倚天GPRS產品在小區供熱中的應用

分類：解決方案日期：2009-07-28 08:00:50 來源：廠商

一、引言
　　我國現行的熱力站運行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優越性的充分發揮。主要反映在：缺少全面的參數測量手段，無法對運行工況進行系統的分析判斷；系統運行工況失調難以消除，造成用戶冷熱不均；供熱參數未能在最佳工況下運行，供熱量與需熱量不匹配；運行數據不全，難以實現量化管理。
　　搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術水平。一是要提高供熱系統的自動化控制水平，另一點就是要提高供熱行業的管理水平。供熱工程中的自動控制對于保證供熱系統優質供熱、安全運行、經濟節能、環境保護具有十分重要的作用。
　　
　　二、組成結構
　　

　　三、主要技術原理：
　　1．GPRS數據通信技術概述
GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現有GSM系統上發展出來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。GPRS采用與GSM同樣的無線調制標準、同樣的頻帶、同樣的突發結構、同樣的跳頻規則以及同樣的TDMA幀結構，這種新的分組數據信道與當前的電路交換的話音業務信道極其相似。因此，現有的基站子系統(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS覆蓋。GPRS允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，而不需要利用電路交換模式的網絡資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數據業務。特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。GPRS理論帶寬可達171.2Kbit/s，實際應用帶寬大約在40~100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數據傳輸等應用。GPRS是一種新的移動數據通信業務，在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP或X.25服務。GPRS采用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數據傳輸速率高達160Kbps。使用GPRS技術實現數據分組發送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務成本。
ETPro-211Ai產品介紹
ETPro-211Ai是一款內嵌TCP/IP協議的GPRS Modem，它分為IP模塊和GPRS模塊兩部分。GPRS模塊采用工業級的SIEMENS MC35i，兼容MC35i的所有AT命令集；IP模塊內嵌TCP/IP協議棧；軟件接口為AT+I命令集，兩個模塊相對獨立，但所有的標準AT命令均通過IP模塊透明方式傳給GPRS模塊。
ETPro-211Ai通常適用于HOST主機沒有TCP/IP協議棧，使用串口通訊的情況。例如單片機數據采集傳輸系統。
具有以下特點：
Ø 高度集成GPRS和TCP/IP技術，將互連網和無線網絡有機的結合起來
Ø 支持多種TCP/IP協議，TCP，UDP，DNS，PPP，POP3，SMTP，HTTP，TELNET，FTP，DHCP，WAP，RAS等.
Ø 完全透明傳輸模式，可完全取代數傳電臺，最大限度減少系統更新的投入
Ø 支持基于DNS協議的動態IP解析功能，可節省租用固定IP的資金
Ø 可實現點對點，點對多點等靈活的組網方式
Ø 基于WEB SERVER，WAP和短信息的遠程維護功能，可用IE瀏覽器和手機對產品進行參數設定，軟件升級，遠程復位
Ø 支持ALWAYS ONLINE（永遠在線）模式，斷線重撥和基于PING模式的心跳功能，保持鏈路暢通
Ø 透明模式下的短連接功能，鏈路的定時自動釋放和自動重連，適合金融系統的無線POS等不需長連接的應用，節省費用
Ø 多種注冊方式，建立鏈路后可將終端的IP地址，和ID號等信息通過EMAIL和SOCKET及URL等方式反饋
Ø 獨立于的數據端口和命令端口，可接受遠程AT命令
Ø GSM通道的備份功能，在GPRS信號發生干擾時通過RAS通道進行遠程升級，參數設定和復位
Ø 網絡授時功能，可通過網絡時間服務器獲取標準時間
Ø 標準RS232/485接口，同類產品中體積最小，適合嵌入式集成
Ø 4.5~25V，700mA供電，具有節能模式，適合移動設備使用
Ø 內部看門狗WATCHDOG，隨時監控運行狀態，保證產品穩定可靠的運行

新特性
ETPro-211Ai 除了完全兼容4.0版本的全部功能和AT指令集外,還有以下新的特性：
Ø 引腳由變成30pin雙列直插。
Ø 輸入電壓范圍變成4.5v-25v 500mA。
Ø 輸出按用戶要求出廠預設。
Ø 增加定時復位使能端。三段定時（2、4、8時間）復位功能，也可以取消定時復位功能。
Ø 增加電話遠程復位功能。當電話振鈴6聲時，系統自動復位。
Ø 復位引腳外引，并做特殊處理。復位更徹底，更有效，也理利于客戶現場使用。
Ø 更加穩定的電源系統。
Ø SIM卡接口引腳外引。
Ø DC 4.2V高穩定電壓輸出。
Ø 與老版本兼容。
為便于調試和安裝，ETPro-211Ai配制了接口轉接板，并將相應的接口和電源轉換成標準形式。建議在初始調試過程中使用接口轉接板，在實際系統中兩種都可使用。
進行這類系統調試的時候,請遵循以下步驟進行測試：
Ø 使用“超級終端”作為HOST主機與ETPro-211Ai相連，進行測試。
Ø 使用用戶自己的單片機系統與ETPro-211Ai相連，進行測試。
　　常見的組網結構如下：
　　
　
　　2．力控組態軟件：
　　* 強大的Web功能和Internet/Intranet瀏覽器技術，直接支持多文檔。WWW功能全部用VC++實現，因此當在Internet上遠程訪問監控畫面時，具有更好的實時性。同時易于使用ASP等快速開發工具構建B/S系統結構，并可以直接訪問單窗口。
　　* 國內領先的網絡體系構架，支持B/S和C/S訪問方式，支持多層次網絡冗余及故障切換。提供多重冗余結構，支持IO設備冗余、網絡冗余、數據庫冗余等；
　　* 率先通過國內各主流的GPRS DTU產品實現與控制設備如PLC、儀表和模塊等通過移動網絡進行互連；
　　* 可同時連接多個不同廠家的GPRS終端與控制設備進行遠程通訊；
　　* 通過GSM手機短信報警管理系統方便管理報警信息；
　　* 適用于各種管網（如熱、水、電、油、煤氣等）、礦山、水文、交通、環保等系統進行遠程監控
　　
　

