一、背景介紹
我國北方地區(qū)冬季供暖普遍采用集中供熱方式。通常一個城市有幾個區(qū)域供熱網,一個區(qū)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(wěn)定運行,熱量表遠程抄表系統(tǒng)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(tǒng)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(qū)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(yè)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(yè)內被大范圍使用。
如下表所示:
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(tǒng)上發(fā)展的一種新的承載業(yè)務,目的是為GSM用戶提供分組形式的數據業(yè)務。現有的基站子系統(tǒng)(BSS)可以提供全面的GPRS覆蓋。GPRS網絡具有如下特點:永遠在線、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(tǒng),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,我們推薦使用GPRS遠程抄表方案。
三、本方案優(yōu)勢
1、建設周期短,成本低:
GPRS無線網絡可為遠程抄表系統(tǒng)提供了簡單高效的通信傳輸手段。中國移動GPRS系統(tǒng)可提供廣域的無線IP連接。在移動通信公司的GPRS業(yè)務平臺上構建熱力監(jiān)控系統(tǒng),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(yōu)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)要求能滿足突發(fā)性數據傳輸的需要,而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發(fā)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,完全能滿足本系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān)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(tǒng)組成
遠程抄表系統(tǒng)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(jié)。
2、響應GPRS通訊終端的數據發(fā)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(fā)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(jiān)控。
?。▓D)熱量表抄表系統(tǒng)示意圖
管理中心的主要功能是:接收各熱量表通訊終端發(fā)來的數據,并對數據進行分析處理;保存各終端的動態(tài)IP地址,監(jiān)視各終端的狀態(tài);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(jiān)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(yè)中,利用計算機技術監(jiān)控熱網的運行可實現能源的充分利用,減小環(huán)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(yōu)勢,對于供熱企業(yè)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(wěn)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(jiān)控系統(tǒng)將得到更廣泛的應用。