供热管网中央监控解决方案
一、系统概述
供热管网中央监控系统是一个由工业监控计算和通讯网络为基础、分散控制、集中管理的中央监控系统。监控系统是一个三级系统网络模式，由城市供热网调度中心MCC、区域监控中心SCC和本地监控站LCM三部分组成。
1. 城市供热网调度中心MCC
MCC是最高级别的供热生产指挥中心，它调度管理整个供热管网运行，并负责协调外部联络，它是一个功能完善的计算机管理信息系统和企业网络。它具有一定信息综合加工能力，通过计算机网络，将各个业务部门有机的联为一体，达到数据共享、资源共享，为供热企业经营管理决策提供有力的技术支持。
2. 局域供热网监控中心SCC
SCC为二级局域供热网监控中心，它接收MCC的指令和要求，主要任务是监控本供热管网的运行工况，并向上传送数据。
3. 本地监控站LCM
为了保证管网正常的运行工况，需要在热电厂的出口、热网关键点及热力站设置本地监控站LCM。本地监控站将整个管网的参数传至调度监控中心、调度监控中心对热网进行统一调度管理。由于热电厂为独立的单位，本方案暂不包括热电厂。
二、供热管网中央监控组网方案
图 1 Sammi供热网中央监控系统组网方案1. 一级监控网络
即城市供热网调度中心MCC。MCC的计算机网络基于TCP/IP 100/1000mbp/s以太网络，采用“客户机-服务器”结构。调度中心设置多处理器，具有一定数据备份能力的高性能网络服务器。设置监控计算机和管理计算机，用于生产监控的计算机配有一定容量的实时数据库，用于其他管理部门的计算机作为客户机，通过网络浏览器访问服务器，同时设置通讯处理机处理有线或无线通讯协议转换、路由控制、外部访问控制等。设置工程师站负责系统维护，编程调试等功能。同时，在调度中心还应设有大型模拟屏或组合式DLP，以便于调度人员更直观地观察热网动态。
2. 二级监控网络
即局域供热网监控中心，SCC的计算机网络基于“客户机-服务器”的结构。客户机包括热源厂出口监控和热网监控系统，由通讯处理机、操作员站（包括热网备份）和工程师站组成。
系统的检测功能包括：数据的采集、数据存储、数据处理、数据查询、数据检索、统计分析、数据库的增删改、数据库的维护和备份、报警和故障处理、显示、记录远程监控、通讯、远程数据访问。
SCC接收联网的LCM的监控状态信号，并有权修改和设置控制参数实现LCM的运转指导。
3. 三级监控网络
即部署在热力站、调峰锅炉房、供热管网关键点上的本地监控站LCM。LCM一般配置PLC控制器，对供热管网设备进行就地控制，并通过MODEM与上级监控中心进行通讯，为了保证PLC系统的可靠运行，在LCM内一般设置有UPS电源、防雷电过点电压保护装置、以及防变频器谐波装置等。
三、总体技术架构
无论多复杂的组网方案，供热管网中央监控系统在逻辑上都是由现场监控、信号传输和监控中心三个部分构成其中，现场监控和监控中心又分别称为下位机系统和上位机系统。供热管网中央监控系统主要基于Sammi®监控产品实现，重点在下位机系统和上位机系统的设计、部署与实现上。
图 2 供热管网中央监控系统总体技术架构1. 现场监控
现场监控即中央监控系统的下位机系统，主要任务是实现对供热管网及其相关设施运行状况的现场监视与控制。根据供热管网具体采用的监控设施，采用Sammi®信号采集前端机实现各种监控设备运行状况的信号采集。
2. 信号传输
供热管网运行状态信号传输网络是现场监视状态传输到监控中心的关键设施，运行状态信号传输网络建设主要通过由无线和有线两种形式。其中，MCC到SCC间的信号传输采用专线网络实现；考虑到系统建设的难易程度和投资预算，LCM到SCC间的信号传输采用电话线路通讯ISDN方式。最终监控PLC终端设备到信号采集前端机则根据实际设备的具体情况采用相应的连线方式。
3. 监控中心
监控中心是中央监控系统的上位机系统，主要涉及MCC和SCC两部分。监控中心建设包括软件系统建设、硬件系统建设、机房建设以及系统集成、部署与培训。
软件系统建设包括：供热管网设备运行监控逻辑应用设计与实现，供热管网设备监控界面设计与实现，以及相关实时数据库的设计与部署；硬件系统建设包括监控网络、服务器、监控终端、大屏幕显示设备的安装调试等工作；机房建设包括各类强电、弱电、安全设施以及机房装修等。监控系统软件采用Sammi®监控软件实现。
四、核心监控产品
1. Sammi中央监控软件
电网设备运行监控的上位机系统主要采用Sammi中央监控软件开发实现，作为圣佐核心产品之一的Sammi中央监控软件属于第四代组态式监控软件产品，该软件具有以下特点：
- 灵活的多人、多任务监控与操作能力
- 高效的大容量信号输入输出能力
- 友好的用户自定义监控系统能力
- 丰富的输入输出监控信号的定义能力
- 便捷的系统扩容能力,特别适合现有设备的改造与升级
2. Sammi监控前端处理机
Sammi监控前端处理机属于运行监控系统的下位机部分，负责多种电网设备运行信号的自动采集与控制。处理机通过设备驱动程序，实现监控设备的智能控制。由于前端机已经提供标准监控设备驱动库，大部分电网设备可以实现即插即用，针对某些特殊的运行设备，前端机则提供监控设备驱动开发包，满足新设备接入与控制。
图 4 Sammi监控前端处理机前后面板视图
Sammi监控前端机提供丰富的监控信号输入接口，几乎满足目前所有的通信方式：
- 串行通信：RS-232、RS-422、RS-485；
- USB通信接口；
- 以太网协议：TCP/IP、SNMP、TL-1；
- 通用输入输出：模拟信号输入输出、中继信号输入输出、接触信号输入输出。
五、技术特点与优势
基于Sammi®监控软件和Sammi®信号采集前端机建立的供热管网监控管理系统具有如下的技术特点与优势：
- 工业级、高可靠性的监控信息产品；
- 国际领先的大容量实时信息处理能力；
- 监控业务与测控设施分离方便系统扩展与升级；
- 高速传输与低带宽占用；
- 可视化虚拟监控环境与数字地图的完美结合；
- 即拆即用的系统维护能力；
- 快速的系统部署能力，组态软件与采集前端的完美结合。
