一、項(xiàng)目概況

北京熱力集團(tuán)是全國(guó)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(yíng)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(wàn)戶；一級(jí)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(yíng)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(wèn)題較多：數(shù)據(jù)庫(kù)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(jí)的功能，導(dǎo)致部門管理權(quán)限無(wú)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(bào)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(wú)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(duì)所有熱源廠、換熱站及輸配小室的運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、綜合維護(hù)和信息的統(tǒng)一管理，設(shè)立了一個(gè)信息中心，解決了現(xiàn)狀問(wèn)題。實(shí)時(shí)獲取各現(xiàn)場(chǎng)采集站的數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行歷史存儲(chǔ)，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(gè)區(qū)域換熱站監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程管理和維護(hù)難的問(wèn)題，為能效的管理改善提供決策依據(jù)。

二、項(xiàng)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(jī)效考評(píng) 

對(duì)與報(bào)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(duì)值班人員的值班情況進(jìn)行考評(píng)。 

3、高效的數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行效率

與原系統(tǒng)中的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)相比，工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian具備海量歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(wèn)題。

三、系統(tǒng)架構(gòu)

• 數(shù)據(jù)采集層：

KingIOServer 實(shí)時(shí)采集RTU設(shè)備與數(shù)字電臺(tái)上傳的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析展示。

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：

改造后數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Ⅰ中的數(shù)據(jù)仍存儲(chǔ)于該數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)Ⅱ中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于工業(yè)庫(kù)KingHistorian中，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)與工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)KingHistorian通過(guò)一定方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，過(guò)渡期后，所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。多方位的數(shù)據(jù)分析方式，如報(bào)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(guò)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(shì)。計(jì)算分析平臺(tái)KingCaculation實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析，將過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的挖掘計(jì)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(kù)的方式進(jìn)行系統(tǒng)登錄，只有數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)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(wú)法登錄。

圖1. 系統(tǒng)登錄后界面

2.實(shí)時(shí)在線監(jiān)控

實(shí)時(shí)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(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)使得用戶更加清晰的了解現(xiàn)場(chǎng)的工藝運(yùn)行現(xiàn)狀，通過(guò)該實(shí)時(shí)監(jiān)控可獲取各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和累計(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。并在下方實(shí)時(shí)彈出報(bào)警窗口，顯示本用戶監(jiān)控管理的系統(tǒng)所有的實(shí)時(shí)報(bào)警信息，為事故報(bào)警處理提供詳細(xì)的信息依據(jù)。

圖2. 實(shí)時(shí)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(gè)小時(shí)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(chǎng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)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(jì)分析展示

數(shù)據(jù)可通過(guò)畫面、報(bào)表、曲線等多種方式進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，用于用戶了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況和關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)等。并可實(shí)現(xiàn)不同方式的 統(tǒng)計(jì)查詢，按照不同的查詢?cè)O(shè)置，統(tǒng)計(jì)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(bào)表

圖5. 熱源廠監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

圖6. 實(shí)時(shí)運(yùn)行趨勢(shì)曲線

5.報(bào)警功能

報(bào)警預(yù)警可使操作人員第一時(shí)間內(nèi)獲知運(yùn)行過(guò)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(bào)警：當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備一旦發(fā)生故障時(shí)，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(shí)伴隨報(bào)警語(yǔ)音的提示，提醒維護(hù)人員及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)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(shí)，就會(huì)彈出預(yù)警對(duì)話框，提醒操作人員及時(shí)對(duì)生產(chǎn)狀況進(jìn)行調(diào)整，預(yù)防事故的發(fā)生。

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

圖7. 實(shí)時(shí)報(bào)警信息

圖8. 報(bào)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(shí)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(jī)效考評(píng)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(shí)會(huì)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(kù)，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(bào)警、大型設(shè)備的啟停等情況，或操作人員對(duì)設(shè)備的操作、參數(shù)的調(diào)整，可通過(guò)事件記錄功能記錄下這些情況和操作過(guò)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(shí)的用戶、事件發(fā)生的時(shí)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(kù)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(kù)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(kù)。 

• 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

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

五、項(xiàng)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(shí)采集、存儲(chǔ)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(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有熱源廠、換熱站、輸配小室的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理；

對(duì)于值班人員來(lái)說(shuō)該系統(tǒng)將有效解決多個(gè)區(qū)域換熱站監(jiān)測(cè)的遠(yuǎn)程管理和維護(hù)難的問(wèn)題，節(jié)省人力成本，提高了工作效率；調(diào)度中心通過(guò)對(duì)多個(gè)區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)及報(bào)警事件系統(tǒng)分析比對(duì)，能快速掌握及比較各個(gè)換熱站的情況，為能效的管理改善提供決策依據(jù)。