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1、无线监测系统在热网工程中的应用无线监测系统在热网工程中的应用摘要：本文针对传统热网管理中存在的难题，介绍了一种先进的热网无线监测计量管理 系统。同时结合实例，对其运行的安全性和经济性进行了评估。关键词：无线监测系统、热网计量管理、节能1、前言城市集中供热不仅可以提高热能的利用效率，节约大量的能源，而且可以减少分散小锅炉的废气排放，改善城市环境。随着城市建设生态化的要求，城市集中供热的迅猛发展，管理部门投入的人力和物力日益剧增。每天都必须派人、派车外出巡回检查、抄表和维护，以保证集中供热系统的正常运行。由于缺乏先进的管理手段，不仅运行成本高，而且难以及时发现故障。由此造成的后果就是与热用户之间的
2、纠纷多，管损高，进而影响到汽费的结算，日常管理工作量非常大，而效率却非常低。提高热网管理水平就成了一个越来越迫切的问题。随着科技的进步，电子网络的应用也越来越广泛，从而促进了热网管理工作由传统的机械化、分散化的管理模式向电子化、网络化的管理模式发展。其中热网无线微机监测与计量管理系统就是一具体实例。它不仅实现了热网计量的准确性、系统监控的实时性，而且能在热网设施或计量仪表出现故障时，及时获知并组织抢修，极大地提高了工作效率，服务质量，从而降低了运行成本，提高经济效益。本报告将结合盐城热力联合公司热网无线监测与计量管理系统的实际改造过程，对系统作一简单介绍讲解。2 、系统组成原理：热网计量数据采
3、集系统由就地流量测量系统、智能流量计、通讯网络、从站通讯控制器、主站通讯控制器、上位机计量系统和人机接口组成；易于组态、编程，使用和扩展，可满足大于 200 个热用户的远程计量要求。盐城热力联合公司采用节流孔板差压式流量测量装置，蒸汽在管道中流通，在安装于管道上的节流装置处产生与流量大小成一定关系的差压信号，由公式 Qm=Ad 2(p)式中： - 流量系数 - 流束膨胀系数Ad - 节流无件通流面积 - 节流件上游侧的流体体密度p - 差压值 可知：此差压信号通过差压变送器将其转换成标准的 420MA.DC 电流信号，压力信号和温度信号作为修正流体的密度 ，进入流量积算仪进行运算,从而显示蒸汽
4、流量的大小,并将其进行累计，实现蒸汽结算的精确计量。流量积算仪将测量的瞬时流量、累计热量、瞬时热量、累计热量、压力和温度，以及仪表的停、来电时间等，与终端的从站通讯控制器之间的通讯，是利用国际标准的 MODBUS 工业标准通信协议，将以上的测量信号转换成 BCD 码，先送入到从站通讯控制器存储，然后通过从站通讯控制器里的数据传输电台，利用无线的方式，同样利用国际标准的 MODBUS 工业标准通信协议，将这些数据发送到热网调度中心的主站通讯控制器，主站通讯控制器将以上接收到的数据，还是利用国际标准的 MODBUS 工业标准通信协议，送入了热网服务器，进行数据的汇总以及数据处理，并自动形成报表以及
5、报警信息，如热用户端子站的流量表计断电时，上位机应能立即接受到相关报警讯号，并记录断电开始、恢复时间、断电次数，调度端通过无线方式遥测各热用户端的数据并进行分析、计算、存储和查询显示，使调度人员能及时、准确了解热网的运行情况，进行数据处理。同时，监测系统采用优化组合的报警方案，可以及时发现故障，及时报警，从而提高了供热系统的安全性和可靠性。具体组成见（图 1）图1 热网无线监测系统组成原理框图热网无线智能调度端以 MCDS 全中文工控软件为设计平台，进行热网系统的功能开发，采用无线传输方式，主站电台覆盖半径 10 公里（充分考虑市区屏蔽作用） ，选用 200M 300M 短波数传电台。电台稳定
6、可靠、长期工作无漂移、抗干扰性强、防雷击。每个子站周期采样成功率为 100%。 3 、系统的主要功能： 31 实时监测各热用户端的温度、压力、流量和累积流量等数据：311 根据采集的数据计算实时管损率或售热率。312 分别按质量管损和热量管损计算日、月、年绝对管损值及管损率。313 通过定义时间段计算某时间段内，各用户、热网出口的累积流量、累积热损和管损。314 可按年、月、日、小时及自定义时间段生成报表。315 可显示各用户的分时温度压力、流量、分时用汽量、密度、焓值的并行曲线图和分列曲线图；以及年、月、日、小时累积流量、累积热量的曲线图和棒图。316 完成各用户小流量、超流量的次数统计。3
