报警：各类参数可预设报警限值，当超出限值时，调度中心监控界面将弹出报警对话框；如果需要也可以将报警信息以手机短信的方式发送到相关管理人员；同时将报警信息存储到数据库中，以备日后查询。  

 ※报警查询:按照报警类型、站点、时间进行报警查询。

 ※视频监视

     配置单独的视频监控软件，采用先进的数字处理技术，能使中央监控中心的运行人员直接监视生产现场的各种设备和各个角落，结合数据信息准确处理事故，实现图像的远程监视、远程控制等功能。  

  ※双机冗余功能，正常情况下，主机处于工作状态，从机处于监视状态，一旦从机发现主机异常，从机将会代替主机，     进行实时监控并保存历史数据。当主机修复重新启动后，从机检测到主机的恢复，就会自动将主机丢失的历史数据拷贝给主机，同时从机将重新回到监视状态。这样，即使是发生了设备故障，系统也能保存一个完整的数据库。冗余功能的实现，有效地减少了数据丢失的可能，增加了系统的可靠性和连续性，方便了系统维护。  

  ※系统授权：可根据需要，按照值班人员、维护人员和系统管理员多种级别授予不同的操作权限，对不同的用户分配不同的用户名和登录、退出密码。  

  ※客户端访问：具有实时向互联网Internet发布的功能，被授权人员可以在全国各个地方通过互联网Internet访问系统数据，进行数据查询及报表打印。

2 换热站  RTS远端服务机

 ※数据采集转换：采集接收换热站内各类设备和传感器以及电动执行机构运行数据，并把不同协议的数据统一转化为网络TCP/IP信号，然后通过无线GPRS或有线宽带方式将数据传送到中央监控中心CTS服务机；同时把CTS中央服务机通过GPRS或有线宽带发来的TCP/IP网络数据，转化为换热站内各控制系统和执行机构相对应的协议，使其顺利执行调度中心的指令。  

※虚拟通道搭建 可以与中央监控中心实现虚拟专属通道搭建，保证传送数据的安全。

※视频采集处理功能 可采集处理多路监控摄像头的视频数据，并可接受调度中心对各摄像头的远程控制。  

※数据加解压和加解密 对采集的各类数据进行封包压缩并加密后传送到绑定CTS中央服务机，同时接受、解压、解密其发送的数据指令。

※支持动态域名解析和固定IP绑定

※断电续传 意外停电可保持一定时间的数据传输和接受指令。

※兼容性良好 可接受大多数主流品牌的电动执行机构、传感器、变频器、可编程控制器的数据  

※内置硬件防火墙，保证自身网络安全  

3 供热管网DTA数据采集终端

※数据采集转换：采集接收供热管网中各类传感器数据，并把模拟量数据统一转化为网络TCP/IP信号，通过无线GPRS或有线宽带方式将数据传送到中央监控中心CTS服务机。

※支持动态域名解析和固定IP绑定

※断电续传 意外停电可保持一定时间的数据传输和接受指令

※兼容性良好 可接受大多数主流品牌传感器、仪表的数据

六、换热站无人值守监控系统特点  

1良好的稳定性  

（1）采用公认TCP/IP通讯协议，通过成熟稳定的公网Internet连接，实现总调度室与众多现场调度室及控制点、采集点的无缝链接。

（2）采用交换式全双工的实时数据传输，消除了数据在网络上碰撞的问题，使通讯的确实性和实时性得到有效保证。  

  (3) 采用星型网络拓扑结构，研制开发的RTW和CTS系列中央及远程网络监控服务机可将网络细分为若干个网段，实现各站点间稳定可靠的互联互通。  

 2可靠的安全性

     作为承担整个城市供热安全生产和运行的供热调度系统，不能仅仅满足数据的上传下载，系统数据和下达指令的安全对于系统来说至关重要。  

（1）我公司研发的ICDS远程网络中央监控调度系统,包括参数采集、数据处理、信号转换、数据封包、数据加密、数据发送、数据接收、数据解密、数据展示、指令发出、指令接收、指令执行等硬件和软件，皆为我公司针对供热企业的特性开发完成，且具备唯一匹配性，所有数据的压缩、转换和传输均采用国际标准SSL硬件加密硬件解密，支持多种加密方式，可确保系统数据和指令的安全，从而保证城市供水的安全。  

