前言
按照新一輪城市建設和經(jīng)濟發(fā)展規劃,城市建設和經(jīng)濟發(fā)展對優(yōu)化城市能源結構提出了更高的要求。而推行熱電聯(lián)產(chǎn)、城市集中供熱,是解決城市能源結構和環(huán)境污染問(wèn)題的有效措施,充分體現節約能源、保護環(huán)境,提高能源利用效率、企業(yè)經(jīng)濟效益和社會(huì )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(yè)的經(jīng)濟效益和社會(huì )環(huán)境效益,給熱電企業(yè)的發(fā)展創(chuàng )造了更加廣闊的前景。
隨著(zhù)熱用戶(hù)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(gè)熱網(wǎng)管道,熱用戶(hù)計量進(jìn)行管理呢?利用遠程監測,對整個(gè)熱網(wǎng)管道,儀表進(jìn)行跟蹤監控,不僅可以全面掌握整個(gè)熱網(wǎng)管線(xiàn)供熱狀態(tài),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(shí)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(wǎng)的現代化管理水平。
(一)遠程熱網(wǎng)監測網(wǎng)絡(luò )概況
圖一 遠程熱網(wǎng)監測網(wǎng)絡(luò )
熱網(wǎng)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?huà)旖釉谟脩?hù)的計算機局域網(wǎng)上實(shí)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(hù)的有關(guān)數據進(jìn)行整理,換算后,存入實(shí)時(shí)數據庫,以供操作人員隨時(shí)查用,并通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽方式提供給公司決策部門(mén)及其他用戶(hù)。
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(hù)的現場(chǎng)數據(如:溫度、壓力、瞬時(shí)流量、累積流量、供電狀態(tài)等)并通過(guò)數傳設備和監控中心交換信息。
熱網(wǎng)監測系統的通信方式按通信媒介可分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)2大類(lèi),按通信網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型可以分為公網(wǎng)和專(zhuān)網(wǎng)2大類(lèi),比如:最常用的無(wú)線(xiàn)數傳電臺屬于無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng),485通信屬于有線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng),有線(xiàn)MODEM屬于有線(xiàn)公網(wǎng),GSM/GPRS屬于無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)。
(二)多種數據傳輸的比較
目前遠程熱網(wǎng)監測網(wǎng)絡(luò )在數據傳輸方面主要是通過(guò)485總線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)數傳電臺以及GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò )這么幾種通信方式對前端RTU進(jìn)行監控以及數據采集。這3種數據通信方式的特點(diǎn)如表一所示。
從上表我們不難看出這幾種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)!而用于熱網(wǎng)監控上,哪種方式更為優(yōu)越呢!
1.由于熱網(wǎng)管道以及供熱的條件限制,一般說(shuō)來(lái)熱用戶(hù)都分布在熱電廠(chǎng)方圓5公里以?xún)鹊模?/FONT>
有線(xiàn)485通信組網(wǎng)方式由于其自身條件與環(huán)境的限制,遠遠達不到理想中的要求!而在無(wú)線(xiàn)通信組網(wǎng)上,則無(wú)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(wú)線(xiàn)數傳設備完全足夠;
2.實(shí)時(shí)性:以上這三種傳輸方式,其中GPRS數據的整個(gè)傳送都依托于電信營(yíng)業(yè)商,而近年來(lái)隨著(zhù)GPRS的發(fā)展,以及GPRS概念的熱炒,許多熱電公司也都樂(lè )于采用這一新興的技術(shù),但在使用過(guò)程中,卻發(fā)現節假日期間由于網(wǎng)絡(luò )資源貧乏,通常造成信息堵塞,從而長(cháng)時(shí)間不能接收到數據,失去了數據實(shí)時(shí)監測的意義;而無(wú)線(xiàn)數傳電臺,所用頻率是該地區專(zhuān)屬頻率,專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用,保證了數據的實(shí)時(shí)性,可靠性;