　　四、系統功能詳解
　　數據采集和處理功能
　　通過無線方式（ETPro-211Ai）把各個換熱站的運行數據采集到調度站，在調度站上進行顯示，運算，處理。
　　畫面顯示功能
　　主畫面顯示整個主網的干線動態工藝流程圖，流程圖上標有各個換熱站的實際位置，并顯示換熱站的主要參數。換熱站傳輸上來的數據也可以表格或者棒圖的方式進行顯示。在主畫面通過按鈕可以切換到任一個換熱站，查看換熱站的詳細信息。
　
　
　　設備報警功能
　　當換熱站的設備出現運行故障時，自動把故障信息傳輸到調度站，及時提醒操作人員。
　　CRT屏幕顯示故障區域流程圖,事故設備圖形變色。報警窗口會彈出報警信息，報告報警種類，時間，報警值，是否恢復等信息。報警系統發出聲音報告事故情況。
　　　　通訊自診斷功能
　　在畫面上顯示通訊站號，通訊速率，通訊口信息，當和某一換熱站通訊出現故障時，畫面上會出現信息提示。
　　　　管理功能
　　通過內部運算，可以運算出換熱效率，一二次網失水率，熱量平衡關系。
　　　　歷史數據查詢
　　總調度站把各個換熱站傳輸上來的數據存入歷史數據庫，可以通過查詢歷史數據曲線查詢某一段時間的運行數據。
　　

　　報表打印功能
　　按換熱站把數據進行歸納，分類。調度站的打印機可以把這些數據進行輸出，形成日報表，月報表，實時報表。
　　　　生產調度功能
調度站的值班人員可以根據換熱站的實際運行狀況給操作人員下達調度指令。

　　　　五、系統控制原理
　　1．數據中心：
　　數據中心采用ADSL方式與INTELNET公網連接，采用公網固定IP或域名。此種方案需要先在INTERNET運營商申請ADSL等寬帶業務。其中，數據中心采用公網固定IP的方式，監控點直接向中心發起連接，運行相對可靠、穩定。
　　計算機監控系統的基本結構如主圖所示。系統中的測量傳感器（溫度，壓力，液位，流量等）對被控對象進行檢測，把被控量轉變成統一的電信號，經模/數轉換器轉變成數字信號送入過程控制器（工控機或PLC）內。計算機將此測量值與給定值進行比較，按一定的控制算法，產生控制指令，經數/模轉換器將數字信號轉換成電信號，通過執行機構控制被控對象，達到預期的控制目標。換熱站的數據通過GPRS DTU與數據中心調度站交換數據。
　　計算機監控系統作為監督、管理系統，它除了實現現場參數的顯示、記錄、打印和報警功能外，還可以對供水溫度進行最優化計算，用來指揮直接控制系統，以此去自動調整給定值，從而使供熱過程處于最優狀態。
　　2．換熱站：
　　各換熱站通過PLC控制器對站內供熱運行的溫度、壓力、流量、熱量等參數的檢測，直接將數據通過ETPro-211Ai發送到數據中心的力控軟件中；數據中心將收到的數據處理后保存，將處理結果用控制指令發送到各換熱站，真正達到了無人職守。
　　

　　在所有的自控系統中，有線網絡是最常用的網絡，但對于熱網系統來說，由于多在市區內，而且距離較遠，敷設通訊電纜非常困難，一般較少采用。
　　
　　六、總結
　　1．提高了采暖收費工作的工作效率及準確度，保證收費工作高效、穩定運行
　　2．提高了工程設計水平及技術檔案管理水平，公司熱力設施的基礎數據全部使用地理信息系統進行管理，使得公司所有的技術人員都可以在辦公網絡上查詢到公司熱力設施的基礎數據，方便了供熱運行。
　　

　　3．提高熱網運行調度水平，提高供熱服務質量，熱網投入自動運行后，換熱站二級管網的供回水溫度始終在規定的范圍內運行，同時熱網自動運行可以快速跟蹤室外溫度的變化，當室外溫度出現大的變化時，二級管網供回水溫度同時也跟著變化，保證采暖用戶的室內溫度始終比較均衡，避免了熱網溫度滯后現象，大大提高了供熱服務質量，同時在白天室外氣溫較高時減少了供熱量，這樣就可以節約大量的熱量和電量，減少了熱網運行成本。
　　4．遠程訪問，遠程控制。如主圖所示，供熱公司的調度者，通過登陸Internet（無線或有線），進入數據中心的力控服務器。獲得權限以后，可以隨時調節熱網運行參數，在節假日可以人為提高供熱運行參數，保證了用戶室內溫度，得到了用戶的好評，為熱力公司樹立了良好的企業形象