遠程熱網監測網絡

按照新一輪城市建設和經濟發展規劃，城市建設和經濟發展對優化城市能源結構提出了更高的要求。而推行熱電聯產、城市集中供熱，是解決城市能源結構和環境污染問題的有效措施，充分體現節約能源、保護環境，提高能源利用效率、企業經濟效益和社會效益的最佳途徑。所以既有利于節約能源，又有利于提高熱電企業的經濟效益和社會環境效益，給熱電企業的發展創造了更加廣闊的前景。
　　隨著熱用戶的不斷增加，熱用量不斷的加大，而怎樣才能更好，更有效的對整個熱網管道，熱用戶計量進行管理呢？利用遠程監測，對整個熱網管道，儀表進行跟蹤監控，不僅可以全面掌握整個熱網管線供熱狀態，還能快速、準確地反映儀表故障報警信息，方便維護人員及時查修，這樣不僅節省大量的人力、物力，而且極大的提高了熱網的現代化管理水平。

　　（一）遠程熱網監測網絡概況



一 遠程熱網監測網絡

　　熱網監測系統由監控中心和遠程終端（RTU）二大部分組成，如圖一所示。
　　監控中心的核心是一臺工控機和數傳設備，工控機可以掛接在用戶的計算機局域網上實現信息共享，數傳設備則負責工控機和RTU的數據交換。工控機將采集到的熱用戶的有關數據進行整理，換算后，存入實時數據庫，以供操作人員隨時查用，并通過網頁瀏覽方式提供給公司決策部門及其他用戶。
　　RTU主要由數據采集設備（主要是流量計）和數傳設備組成，數據采集設備采集、計算熱用戶的現場數據（如：溫度、壓力、瞬時流量、累積流量、供電狀態等）并通過數傳設備和監控中心交換信息。
　　熱網監測系統的通信方式按通信媒介可分為有線和無線2大類，按通信網絡類型可以分為公網和專網2大類，比如：最常用的無線數傳電臺屬于無線專網，485通信屬于有線專網，有線MODEM屬于有線公網，GSM/GPRS屬于無線公網。

　　（二）多種數據傳輸的比較
　　目前遠程熱網監測網絡在數據傳輸方面主要是通過485總線、無線數傳電臺以及GSM/GPRS網絡這么幾種通信方式對前端RTU進行監控以及數據采集。這3種數據通信方式的特點如表一所示。

　　從上表我們不難看出這幾種通信方式的優缺點！而用于熱網監控上，哪種方式更為優越呢!
　　1．由于熱網管道以及供熱的條件限制，一般說來熱用戶都分布在熱電廠方圓5公里以內的！
　　有線485通信組網方式由于其自身條件與環境的限制，遠遠達不到理想中的要求！而在無線通信組網上，則無需考慮使用覆蓋范圍廣的通信設施，采用覆蓋范圍只有幾十公里的無線數傳設備完全足夠；
　　2．實時性：以上這三種傳輸方式，其中GPRS數據的整個傳送都依托于電信營業商，而近年來隨著GPRS的發展，以及GPRS概念的熱炒，許多熱電公司也都樂于采用這一新興的技術，但在使用過程中，卻發現節假日期間由于網絡資源貧乏，通常造成信息堵塞，從而長時間不能接收到數據，失去了數據實時監測的意義；而無線數傳電臺，所用頻率是該地區專屬頻率，專網專用，保證了數據的實時性，可靠性；
　　3．使用費用：GPRS等基于公網的通信方式，每年每月的通信運行費用一筆不小的開銷，讓熱電公司唏噓不已！相比，資金一次性合理投入雖然較多的無線數傳網絡，從長遠看來卻為用戶省下了這筆不小的運行費用！
　　不難看出，與其它幾種通信方式相比較，在熱網監測系統上選用無線數傳電臺作為數據傳輸方式，無論是從性能上還是費用上都占有較大的優勢。

