一、項目概況

北京熱力集團(tuán)是全國最大的熱力企業(yè)，截止到2015年底，集團(tuán)總資產(chǎn)348億元，營業(yè)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(dān)負(fù)8座大型熱電廠、3座尖鋒燃?xì)夤釓S和12座自營供熱廠熱能的生產(chǎn)、輸配、運(yùn)行與管理。已有系統(tǒng)存在問題較多：數(shù)據(jù)庫存在執(zhí)行效率低、查詢速度慢；組態(tài)軟件不具備權(quán)限分級的功能，導(dǎo)致部門管理權(quán)限無法分開，影響系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全性；不具備監(jiān)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(xù)傳的功能，無法保證供熱系統(tǒng)信息化的監(jiān)控管理。

鑒于系統(tǒng)現(xiàn)狀，為更好地實(shí)現(xiàn)對所有熱源廠、換熱站及輸配小室的運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)控、綜合維護(hù)和信息的統(tǒng)一管理，設(shè)立了一個信息中心，解決了現(xiàn)狀問題。實(shí)時獲取各現(xiàn)場采集站的數(shù)據(jù)的同時進(jìn)行歷史存儲，用于展示分析；提供開放的接口，方便其他系統(tǒng)獲取歷史數(shù)據(jù)，用于熱能分析和后續(xù)決策。有效的解決了多個區(qū)域換熱站監(jiān)測的遠(yuǎn)程管理和維護(hù)難的問題，為能效的管理改善提供決策依據(jù)。

二、項目特色

1.系統(tǒng)權(quán)限 

將數(shù)據(jù)的展示、查詢都與用戶的身份結(jié)合，不同的權(quán)限與不同的用戶身份相綁定，方便了熱力集團(tuán)的管理，保障系統(tǒng)操作安全和關(guān)鍵數(shù)據(jù)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(jù)不同的查詢方式結(jié)合自身的管理辦法對值班人員的值班情況進(jìn)行考評。 

3、高效的數(shù)據(jù)庫執(zhí)行效率

與原系統(tǒng)中的Oracle數(shù)據(jù)庫相比，工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian具備海量歷史數(shù)據(jù)存儲能力，并可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速檢索、查詢功能，解決原系統(tǒng)存在的執(zhí)行效率低的問題。

三、系統(tǒng)架構(gòu)

• 數(shù)據(jù)采集層：

KingIOServer 實(shí)時采集RTU設(shè)備與數(shù)字電臺上傳的數(shù)據(jù)，存儲于數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析展示。

• 數(shù)據(jù)存儲層：

改造后數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Ⅰ中的數(shù)據(jù)仍存儲于該數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Ⅱ中的數(shù)據(jù)存儲于工業(yè)庫KingHistorian中，Oracle數(shù)據(jù)庫與工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian通過一定方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，過渡期后，所有數(shù)據(jù)存儲于工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian中。

• 數(shù)據(jù)分析展示層：

KingSCADA軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析展示，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的在線監(jiān)控。采用豐富的畫面并加載實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)。多方位的數(shù)據(jù)分析方式，如報表、曲線、柱狀圖等方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多角度分析，將過程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖形信息，更加直觀地了解各運(yùn)行參數(shù)的趨勢。計算分析平臺KingCaculation實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算分析，將過程數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的挖掘計算，為用戶的進(jìn)一步?jīng)Q策分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

四、系統(tǒng)功能

1.用戶權(quán)限管理功能

根據(jù)組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以設(shè)置不同的用戶權(quán)限，不同用戶登錄系統(tǒng)后根據(jù)各自的操作權(quán)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(tǒng)信息安全，尤其是生產(chǎn)運(yùn)行管理的核心數(shù)據(jù)安全。

北京熱力集團(tuán)的整體組織架構(gòu)較為復(fù)雜，為實(shí)現(xiàn)各畫面的復(fù)用，縮減工程畫面開發(fā)的工作量，本系統(tǒng)采用查詢數(shù)據(jù)庫的方式進(jìn)行系統(tǒng)登錄，只有數(shù)據(jù)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(yīng)操作權(quán)限的系統(tǒng)，否則無法登錄。

圖1. 系統(tǒng)登錄后界面

2.實(shí)時在線監(jiān)控

實(shí)時在線監(jiān)控主要是指各換熱站工藝運(yùn)行狀況的在線監(jiān)控，直觀的工藝運(yùn)行畫面和實(shí)時的運(yùn)行數(shù)據(jù)使得用戶更加清晰的了解現(xiàn)場的工藝運(yùn)行現(xiàn)狀，通過該實(shí)時監(jiān)控可獲取各環(huán)節(jié)的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)和累計統(tǒng)計數(shù)據(jù)。并在下方實(shí)時彈出報警窗口，顯示本用戶監(jiān)控管理的系統(tǒng)所有的實(shí)時報警信息，為事故報警處理提供詳細(xì)的信息依據(jù)。

