蒸汽計量IC卡預(yù)付費控制系統(tǒng)的應(yīng)用

胡艷艷　白秋敏

摘 要摘要蒸汽做為一種獨特的能源介質(zhì)，在工業(yè)動力和民用取暖方面具有不可替代的優(yōu)勢，做為承擔(dān)供熱職能的熱力公司方面，出于企業(yè)經(jīng)營和公平的需求出發(fā)，及時收取熱費成為企業(yè)經(jīng)營質(zhì)量的關(guān)鍵因素。為了能夠及時收取熱費保障供熱企業(yè)順利運營以及公平起見，諸多供熱公司提出了對預(yù)付費IC卡計量裝置的強烈需求。不同于水、電、燃?xì)獾扔嬃拷橘|(zhì)，在流量計量活動中，蒸汽是最為復(fù)雜和困難的計量介質(zhì)之一，因其狀態(tài)不穩(wěn)多變且受影響因素較多，難以達(dá)到準(zhǔn)確計量的理想狀態(tài)，而且安全因素和用汽單位生產(chǎn)成本關(guān)聯(lián)影響更是不容忽視。因此，該產(chǎn)品注定不能成為普及產(chǎn)品，而是定制產(chǎn)品，從而造成了市場上產(chǎn)品的復(fù)雜性和質(zhì)量的不確定性。本文從多角度闡述產(chǎn)品的功能和實現(xiàn)及優(yōu)化產(chǎn)品性能的方式，使產(chǎn)品安全、便捷、可靠、有效實現(xiàn)IC卡預(yù)付費管理功能，以期達(dá)到和深度滿足市場對該產(chǎn)品的使用需求。

【關(guān)鍵詞】蒸汽計量 IC卡預(yù)付費 精確計量 有效控制 用汽安全 智能調(diào)控

蒸汽計量IC卡預(yù)付費控制系統(tǒng)，是通過接收蒸汽計量系統(tǒng)的計量數(shù)據(jù)以及定時通過串行口輸出和接收各種數(shù)字量以供給用戶組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，同時該系統(tǒng)以單片機為核心實現(xiàn)了IC卡充值預(yù)付費功能，就是所謂的“先交錢后用汽”，該系統(tǒng)通過閥門控制電路結(jié)合電動控制閥門共同組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，適合貿(mào)易結(jié)算使用。

1 實現(xiàn)精確計量

實現(xiàn)精確計量，是預(yù)付費系統(tǒng)實現(xiàn)的前提條件，是體現(xiàn)貿(mào)易公平的準(zhǔn)繩，流量計是蒸汽計量IC卡預(yù)付費控制系統(tǒng)的最根本的部分。

準(zhǔn)確根據(jù)流量范圍選型是實現(xiàn)精確計量的關(guān)鍵點，目前在供熱行業(yè)的蒸汽測量中，因為其溫度高的原因沒有很多流量計可以選擇，多使用渦街、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置（孔板、噴嘴等）、V錐、彎管等流量計來計量。這四種流量計除了渦街能達(dá)到1：10—1：15的量程范圍外，V錐、孔板、彎管流量計量程比常規(guī)為1：3，理論上理想的量程范圍可以通過匹配優(yōu)質(zhì)的差壓變送器達(dá)到1：10，這在實際工況選型時幾乎不可能，當(dāng)管道內(nèi)流量超出儀表的測量范圍時，流體會出現(xiàn)射流、流量儀表計量誤差更是無法計量，通常儀表計量的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于實際流量。

還有實際運營中的部分惡意偷汽行為造成流量計量失常：

主要手段有以下幾種：

（1）破壞儀表信號線、造成溫度、壓力或者流量信號線短路，以達(dá)到偷汽目的。當(dāng)溫度信號短路時，溫度顯示常溫，蒸汽密度下降，瞬時流量幾倍的下降。壓力、流量信號短路時直接顯示測量值為零，致使流量不計或者密度下降。

（2）賄賂供熱公司的抄表或者維修人員，修改儀表參數(shù)致使儀表少計，以達(dá)到偷汽目的。

（3）惡意給計量儀表斷電，使儀表在使用過程中不工作，從而偷汽。

解決精確計量的方法首先是解決流量計的選型問題，蒸汽參數(shù)和流量范圍準(zhǔn)確是設(shè)備不能解決的。在選型無誤的前提下，如本系統(tǒng)中的流量計量主要針對惡意偷汽行為增加如下功能：

（1）斷線、短路補償和判斷報警功能，以溫度信號為例，正常溫度175度左右，如出現(xiàn)短路情況則系統(tǒng)智能判斷出現(xiàn)信號短路，啟動短路補償功能，按照預(yù)先設(shè)定好的溫度175度繼續(xù)進(jìn)行補償計量，同時界面上出現(xiàn)提醒標(biāo)識（目前儀表出于斷線補償狀態(tài)），避免用戶出現(xiàn)重大損失。