　　（三）數據終端以及數據傳輸網絡構成（組網方式）
　　根據現場實際情況，建立有、無線組合的數據通信網，對數據實時采集、傳輸！無線數傳設備上采用上海正華電子高科技工程有限公司ZH系列產品進行通信；有線則采用專線485數據通信。
　　1．采用大功率的無線數傳電臺直接與監控站通信
　　數據傳輸網絡在熱用戶離熱電廠監測站遠距離或通信環境惡劣的情況下，前端RTU采用ZH240-5數傳電臺。（如圖二）



圖二 遠距離數據通信

　　2．采用小功率的無線數傳電臺直接與監控站通信
　　數據傳輸網絡在熱用戶離熱電廠監測站較近距離而通信環境較好的情況下，前端RTU采用ZH240-05數傳電臺。實際上許多熱電廠的熱用戶都分布在方圓1至2兩公里以內，通信環境也非常好，這時采用ZH240-05這種小功率的數傳設備，既節約了一定的資金，又達到了數據實時采集傳輸的目的（如圖三）



圖三 近距離數據通信

　　3．采用微功率的無線數傳電臺通過大功率數傳電臺中轉與監控站通信
　　在我們實施眾多的熱網工程中，許多熱電廠的熱用戶分布都較為集中，許多幾個熱用戶間相距不過300米，但如果用專線485通信，相比距離就太遠，而稍微近的卻又少不了鋪線的困難。為了降低數據傳輸網的成本，前端RTU則采用ZH640-433微功率電臺通信，這樣幾個鄰近的熱用戶分別采用ZH640-433微功率電臺通過附近一臺ZH240-5數傳電臺中轉與監測站通信（如圖四）。

圖四 無線混合型數據通信

　4．采用485專線通過大功率數傳電臺與監控站通信
　　在多塊現場采集儀表之間的距離非常近的情況下，通過485專線將這些采集儀表串連，共享一臺大功率數傳電臺與監測站通信（如圖5）

圖五 有線/無線混合型數據通信

　　（四）軟件設計以及系統功能
　　系統主要采用力控工業組態平臺進行開發，以VC++,VB編程平臺為輔助，使得主站監控軟件具備良好的人機界面，操作直觀，簡便并且靈活性強等特點，主要功能有：
　　1．24小時在線運行，實時采集各熱用戶子站的溫度、壓力、流量和其他運行參數，實時監測每個采集計量儀表的運行情況，而現場采集計量儀表出現故障也可以在短時間內發現，并將故障時間紀錄備案，避免計量方面的損失；杜絕了用戶偷汽的想法；
　　2．顯示供熱管網地理信息（GIS）；
　　3．進行整個熱網數據的運行分析，具有強大的統計和數據庫查詢功能，可以查詢任意用戶任意時段內的用汽情況；實時有效的分析管線的管損情況；
　　4．對熱用戶端市電斷電、采集參數異常的情況，進行報警，并記錄備查；
　　5．根據需要自動生成結算帳單（日報表、月報表和年報表），并可以直接打印輸出；
　　6．圖表曲線功能，可以直觀的反映出各個用戶的用汽情況；
　　7．網絡化設計，支持遠程訪問功能；
　　8．支持模擬屏或投影儀顯示；
　　9．兼容不同的儀表
　　10．實時數據庫與關系型數據庫的結合使用保證了數據的穩定性和安全性。
　　這些強大的軟件功能結合高性能、低誤碼率的數傳通信設備以及UPS不間斷電源設計，保證了整個系統性能的穩定可靠。實現了實時監控、遠程抄表。極大的提高了工作效率，避免了供熱中不必要的損失。

　　（五）結束語
　　隨著科技日新月異高速的發展，通信的手段、通信的方式也將越來越多，通信也將越來越多的應用到各行各業。而結合行業應用與各種的通信方式的特點，選擇一種合適的通信方式來組建行業通信網絡，才是最主要的！這樣各種通信設施也才能更好地為社會公共服務行業文明與進步做出貢獻。從而使網絡管理更為真實，可靠！