圖2. 實(shí)時監(jiān)控畫面

3.在線調(diào)控

系統(tǒng)獲取氣象溫度情況，并設(shè)定一天內(nèi)每個小時的供熱目標(biāo)溫度，從而確定各換熱站的閥門開度情況，并下發(fā)給現(xiàn)場的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時在線調(diào)控，使各換熱站根據(jù)實(shí)際氣象狀況進(jìn)行供熱，保障用戶供熱需求。具備該權(quán)限的操作人員及工程師能夠進(jìn)行閥門開度的在線設(shè)置。

圖3. 在線調(diào)控

4.數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析展示

數(shù)據(jù)可通過畫面、報表、曲線等多種方式進(jìn)行實(shí)時展示，用于用戶了解現(xiàn)場的實(shí)時運(yùn)行狀況和關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化趨勢等。并可實(shí)現(xiàn)不同方式的 統(tǒng)計查詢，按照不同的查詢設(shè)置，統(tǒng)計查詢出符合條件的歷史數(shù)據(jù)，滿足不同的數(shù)據(jù)需求。

圖4. 歷史數(shù)據(jù)查詢報表

圖5. 熱源廠監(jiān)控數(shù)據(jù)

圖6. 實(shí)時運(yùn)行趨勢曲線

5.報警功能

報警預(yù)警可使操作人員第一時間內(nèi)獲知運(yùn)行過程中設(shè)備故障/保養(yǎng)維護(hù)信息和將要產(chǎn)生的生產(chǎn)事故信息。設(shè)備故障/保養(yǎng)維護(hù)報警：當(dāng)運(yùn)行過程中設(shè)備一旦發(fā)生故障時，或當(dāng)設(shè)備需要保養(yǎng)維護(hù)是，相應(yīng)的區(qū)域顯示閃爍同時伴隨報警語音的提示，提醒維護(hù)人員及時到達(dá)現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行維修、保養(yǎng)。生產(chǎn)事故預(yù)警：當(dāng)供回水流量、溫度等一旦達(dá)到設(shè)定的預(yù)警值時，就會彈出預(yù)警對話框，提醒操作人員及時對生產(chǎn)狀況進(jìn)行調(diào)整，預(yù)防事故的發(fā)生。

報警預(yù)警設(shè)有優(yōu)先級管理，各類報警預(yù)警進(jìn)行精確判斷，實(shí)現(xiàn)故障自動報警、事故自動預(yù)警，并顯示所有報警預(yù)警列表及詳細(xì)的報警預(yù)警信息。

圖7. 實(shí)時報警信息

圖8. 報警限在線修改設(shè)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(jìn)行當(dāng)值日志記錄，記錄的日志只有具有相應(yīng)權(quán)限的工作人員才能進(jìn)行修改，該日志記錄為工作人員的績效考評提供信息依據(jù)。

系統(tǒng)事件記錄不只單純的記錄事件數(shù)據(jù)的信息，同時會把所有與該事件所有相關(guān)的數(shù)據(jù)、條件記錄到數(shù)據(jù)庫，以供事故追溯、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)操作分析。系統(tǒng)發(fā)生的較大情況，如設(shè)備故障、越限報警、大型設(shè)備的啟停等情況，或操作人員對設(shè)備的操作、參數(shù)的調(diào)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(chǔ)資料。事件記錄的內(nèi)容包括各種事件信息、事件發(fā)生時的用戶、事件發(fā)生的時間等。

7.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

• 歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

將Oracle數(shù)據(jù)庫3年歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出，然后開發(fā)程序調(diào)用工業(yè)庫API接口，按照變量命名原則，將歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)入到工業(yè)庫。 

• 實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

實(shí)時轉(zhuǎn)發(fā)模塊實(shí)時查詢（10s）Oracle實(shí)時表的數(shù)據(jù)，然后將更新的數(shù)據(jù)通過SCADA API接口賦給SCADA變量。 

五、項目總結(jié)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了所有運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、存儲及系統(tǒng)監(jiān)控，彌補(bǔ)原系統(tǒng)存在的不足，并在此基礎(chǔ)上完善系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的信息化監(jiān)控管理。設(shè)立信息化調(diào)度中心 解決了原系統(tǒng)存在的問題，實(shí)現(xiàn)對所有熱源廠、換熱站、輸配小室的實(shí)時監(jiān)控管理；

對于值班人員來說該系統(tǒng)將有效解決多個區(qū)域換熱站監(jiān)測的遠(yuǎn)程管理和維護(hù)難的問題，節(jié)省人力成本，提高了工作效率；調(diào)度中心通過對多個區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)及報警事件系統(tǒng)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(jù)。