城市熱網
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                          1、項目背景
                                  城市集中供熱是一種較好的供熱方式,具有舒適、節能、環保、安全等特點。近年來,隨著國家相關政策的出臺,城市建筑的采暖方式越來越多的采用集中供熱的方式解決。由于城市規模的不斷擴大,城市集中供熱網覆蓋的范圍越來越大、換熱站的數量越來越多、供熱面積越來越大。換熱站的數量從十多個到上百個不等,供熱面積從幾十萬平方米到上千萬平方米不等。利用城市集中供熱網的控制方法---熱網全網平衡控制方法可以很好的解決熱網普遍存在的水平水力失調的問題,解決了許多熱網長年存在的冷熱不均的問題,大大的提高了供熱質量。

                          2、方案架構圖
                           
                          3、典型網絡結構
                           
                                  典型網絡結構如下圖所示,從圖中看出整個系統可分為三個部分:
                                  ① 中央控制室、② 通訊網絡、③ 熱力站

                           
                          3.1、電話撥號系統結構

                           
                          網絡安全
                                  因電話撥號不存在Internet訪問,因此也不存在網絡安全問題。但如果電話線被他人盜用會造成某一個熱力站的通訊失敗,因此最好向電信單位申請電話呼叫限制服務以避免盜用電話線現象的發生。
                           
                          3.2、GPRS及CDMA 1X系統結構

                           
                          網絡安全
                                  1、中心點的公網固定IP地址較容易受到外部攻擊
                                  解決方案:
                                  ① 對于該IP地址不單用作GPRS中心節點且用于企業網頁發布和Internet訪問的用戶來講,需要增設企業級的防火墻等網絡安全設備。
                                  ② 對于只用作GPRS通訊的用戶來講可向中國移動申請APN(接入點名稱)業務,這樣可以使該IP與GPRS移動端的IP構成虛擬局域網,從而有效地將通訊網絡與Internet隔離,免受外部攻擊,但這樣做會失去Internet的訪問功能。
                           
                                  2、內部工作人員的網絡管理問題
                                  中心點的公網固定IP地址可兼有GPRS通訊服務器和企業的網頁發布、Internet訪問服務等用途,這樣可以使該IP地址使用效率大大增加也有利于減少企業重復投資。但如何管理內部人員的訪問權限則需要增設企業級路由器等網絡管理設備,且需要專人負責管理和調試。
                                  對于不需要Internet訪問的企業可直接向中國移動申請APN專線,專門用于GPRS通訊服務器。
                           
                                  3、移動端SIM卡的管理問題
                                  安裝在移動端GPRS通訊設備上的SIM卡不單可以在一種通訊設備上使用,也可以在私人手機等設備上使用。因此申請SIM卡時最好屏蔽語音功能,以防SIM卡被他人盜用。

                          3.3、ADSL及VPN系統結構

                           
                          網絡安全
                                  VPN 即虛擬專用網,是通過一個公用網絡(通常是因特網)建立一個臨時的、安全的連接,是一條穿過混亂的公用網絡的安全、穩定的隧道。通常,VPN 是對企業內部網的擴展,通過它可以幫助遠程用戶、公司分支機構、商業伙伴及供應商同公司的內部網建立可信的安全連接,并保證數據的安全傳輸。 VPN 可用于不斷增長的移動用戶的全球因特網接入,以實現安全連接;可用于實現企業網站之間安全通信的虛擬專用線路,用于經濟有效地連接到商業伙伴和用戶的安全外聯網虛擬專用網。
                                  VPN 架構中采用了多種安全機制,如隧道技術( Tunneling )、加解密技術( Encryption )、密鑰管理技術、身份認證技術( Authentication )等,通過上述的各項網絡安全技術,確保資料在公眾網絡中傳輸時不被竊取,或是即使被竊取了,對方亦無法讀取數據包內所傳送的資料。現在的VPN加密技術多采用IPSec或SSL標準,無論哪種標準都可保證數據在傳輸中的安全性,因此無需增設防火墻等網絡安全設備。

                          3.4、各網絡結構運營對比
                                  每個城市集中供熱系統各有其特點,根據自身特點及客觀條件選擇合適的通訊網絡對今后系統的穩定運行起著相當重要的作用。綜合上文所述,下表列出了幾種通訊網絡的性能。
                            初期成本 運行成本 維護費用 實時性 安全性 穩定性 網絡接口 區域面積
                          局域網 較高 以太網
                          電話撥號 適中 較低 較高 較低 串行
                          GPRS及CDMA 1X 較高 較低 串行
                          ADSL 較低 適中 以太網

                          4、城市集中供熱自控特點
                                  相比較其它行業的自控系統而言,城市集中供熱網的自控系統具有其自身的一些顯著特點,其主要為如下幾點:
                                  4.1、 熱慣性大,滯后大。熱網系統是一個大滯后的系統,采用常規的控制方法很難保證系統的正常穩定運行。系統的自動調節不僅與當前的數據有關,而且與歷史的數據有關。
                                  4.2、 熱力站之間的耦合性強。熱網系統是一閉式系統,系統各個部分是相互關聯的,某一熱力站運行參數的變化,會引起相鄰熱力站的運行狀況,甚至會引起整個系統的運行狀態的變化。
                                  4.3、 城市集中供熱網涉及的區域廣,分散性大。
                                  4.4、 系統的擾動因素多。如熱源運行狀態的變化、外界環境的變化(室外溫度、風力等)等。
                           
                          5、典型系統及控制方法
                           
                                  5.1、直連型換熱站系統

                           
                                  5.2、間連型換熱站系統(水—水,電動調節閥)

                                  5.3、混水型換熱站系統

                           
                                  5.4、蒸汽型換熱站

                           
                                  5.5、間連型換熱站系統(水—水,分布式變頻泵)

                           
                                  5.6、換熱首站(蒸汽—水)

                           
                          6、全網平衡功能
                           
                                  熱網全網平衡軟件通過OPC方式從組態軟件中獲得相關數據,這些數據包括熱力站內的二次網供水溫度、二次網回水溫度、一次網電動閥門的反饋值和設定值(一次網分布式變頻泵頻率的反饋值和設定值)等參數,熱源的溫度、壓力、流量等參數。同時用戶通過配置文件輸入熱網的其它信息。軟件根據獲得的參數信息,采用一定的控制算法,控制一次網電動閥門(一次網分布式變頻泵)的動作,從而減小熱網的水平水力失調度,達到均勻供熱和節約能源、增加經濟效益的目的。
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