青岛综合管廊专业管线生产运行监控系统应用案例



一、系统概述


传统的市政管道采用直埋式施工,现代城市地下管线又多又密,而这些管线一般又都集中在马路底下,这不仅影响市容、影响交通、影响安全,亦影响城市运作的效率。因此,采用综合管廊替代传统的直埋式施工,避免了“拉链式作业”, 将电力、通信、热力、给水、中水和工业预留管道全部纳入综合管沟,地下管廊预留充分空间以后管线的铺设、运作、维修、检查、管理等等都可以在综合走廊中进行,节省了反复开挖道路的成本。

青岛高新区地下综合管廊,又称作“地下城市管道综合走廊”,全长60多公里,是全国最长的地下综合管廊,沟宽3.35米,高2.6米,沟内维护可以行车。地下管廊实现了管线全部入地,并预留充分空间,将来需要增加管道或者线路,可以直接在里面铺设。企业的管线也可以直接从里面走,可以保证50年不用开挖。”为了良好的运行,需要建立管线监控系统,即将阀门控制系统、照明系统、排风系统、排水系统、防入侵系统、火灾报警系统、视频系统,进行统一整合,统一调度管理。



二、系统设计


青岛高新区地下综合管廊专业管线应用工程采用的是基于分布式光纤传感应用的城市地下综合管廊安全监控预警系统和分布式光纤温度传感系统(DTS),该系统通过部署力控pSpace6.0实时数据库产品,实现青岛高新区地下综合管廊内供热、供水管道泄漏的实时监测、报警与定位,综合管廊内智能视频监控,阀门的远程自动控制,为地下综合管廊的安全运行、应急处置提供先进的管理手段。

系统将所有集水井的高液位数据和分布式管线测温系统的数据上传至监控中心,通过软件接口获取实时数据,实现供热及供水管道分段控制,一旦发生泄漏,系统会及时发出声光报警,启动应急管理及处理预案,第一时间远程自动/手动控制分段控制泄漏管段,切断供热/供水阀门,并抑制倒灌回流,方便后期工作人员的维护,最大限度地减少停止供热/供水的面积。



三、系统架构


系统架构如下图所示:




环网链接1#、2#、3#、4#分控站的以太网交换机,将4个分控站采集的实时监测数据保存到监控中心的数据服务器。阀门控制设备主要由整体开关型电动执行器、数字量I/O模块、光纤收发器、光纤终端盒、以太网交换机组成。整个系统划分为:站控层、过程层、间隔层。

站控层

◆ 热力运行监控,实现热力管网运行设备的远程控制功能,分为日常控制模式和报警处理控制模式。通过测温光纤,发现热力管线泄漏,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给现场控制器,完成热力调节阀门的远程控制。

◆ 管线温度监视,能够实时监测热力管线运行情况,按不同区域、不同管线,用不同展示方式显示正在运行和未运行的管线。辅助相关人员进行控制决策。

◆ 管线阀门控制,通过测温光纤,发现热力管线泄漏,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给管沟现场控制器,实现热力调节阀门的远程控制,阀门开关状态实时显示。

◆ 给水运行控制,实现给水管网运行设备的远程控制功能。通过绘制各管线工艺流程图,实时展示线路运行数据,显示阀门开关状态。当集水井高液位报警,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给管沟现场控制器,完成给水阀门的远程控制。

◆ 集水井高液位监视,通过在各分控站给水工艺流程图上标记集水井位置,并监控集水井高液位报警,当发生高液位报警时实现弹窗报警提醒。

◆ 管线阀门控制,通过集水井水位情况,分析管线故障,及时发现给水管线泄漏,监控中心控制系统可根据预设方案,自动或人工发送控制信号给现场控制器,实现给水线路阀门的远程控制,阀门开关状态实时显示。

● 过程层,包括:以太网交换机、光线附件、执行器、数字量I/O模块、光纤收发器、光纤终端盒。过程层实现了站控层与间隔层的一个数据交换,站控层可以通过过程层对间隔层的设备发放指令,控制其现场照明的开关,现场阀门的打开与关闭并且把信号状态反馈给站控层设备。

间隔层,主要功能汇总本间隔过程层的实时数据信息,实施对一次设备的控制功能,对现场照明的打开与关闭,现场阀门的打开与关闭实时控制,并把现场照明和阀门的反馈信号实时的反馈给站控层设备,使其在工程师站可以有效的观察到现场设备的一个状态。


四、应用功能


青岛综合管廊专业管线生产运行监控系统通过分布式光纤温度监测系统实现对现场管廊温度的采集,对光线断点判断位置。同时对现场阀门极其灯光的控制与反馈状态信号的采集,实现了对现场给水、排风及照明系统的控制。

1、 系统主界面,包含供水,蒸汽,热水管路图。防区位置信息,阀门位置信息,总站及分站位置信息,防区内报警信息。




2、 防区监控画面包含防区附近的摄像头视频画面,温湿度,照明等基础信息,防入侵信息和火灾报警信息。



3、 阀门控制界面,实现对防区阀门的远程控制。




五、项目总结


力控产品在青岛综合管廊专业管线生产运行监控中发挥中枢作用,是整个系统的重要组成部分,实现了对现场设备的控制与状态采集,通过ADO关系数据数组件、视频组件、采集模块以及web发布等功能,实现现场各大系统的有效集成与整合,对整个项目的顺利实施起到了至关重要的作用。


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