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熱量表遠程抄表系統
【简介】一個區域供熱網包含有幾十個到上百個換熱站。為了使熱網盡可能地在最佳工況下穩定運行,熱量表遠程抄表系統需要將各換熱站的運行數據傳送給調度中心,以便調度人員隨時了解各換熱站的工作狀況和有關信息,實現全網的熱能統一調配。

摘要:本文提出了一種基于GPRS 的熱量表遠程抄表系統設計原理和實現方案,簡要介紹了GPRS 技術的基本知識,描述了GPRS 無線傳輸應用于熱力數據傳輸的實現方法。通過實際應用,獲得了理想的效果。
關鍵詞:GPRS;以太網;熱力;熱網;熱量表;遠程;抄表系統;

一、背景介紹

我國北方地區冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個城市有幾個區域供熱網,一個區域供熱網包含有幾十個到上百個換熱站。為了使熱網盡可能地在最佳工況下穩定運行,熱量表遠程抄表系統需要將各換熱站的運行數據傳送給調度中心,以便調度人員隨時了解各換熱站的工作狀況和有關信息,實現全網的熱能統一調配。

二、同類方案對比

熱網的特點是點多面廣,距離較遠,現場情況千差萬別。不同的遠程抄表方式的區別主要在于使用網絡不同,由此派生出來多種遠程抄表方案,如:電話線抄表、數傳電臺抄表、無線GPRS抄表和以太網(寬帶抄表)它們各有所長,在熱量表行業主要應用的方式為GPRS和以太網抄表兩種尤其是GPRS抄表方式對于現場條件要求比較低在業內被大范圍使用。
如下表所示:

 

  數傳電臺方案 電話線撥號方案 以太網方案 GPRS方案
對現場資源的要求 需要人工巡查維護 易于安裝 需靠近接口箱/集中器箱處有網線接口施工會增加難度 GPRS無線網絡覆蓋的地方就可以上網
發起連接的個數 可同時向多個數據服務器發起連接 只能向一個數據服務器發起連接不利于多地點抄表 只能向一個數據服務器發起連接不利于多地點抄表 可同時向多達5個數據服務器發起連接
費用 需要向無線電管委會申請專用頻點(費用高) 費用低 走有線寬帶費用一般較高,同時需要繳納網絡使費(一個接入點的費用類似家庭上網的費用) 正常使用每月5元30M流量足夠 每臺接口設備年所需費用60元
信號穩定性 易受風雨雷電的影響 速度不穩定 穩定性高 會受到無線信號強弱的影響

針對上述三種通信方式存在的不足,本文采用GPRS無線通信方式予以解決。GPRS是在現有GSM系統上發展的一種新的承載業務,目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業務?,F有的基站子系統(BSS)可以提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網絡具有如下特點:實時在線、按流量計費、高速傳輸、組網簡單靈活、維護便捷、使用安全。因此,使用GPRS熱量表遠程抄表系統,可以充分彌補現有通信方式的不足。綜合而言,GPRS遠程抄表方案的適用性比其他方案更強一些,從目前全國的熱量表抄表的占有率來說GPRS遠程抄表要高出很多,我們建議使用GPRS遠程抄表方案。

三、本方案優勢

1、建設周期短,成本低:
GPRS無線網絡可為遠程抄表系統提供了簡單有效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業務平臺上構建熱力監控系統,實現熱能數據的無線數據傳輸具有可充分利用現有網絡,縮短建設周期,降低建設成本的優點,而且設備安裝方便、維護簡單。
2、實時性強:
由于GPRS具有實時在線特性,系統無時延,無需輪巡就可以同步接收、處理所有數據采集點的數據??珊芎玫臐M足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。
3、可對熱量表進行遠程控制:
通過GPRS雙向通訊方式還可實現對熱力設備進行遠程控制,進行參數調整、開關等控制作用。
4、系統的傳輸容量大:
熱力數據中心要和每一個熱量表數據采集點保持實時連接。由于熱量表采集點數量眾多,系統要求能滿足突發性數據傳輸的需要,而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要。
5、數據傳送速率高:
每個熱量表數據采集點每次數據傳輸量在10Kbps之內。GPRS網絡傳送速率理論上可達171.2kbit/s,目前GPRS實際數據傳輸速率在40Kbps左右,能滿足本系統數據傳輸速率(≥10Kbps)的需求。
6、通信費用低:采用包月計費方式,運營成本低。
7、系統易于擴展和維護。
由于GPRS通信是基于IP地址的數據分組通信網絡,因此監測中心計算機需要一個固定的IP地址或固定的域名,各個熱力數據采集點采用GPRS模塊通過IP地址或域名來訪問該主機,從而進行數據通信。  

四、系統組成

遠程抄表系統主要由:遠傳表具、集中器(采集器)、網絡、管理中心等四部分組成。
1、現場熱量表實時采集熱網運行數據,對數據進行處理、分析,根據分析結果進行調節。
2、響應GPRS通訊終端的數據發送請求,將采集處理后的數據上傳給通訊終端。通訊終端將數據打成IP包,通過GPRS網絡,經Internet發送至管理中心。
3、管理中心軟件將IP包解包,還原數據,并根據熱網總體運行情況實現遠程監控。

 
(圖)熱量表抄表系統示意圖

 

管理中心的主要功能是:接收各熱量表通訊終端發來的數據,并對數據進行分析處理;保存各終端的動態IP地址,監視各終端的狀態;維護熱網數據庫,提供用戶數據查詢、打印報表;實現調度與遠程控制等。
這些主要功能由軟件實現。軟件設計主要包括6個相對獨立的功能模塊:實時監測模塊、數據分析模塊、數據庫管理模塊、遠程控制模塊、參數設置模塊、自動上傳報警信號處理模塊。

五、總結

城市集中供熱行業中,利用計算機技術監控熱網的運行可實現能源的充分利用,減小環境污染。利用GPRS網絡傳輸數據可靠性高,在建設成本和維護成本上都有很大的優勢,對于供熱企業提高工作效率和生產管理水平、保證供熱質量和熱網的安全穩定運行具有重大的現實意義和廣泛的應用價值。隨著GPRS網絡的完善和費用的進一步降低,基于GPRS網絡的熱網遠程監控系統將得到更廣泛的應用。

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