（2）ICDS系统中中央服务机CTS与远端服务机RTS利用互联网公网搭建成互相认证的硬件网络，形成内部虚拟网络通道，互联网中其他无认证的计算机无法登陆，确保数据传输通道的安全。  

（3）ICDS系统采用我公司独立研发的ATT型冗余结构，所有系统中核心控制软件及硬件据可实现互相兼容的热备份及热启动，可以实现I/O通讯链路冗余、I/O设备冗余、监控PC冗余、网络冗余等多种冗余方式。

3 强大的兼容性  

（1）ICDS远程网络中央监控调度系统可同时采集、加密和接收公域网宽带有线、公域网电话线、GPRS各形式的信号数据，满足城市供水系统不同地域、不同距离、不同信号传输形式的需要。  

（2）基于OA架构，结合NET平台技术的润泰调度监控软件RMD10.1支持B/S和C/S混合模式，实现了与视频监控、多媒体无缝集成，实现了数据和视频的有机结合。  

（3）支持不同厂家生产的水表、流量计、水位变送器、电动阀门、启动柜等测控终端。  

4 实时的数据传输  很难想象，在一个调度控制系统中管理层不能及时正确的得到现场实时数据时，怎能作出正确的判断？  

      ICDS远程调度系统不受周围环境的影响，数据采集和传输可实现8次/秒，可支持10-1000兆带宽的数据量传输和加解密，完全满足调度控制中心对数据实时传输的要求。  

5 强大的控制功能:监控调度中心计算机，通过CTS和RTS系列中央及远端网络监控服务机能实现供热管网地理监控系统与I/O接点、仪表模拟量接点、电器开关柜、电气自动化控制系统、水处理系统、环境监测系统、视频监控系统的无缝连接，在调度中心即可实时进行数据的修改整合，实现对各种电器执行机构的控制和各种自动化设备运行姿态的调整管理，完全能够实现换热站的无人化管理，是真正意义上的生产调度监控系统。  

6 经济的运行成本:由于采用传输速率高、成熟可靠且敷设面极广的城市光纤互联网和无线GPRS进行数据传输，无需铺设专线或租用专线，无需支付庞大的专线线路维护费用和租用费用，因此系统的运行费用和维护费用经济合理。  

7 完善的故障预警处理功能:ICDS远程网络中央监控调度系统搭配我公司研发的RGW10.1故障预警软件。

任何故障在即将发生阶段都有一定的现象，体现在运行数据的不断变化。我公司集多年智能自动化设备的研发生产及运行经验开发的RGW10.1故障预警软件，可实现在多数故障发生初级阶段尚未造成重大事故前主动向调度中心弹出报警界面，结合我公司RM200和RM300全智能供热数字自控系统可自动调整换热设备的运行状态，避免了事故扩大导致的重大经济损失。  

8 搭配先进的远程图像监控系统 远程图像监控作为新型的信息交流手段，能使上级调度或监控中心的运行人员直接监视生产现场的各种设备和各个角落，更加准确的分析问题，结合数据信息准确的处理事故，　  

9完善的容错性：  系统在运行过程中不会因为一些意外的操作或一些错误就终止系统的运行，而是以某种预定的方式做出适当地处理，使系统得以继续运行，即系统具备一定的容错性(又称健壮性)。在系统的设计过程中，把可能遇到的错误和意外考虑周到，并根据系统测试时的出错症状及时地完善系统。  

 10易维护性： 我公司硬件部分已实现模块化和成品化，元器件具有互换性，软件可以随时根据RTS远端服务机和DTA数据采集终端的增加而进行升级。

11扩展性与开放性：  选用的技术和产品具有很强的可增长性和扩展性,满足现有的资源和系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需要，所采用的软硬件平台具有开放性，所采用的规范具有通用性。  

12集成性与系统性：  系统设计确保高度集成和信息共享，彻底消除“孤岛”系统；系统设计按照“从上至下，从整体到局部”的思想进行。  

13单元独立性：  换热站机组的控制与调度系统是相对独立的，不会因调度系统的瘫痪而受影响，也不会因某一换热站机组的系统故障影响整个调度系统。  

七   系统实现目的：

1、宏观掌握供热系统运行状况、运行质量。

2、根据相关数据反应的热网水力和热力工况，调度各热站的生产情况以及对无人值守的热站进行远程操控，解决各换热站的耦合影响，消除热网水平失调，平衡供热效果。  

3、以节省总供热量为目标，在满足热网用户基本采暖要求的前提下尽量减少总供热量，从而达到提高经济效益的目的。  

4、更好地进行供热系统设备的维护及管理。对供热系统故障实现预警，防止故障扩大，减少维修成本，作到防微杜渐，防患未然。  

5、为热网如何经济高效运行提供分析基础和分析依据。通过记录的热网运行历史数据，在一个采暖期结束后与前期数据进行比较分析，查出主要能耗来源，为今后的节能挖潜改造提供条件。  

