基于GPRS在城市分布式熱網遠程監(jiān)測中的應用

宋建豐

摘 要：當前，隨著科技水平的快速進步，通信技術、計算機技術成功在工業(yè)中應用，實現(xiàn)了基于GPRS技術的熱網遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。實際運行表明，系統(tǒng)具有一定的可靠性與實用性。

關鍵詞：GPRS；遠程監(jiān)控；集中供熱

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.111

1 引言

集中供熱具有節(jié)約能源，供熱高效，減小污染等優(yōu)點，是城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。隨著計算機網絡技術不斷成熟，熱網遠程監(jiān)測系統(tǒng)在集中供熱系統(tǒng)中是一個典型的、應用極其廣泛的系統(tǒng)，可實現(xiàn)對整個熱網的現(xiàn)代化管理。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對熱力站運行數(shù)據的監(jiān)測、調節(jié)、記錄運行參數(shù)，包括報表的生成和打印等日常管理工作。通過遠程監(jiān)測的自動分析調節(jié)各熱力站之間的管網平衡，使得整個系統(tǒng)供熱均勻，降低能耗，減少人工成本，達到節(jié)能目的。

2 系統(tǒng)框架

該系統(tǒng)上位機基于組態(tài)王軟件開發(fā)，采用企業(yè)級數(shù)據庫MS-SQL2013用于運行數(shù)據的記錄與備份，有效地解決當一臺機器發(fā)生故障，自動切換到備用機器。采用自帶VC開發(fā)語言環(huán)境設計并完善通訊接口、數(shù)據處理、圖表繪制等功能。在系統(tǒng)結構上采用CS模式，即客戶端和服務器。服務器安裝在公司熱網中控室工控機上，負責數(shù)據的采集和處理，客戶端安裝在各個換熱站內，與服務器軟件實時進行通訊，并監(jiān)測工控機上的數(shù)據，并發(fā)送給下位機進行處理，進行相應的調節(jié)控制等。

2.1 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)可分為三層，即管理層、采集控制層及現(xiàn)場儀表執(zhí)行機構層。

（1）管理層是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，位于中控室，全天候24小時實時監(jiān)控采集數(shù)據，儲存來自各個換熱站點的數(shù)據，并對各站點運行情況進行分析報警，方便監(jiān)控技術人員及時作出調整，避免不必要的事故發(fā)生。（2）采集控制層。該層，位于各熱力站點，用于處理現(xiàn)場儀表反饋回來的數(shù)字量和模擬量信號反饋，并通過內部程序執(zhí)行相應執(zhí)行機構動作。（3）現(xiàn)場儀表層。該層位于現(xiàn)場各熱力站點，壓變、溫變、流量采集元件及電動執(zhí)行機構組成。

2.2 主站系統(tǒng)組成

主站由主站主機（PC）和GSM/GPRS模塊組成。PC機通過Comway無線串口軟件與GPRS DTU配合使用，建立遠端串口設備之間進行無線通信。再由上位機組態(tài)軟件組態(tài)王通過虛擬映射通道接收和發(fā)送相應數(shù)據。同時也可以通過手機客戶端登錄界面查看數(shù)據。

3 系統(tǒng)功能

（1）實時監(jiān)測各熱力站運行參數(shù)，包括運行電能耗統(tǒng)計、溫度、壓力、瞬時流量、累計熱量、運行設備啟停時間等，從而監(jiān)控中心可以及時看到現(xiàn)場參數(shù)及報警信息，并得到相應問題及時解決，保證全網設備可靠運行和供熱負荷的經濟安全運行。

（2）歷史數(shù)據和曲線保存。借助于嵌入在組態(tài)王中的SQL數(shù)據庫可大量儲存運行數(shù)據，并可以通過上位機界面調取運行數(shù)據表格和歷史曲線，同時提供實時打印功能。當某一時間段內現(xiàn)場發(fā)生故障時，可以調取歷史曲線幫助運行技術人員分析當時設備處于的工作狀態(tài)，導致發(fā)生故障的原因等，并及時解決，節(jié)約不必要的浪費時間。

（3）月報表、年報表的統(tǒng)計。根據運行數(shù)據統(tǒng)計生成的日報表、月報表和年報表綜合分析能耗統(tǒng)計，并根據歷年當?shù)貧夂蜃兓侠硪?guī)劃供熱溫度控制，降低不必要的能耗損失。

4 存在的缺點及解決方案

由于無線通信容易受到各種強電信號和天氣因素的干擾，而造成通訊短時間中斷或數(shù)據丟失現(xiàn)象。未解決這一問題，除了在無線硬件上增加功率放大，尋找無環(huán)網鋼結構的地方安置外，在軟件上做出信號缺失不間斷進行呼叫，從而保證數(shù)據的完整性。在分站安裝控制器時，控制器到DTU之間的通訊線控制在1公里以內，所掛RS485通訊設備不宜過多，并通過雙絞屏蔽線并聯(lián)連接各設備，保障一臺出現(xiàn)故障時不影響其他設備通訊通斷。

5 結束語

通過在某供熱公司實時監(jiān)測多個熱力分站，系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，數(shù)據傳輸率基本達到99.5%，除通訊線發(fā)生斷線外，無故障發(fā)生。DTU在選擇安裝位置時，盡量選擇強磁干擾較小，通信信號較強，并做好防雨防雷擊現(xiàn)象的發(fā)生。在熱網運行期間，監(jiān)控系統(tǒng)起到了很好地經濟效益，并極大限度的提高了供熱能耗損失、熱源分布不均、合理調節(jié)用戶用熱需求，提高客戶滿意度。同時保障熱網運行數(shù)據的穩(wěn)定性，解決用人成本上的壓力，給公司帶來經濟效益和社會影響力，保障民生工程。

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