供熱管網(wǎng)監(jiān)控上的GPRS無線傳輸

隨著社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種管網(wǎng)（熱、水、電、油、煤氣等）越來越多，管網(wǎng)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和及時(shí)傳輸是管網(wǎng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的保證，要求計(jì)算機(jī)管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)必須能夠在較低費(fèi)用的前提下提供及時(shí)、準(zhǔn)確的信息。然而，在使用的過程中，傳統(tǒng)有線、無線的管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的不足之處逐漸凸現(xiàn)出來。采用電話線傳輸數(shù)據(jù)，不能保證實(shí)時(shí)性；采用無線電臺，解決誤碼率和波特率的矛盾尤其抗干擾是一個(gè)令人頭疼的問題；采用專線電路，不可能對所有大面積分散的數(shù)據(jù)采集子站進(jìn)行專線鋪設(shè)，更不能承擔(dān)高昂的運(yùn)行費(fèi)用。

針對這些問題，通過采用成熟的GPRS/CDMA無線終端為遠(yuǎn)程數(shù)傳模塊，依托穩(wěn)定、可靠的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，在保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)、準(zhǔn)確的前提下，將管網(wǎng)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用也降低到了最低；同時(shí)通信鏈路是由專業(yè)的運(yùn)營商來維護(hù)，這就避免了用戶在使用監(jiān)控系統(tǒng)的同時(shí)，還需要耗費(fèi)很大精力去維護(hù)通信線路等問題；節(jié)約了用戶的初期建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

二、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由中心站和監(jiān)測站組成，主站負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理，監(jiān)測站采用RTU模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲、控制及上傳。

監(jiān)測站利用RTU模塊對換熱站的溫度、壓力、流量、水泵的電流、溫度、啟停狀態(tài)等信號進(jìn)行采集及處理，數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到中心站，同時(shí)接受中心站傳來的命令對換熱站水泵、調(diào)節(jié)閥等進(jìn)行控制。該系統(tǒng)可以對換熱站進(jìn)行實(shí)時(shí)自動監(jiān)控，操作人員在主站可以看到各換熱站的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并對換熱站進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)換熱站無人值守。

主站采用PC計(jì)算機(jī)，連接互聯(lián)網(wǎng)或無線專網(wǎng)，主站向從站發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收從站發(fā)來的數(shù)據(jù)。主站接收從站傳來的各自信號，處理后顯示輸出，如果有異常情況發(fā)生，可進(jìn)行聲音報(bào)警，提醒操作人員采取措施，防止事故發(fā)生。系統(tǒng)有在線組態(tài)功能，根據(jù)整個(gè)熱力系統(tǒng)的狀況，自動對各從機(jī)在線組態(tài)，控制整個(gè)系統(tǒng)自動運(yùn)行。主機(jī)可自動生成各種報(bào)表，并設(shè)有值班檢查功能及定時(shí)打印、隨機(jī)打印功能，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)熱力系統(tǒng)自動化管理。

2.1監(jiān)測站

每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)需要安裝一個(gè)監(jiān)測箱，監(jiān)測箱要求合乎IPC55防護(hù)等級要求。在監(jiān)測箱內(nèi)安裝1臺或者多臺STC-1、STC-2微型RTU，采用24V供電。箱內(nèi)配一個(gè)220V/24VD或者12V的開關(guān)電源，給RTU和電臺、變送器供電。

溫度變送器選用PT100的溫度變送器，輸入為3線制，輸出為2線制。

壓力變送器選用2線制的設(shè)備，由24V供電。

流量計(jì)可以選用電磁流量計(jì)或者渦輪流量計(jì)，輸出可以是4～20mA或者是頻率信號。頻率信號可以接STC-1的開關(guān)量輸入，可以計(jì)算單位時(shí)間流量，還可以計(jì)算總流量。

STC-1的繼電器輸出可以控制閥門，應(yīng)用非常方便。

對于熱力泵，供水泵，STC-2可以監(jiān)控其工作電壓電流，出口溫度，出口壓力，流量計(jì)頻率信號可以接STC-2的開關(guān)量輸入，可以計(jì)算單位時(shí)間流量，還可以計(jì)算總流量。STC-2需要安裝三個(gè)電流互感器。

2.2監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)接入方式

2.2.1專線接入

接入成本和費(fèi)用較高，接入的專線或光纜費(fèi)用較高，另外用戶需要支付專線的月使用費(fèi)。

2.2.2 ADSL撥號連接（動態(tài)公網(wǎng)IP地址）

2.2.3 通過固定公網(wǎng)IP連接

2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式

2.3.1永遠(yuǎn)在線模式

2.3.2定時(shí)傳輸模式

2.3.3中心呼叫模式（輪巡方式）

2.3.4數(shù)據(jù)觸發(fā)模式

2.4 GPRS DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊（H7710 GPRS/CDMA DTU）

主要功能：支持PPP協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、UDP/IP協(xié)議

透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換

支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)

SIM卡特殊功能配置

短消息數(shù)據(jù)備用通道（選項(xiàng)）

通過Xmodem協(xié)議進(jìn)行軟件升級

支持空中軟件升級和遠(yuǎn)程維護(hù)（選項(xiàng)）

自動檢測網(wǎng)絡(luò)連接狀況

斷線自動連接、設(shè)備自診斷、自恢復(fù)

抗干擾設(shè)計(jì)，適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求

防潮設(shè)計(jì)，適合室外應(yīng)用

三、 監(jiān)控中心ＭＣ系統(tǒng)軟件

監(jiān)控中心監(jiān)測軟件采用通用編程工具開發(fā)，具有靈活性好、針對性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以對采集來的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、保存、入庫，制作輸出報(bào)表、繪出各種曲線，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)測及自動化管理功能。界面友好、操作簡單方便，真正實(shí)現(xiàn)了高效率和辦公自動化。可同時(shí)兼容多個(gè)二次儀表廠家的通信協(xié)議，也可根據(jù)用戶的要求增加用戶自己的通信協(xié)議。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫使網(wǎng)絡(luò)化管理變得簡單易行。對于傳輸過程中通訊協(xié)議可以調(diào)用集智達(dá)的動態(tài)庫。

3.1監(jiān)控中心MC的TCP/UDP通訊功能（略）

3.2ＭＣ轉(zhuǎn)發(fā)本地串口通迅功能（支持實(shí)際串口和虛擬串口）（略）

四、 總結(jié)

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對于熱力公司提高供熱效率、降低運(yùn)行成本，同時(shí)可以減少各熱力站的長期值守人員，極大的降低管理費(fèi)用具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。