7、17 完成各用户表计断电时间、恢复时间和断电次数记录。32 调度端可查询并打印各热用户任意时间的定时数据和统计数据：321 所有生成的报表、曲线图、棒图能随时以所见即所得的方式打印出来。大屏幕前置机UPS打印机后台机调 度 端 主 台温度信号压力信号流量信号子 站 终 端1子 站 终 端2子 站 终 端n温度信号压力信号流量信号温度信号压力信号流量信号局域网322 强大的表格功能，可以完全替代人工抄表和统计报表工作。323 能够及时发现管网热用户端的异常用热情况。33 短消息报警功能：331 设置短消息自动发送系统，各子站与主站的短消息报警及查询系统相连，将整个系统的异常情况（如现场停电等）通
8、过移动通信司公或联通公司的短消息及时发送到有关人员的手机上，实现 24 小时监控。短消息触发条件可以根据实际情况，可以方便地组态。332 能自动监测管网的各式各种异常情况并发出相应的语音或声响报警实时报警功能。333 热用户端子站的流量表断电时，上位机能立即接受到相关报警讯号，并记录断电开始、恢复时间、断电次数。334 仪表工作状态：有市电、无市电用汽单位名称用不同颜色表示。335 异常情况报警：通讯失败、超流量、无流量、超温、低温、超压、低压、24V 电源消失、温度短路或开路、UPS 备用电源异常及主、从站和仪表自诊断的一些故障时，自动发出报警信息。336 编制不同的事件代码，将异常事件实时
9、用中文显示出来。34 系统可根据要求对最小用汽量、超申报用汽量和管损分摊进行计算。35 系统扩展功能：系统最多可接入 250 个子站。在主站上位机上能方便地完成子站的添加、删除或修改。36 存储、查询功能：所有数据、报表、曲线图均能永久存储，所有存储起来的数据、报表、曲线图均能随时供使用者查询。37 通话功能：调度端可通过选呼任一用户端子站进行一对一通话；各用户端子站也可主动呼叫调度端进行一对一通话。38 网络功能：系统软件采用网络化设计，支持多种方式网络接口，通过厂 MIS 网可访问热网采集系统的各种信息。39 系统 GPS 卫星钟功能：主站设置 GPS 卫星钟校时系统，各子站与主站的 GP
10、S 卫星钟校时系统相连，实现主站和从站的统一定期校时，保证全系统时钟的准确性和稳定性。310 IC 卡预付费系统：设置 IC 卡预付费系统，各子站与 IC 卡预付费系统相连，设定 A、B 两级资信用户：A级用户可以随开随用，月底结帐；B 级用户为刷卡方式，预存汽款，实时结算，设定下限，低于下限时上位机计量系统自动输出远程控制命令，由从站通讯控制器自动关闭该用户进汽电磁阀。也可以通过手动方式来对所有用户现场的进汽电磁阀进行远程控制。4、工程实例：盐城热力联合公司于 2002 年初开始热网无线监测与计量管理系统的调研准备工作，先后考察了吴江盛泽热电厂等多家已使用该系统的厂家的运行情况，经过综合考虑
11、和自身实际情况，最后选用了南京科远控制工程有限公司的供热计量数据采集系统。根据盐城热力联合公司热用户的地理位置分布情况，绘制了整个热网系统的供热管线图（城中线、城中线、城中线、城西线、城北线、城东线、制药线、皮革线及四条备用线） ，实时显示现场仪表的各种工作状态、各热用户的温度、压力、瞬时热流量、累计热流量。显示方式多样，包括数字、棒图、曲线。整个热网的实时数据刷新时间不超过五分钟。同时可自动或手动生成热用户的用汽量日报表、月报表及年报表，自动生成热网系统总质量流量与各热用户质量流量之和的偏差曲线，热网系统总热量流量与各热用户热量流量之和的偏差曲线。同时系统还提供在任一时间段分析管线管损情况的
12、工具，计算日、月、年绝对管损值及管损率，根据整个热网的运行工况合理地分配网损。最后该系统还能通过通讯网络读取各热用户就地流量测量系统的各种参数及工作状态（如智能流量计中编程参数、停电及来电时间、各种流量累计方式的工作起始和结束时间） ，进行远程显示、诊断，对各热用户出现的异常情况进行远程维护。5、运行评估：自盐城热力联合公司采用了实时远程热网监控系统以来，由于数据的实时记录、红外线监控和数据监控的实时报警，使公司整个供热管网的供热情况一目了然，反应迅速，从而很好地解决了以下两个一直困扰热网管理的难题。数据的实时报警，使供热单位可根据远近热用户现在的温度、压力适时对供出介质参数作出调整，从而保证了各热用户生产、生活用热的需要。由于实时监控系统采用，供热单位可以对各热用户的非正常用热行为可以实施快速反应，从而对整个热网的管理更加规范，而且减少了管损，降低了运行成本。总之，随着实时监控系统的投入，供热单位的运行成本下降，供热的可靠性得到加强，热用户的生产、生活得到保证，从而更加有利于汽费的结算，使供热管理步入良性循环。6、结论：综上所述，热网无线监测系统在热网实际运行中，技术上是切实可靠的，经济效益是非常显著的。因此，该系统在热电行业中应迅速推广应用。