3.使用費用:GPRS等基于公網(wǎng)的通信方式,每年每月的通信運行費用一筆不小的開(kāi)銷(xiāo),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(wú)線(xiàn)數傳網(wǎng)絡(luò ),從長(cháng)遠看來(lái)卻為用戶(hù)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(wǎng)監測系統上選用無(wú)線(xiàn)數傳電臺作為數據傳輸方式,無(wú)論是從性能上還是費用上都占有較大的優(yōu)勢。
(三)數據終端以及數據傳輸網(wǎng)絡(luò )構成(組網(wǎng)方式)
根據現場(chǎng)實(shí)際情況,建立有、無(wú)線(xiàn)組合的數據通信網(wǎng),對數據實(shí)時(shí)采集、傳輸!無(wú)線(xiàn)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(chǎn)品進(jìn)行通信;有線(xiàn)則采用專(zhuān)線(xiàn)485數據通信。
1.采用大功率的無(wú)線(xiàn)數傳電臺直接與監控站通信
數據傳輸網(wǎng)絡(luò )在熱用戶(hù)離熱電廠(chǎng)監測站遠距離或通信環(huán)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(wú)線(xiàn)數傳電臺直接與監控站通信
數據傳輸網(wǎng)絡(luò )在熱用戶(hù)離熱電廠(chǎng)監測站較近距離而通信環(huán)境較好的情況下,前端RTU采用ZH240-05數傳電臺。實(shí)際上許多熱電廠(chǎng)的熱用戶(hù)都分布在方圓1至2兩公里以?xún)?,通信環(huán)境也非常好,這時(shí)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(shí)時(shí)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(wú)線(xiàn)數傳電臺通過(guò)大功率數傳電臺中轉與監控站通信
在我們實(shí)施眾多的熱網(wǎng)工程中,許多熱電廠(chǎng)的熱用戶(hù)分布都較為集中,許多幾個(gè)熱用戶(hù)間相距不過(guò)300米,但如果用專(zhuān)線(xiàn)485通信,相比距離就太遠,而稍微近的卻又少不了鋪線(xiàn)的困難。為了降低數據傳輸網(wǎng)的成本,前端RTU則采用ZH640-433微功率電臺通信,這樣幾個(gè)鄰近的熱用戶(hù)分別采用ZH640-433微功率電臺通過(guò)附近一臺ZH240-5數傳電臺中轉與監測站通信(如圖四)。
圖四 無(wú)線(xiàn)混合型數據通信
4.采用485專(zhuān)線(xiàn)通過(guò)大功率數傳電臺與監控站通信
在多塊現場(chǎng)采集儀表之間的距離非常近的情況下,通過(guò)485專(zhuān)線(xiàn)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(xiàn)/無(wú)線(xiàn)混合型數
(四)軟件設計以及系統功能
系統主要采用力控工業(yè)組態(tài)平臺進(jìn)行開(kāi)發(fā),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(guān),簡(jiǎn)便并且靈活性強等特點(diǎn),主要功能有:
1.24小時(shí)在線(xiàn)運行,實(shí)時(shí)采集各熱用戶(hù)子站的溫度、壓力、流量和其他運行參數,實(shí)時(shí)監測每個(gè)采集計量?jì)x表的運行情況,而現場(chǎng)采集計量?jì)x表出現故障也可以在短時(shí)間內發(fā)現,并將故障時(shí)間紀錄備案,避免計量方面的損失;杜絕了用戶(hù)偷汽的想法;
2.顯示供熱管網(wǎng)地理信息(GIS);
3.進(jìn)行整個(gè)熱網(wǎng)數據的運行分析,具有強大的統計和數據庫查詢(xún)功能,可以查詢(xún)任意用戶(hù)任意時(shí)段內的用汽情況;實(shí)時(shí)有效的分析管線(xiàn)的管損情況;
4.對熱用戶(hù)端市電斷電、采集參數異常的情況,進(jìn)行報警,并記錄備查;
5.根據需要自動(dòng)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(xiàn)功能,可以直觀(guān)的反映出各個(gè)用戶(hù)的用汽情況;
7.網(wǎng)絡(luò )化設計,支持遠程訪(fǎng)問(wèn)功能;
8.支持模擬屏或投影儀顯示;
9.兼容不同的儀表
10.實(shí)時(shí)數據庫與關(guān)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(gè)系統性能的穩定可靠。實(shí)現了實(shí)時(shí)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(yǔ)
隨著(zhù)科技日新月異高速的發(fā)展,通信的手段、通信的方式也將越來(lái)越多,通信也將越來(lái)越多的應用到各行各業(yè)。而結合行業(yè)應用與各種的通信方式的特點(diǎn),選擇一種合適的通信方式來(lái)組建行業(yè)通信網(wǎng)絡(luò ),才是最主要的!這樣各種通信設施也才能更好地為社會(huì )公共服務(wù)行業(yè)文明與進(jìn)步做出貢獻。從而使網(wǎng)絡(luò )管理更為真實(shí),可靠!