八、整个系统组网图  

     随着IT技术、虚拟技术、嵌入技术、网络技术、高端工控机技术、先进控制技术的飞速发展，采用Internet技术，对城市供热各个环节包括换热站、锅炉房、供热管网实时的监视、控制，并根据采集的数据分析结果调度各生产部门的工作，实现供热管理的网络化、信息化已经是目前城市供热的必然发展趋势。ICDS远程网络中央监控调度系统是目前先进、有实用性的城市供热调度系统。实际上，ICDS远程网络中央监控调度系统就是Internet＋RTE＋TCP/IP协议的有机的灵活的集合体。

     我们将抓住现代企业自动化系统的核心技术，有效实现减员增效，将传统的供热企业竞争力大大提高一步，最终实现供热管理的自动化、网络化、信息化。

ICDS远程网络中央调度监控系统功能  

一、我公司研发的ICDS远程网络中央监控调度系统可同时采集、加密和接受公域宽带有线、公域网电话线、GPRS各形式的信号数据。

二 、数据的采集和控制功能  

1、换热站

可以监测换热站循环水泵、补水泵运行状态、温控阀运行状态，工作电流、电压、频率等数据；

可以就地或远程启停循环水泵、补水泵设备，温控阀组；

可以更改、显示设定参数，包括温度、压力、流量，液位，可以设定参数报警值；

2、锅炉房

可以检测锅炉房水箱液位，出水温度、压力、流量；  

可以实现对鼓风机、引风机等辅助设施的控制，状态记录；

3、排污系统

监测换热站集水坑的液位并手动或自动控制排污设备的运行。

4、环境系统

监测换热站的环境参数，如用户室内温度，外部室外温度、湿度、风力等参数；

5、视频系统

具有完善的视频采集处理系统，

7、供电系统

采集变电站电压、电流、有功、无功、功率因数、频率、有功电度、变压器温度等参数。

8、用户

监测用水户的瞬时流量、累计流量、阀门状态、供电状态、通信状态等信息；可以接入远程抄表系统；  

9、 城市供热管网

可以监测市政供热管网末梢的热水温度、压力、流量，根据外部环境温度，上班时间等外部因素自动或手动合理调整换热站的回水温度，节约热能消耗，降低供热运行成本。  

三、视频系统

具有完善的视频采集处理系统，系统采用先进的数字处理技术，能使上级调度或监控中心的运行人员直接监视生产现场的各种设备和各个角落，结合数据信息准确处理事故，实现图像的远程监视、远程控制等功能。  

四、设备报警功能

具备强大的报警存储、统计、分析、显示、查询、事件触发、打印等功能，并可以和语音、视频、多媒体进行联动。  

六    系统具备授权管理功能

可以授予不同的使用者不同的权限，针对不同的操作者设置相应的加密等级。     

七  双机检测与切换

 双机热备是指控制系统中监控主机的冗余，当一套系统出现故障，备用系统自动投入运行，保证整套系统的稳定运行。  

八 运行日志、生产报表打印  

支持各种数据的统计、分析、对比、输出、打印。  

显示、存储监控数据、报警数据、操作信息。  

九 地图功能

监控主界面采用城市地图界面显示，直观、方便。  

十、支持全双工数据传输，高速率数据转发，不丢包。

监控软件内嵌分布实时数据库，数据库具备良好的开放性和互联功能，，保证生产数据实时的传送到以上系统内。  

十一、安全性能

RTS远端服务机及CTS中央服务机之间所有数据均经过封包和解包、压缩和解压、加密和解密后才能正确的在监控主机的监控软件中展示，监控中心发出的指令同样也经过这些程序远端才能够执行，加密支持AES、DES、3DES、RSA等多种通用加密算法，绝对保证了数据在公网中的安全。实时监测网络入侵行为，并自动封禁入侵IP，同时日志留存记录