（2）儀表參數(shù)的惡意修改問題，首先系統(tǒng)內(nèi)置參數(shù)修改記憶功能，核實修改過參數(shù)一目了然，容易查找時間節(jié)點，分析并找補損失；其次，儀表參數(shù)會通訊上傳到主系統(tǒng)，如果發(fā)生變化，會報警提示管理人員。

（3）系統(tǒng)配備UPS后備電源，除短暫位置正常供汽外，可以實現(xiàn)斷電報警（發(fā)送短信或者通訊到主系統(tǒng)提醒管理人員及時終端供汽或者恢復(fù)供電）。

2 有效進(jìn)行閥門控制

系統(tǒng)配置專門的閥門控制電路，準(zhǔn)確可靠的控制電動閥門的開關(guān)動作；并通過閥位反饋功能，及時了解閥門的動作狀態(tài)和可靠性，如有故障狀態(tài)和執(zhí)行不到位的情況，及時報警提示管理人員，更換或者維修相關(guān)設(shè)備。

3 閥門的動作與用汽安全

蒸汽不同于普通的水和氣體，蒸汽管路閥門的開啟和關(guān)閉具有嚴(yán)格的操作規(guī)范；

具體采用如下策略：

（1）閥門啟動，用戶充值后，管道預(yù)熱系統(tǒng)功能啟動、表閥執(zhí)行步進(jìn)動作信號，直到完全開啟達(dá)到正常供熱狀態(tài)，熱網(wǎng)管理人員無需到現(xiàn)場即可實現(xiàn)安全送汽。避免了傳統(tǒng)的預(yù)付費系統(tǒng)容易自動開閥過快，造成的危險事故。

（2）閥門關(guān)閉，當(dāng)熱網(wǎng)監(jiān)控中心得知現(xiàn)場表內(nèi)費用不足時，可自動向熱用戶發(fā)出手機短信充值提醒，同時現(xiàn)場儀表發(fā)出蜂鳴報警聲。若用戶仍不充值，表內(nèi)余額為零時，系統(tǒng)表閥自動關(guān)閉，停止供熱。

4 惡意破壞系統(tǒng)的應(yīng)付策略

（1）有非操作人員打開計量控制柜，系統(tǒng)上報防入侵報警。

（2）非法密碼侵入，系統(tǒng)記錄非法侵入時間和侵入次數(shù)，并上傳報警。

（3）現(xiàn)場220V或380V市電斷電加后備蓄電池自動供電方式，并上傳斷電報警。

（4）信號通路斷線/短路，啟動應(yīng)急計量補償機制，顯示應(yīng)急補償狀態(tài)，上傳故障狀態(tài)報警。

5 智能調(diào)控和管理

蒸汽計量IC卡預(yù)付費控制系統(tǒng)并入遠(yuǎn)程蒸汽數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可以為用戶提升一系列熱網(wǎng)管理手段：

實現(xiàn)現(xiàn)場蒸汽參數(shù)的查看、匯總、分析功能；能單獨顯示用戶子站的全測量參數(shù)及設(shè)置參數(shù)；自動生成各熱用戶的瞬時流量、溫度、壓力、累計流量、頻率或差壓的并行歷史曲線，并可查詢?nèi)我庥脩簟⑷我鈪?shù)、任意時段的歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)和曲線應(yīng)便于轉(zhuǎn)存和打印。

熱平衡分析和熱網(wǎng)平衡，根據(jù)供熱參數(shù)和用戶用能參數(shù)對比，形成綜合的供熱調(diào)節(jié)方案，可以根據(jù)閥門控制權(quán)限，對用汽熱負(fù)荷進(jìn)行遠(yuǎn)程的調(diào)試和調(diào)節(jié)，起到供熱用戶網(wǎng)絡(luò)的平衡的節(jié)能目標(biāo)。

6 結(jié)束語

蒸汽計量IC卡預(yù)付費控制系統(tǒng)，首先是一套能夠滿足計量需求的流量計產(chǎn)品；其次是一套具備控制功能的預(yù)付費管理系統(tǒng)；第三、滿足安全用氣的潛在關(guān)注點；第四、滿足防盜、斷電以及惡意破壞的管理需求；第五、結(jié)合能管系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用汽調(diào)控的諸多管理需求。該系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠緩解蒸汽部門因先用汽后付費所帶來的資金緊張，不僅可以提高蒸汽供應(yīng)管理部門的工作效率，并在技術(shù)上，為節(jié)省蒸汽，合理的利用蒸汽創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)

[1]何賓.8051片上可編程性能原理及應(yīng)用[M].北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[2]紀(jì)綱.流量測量儀表應(yīng)用技巧[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3]馬明，楊志勇，供熱首站供熱調(diào)節(jié)設(shè)計特點探討[M].新疆電力，2005（03）.

作者單位

石家莊奧森自動化儀表有限公司 河北省石家莊市 050081