一 前言 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)現(xiàn)代化管理的關(guān)鍵部分，它與計(jì)算機(jī)構(gòu)成熱網(wǎng)控制系統(tǒng)，對(duì)城市熱網(wǎng)實(shí)施集中監(jiān)控和科學(xué)的量化管理，是供熱網(wǎng)安全、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要條件，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)視，通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取，進(jìn)行集中調(diào)動(dòng)和控制，由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以及時(shí)地診斷供熱系統(tǒng)的設(shè)備故障以及管網(wǎng)的管損和用戶人為造成的管網(wǎng)汽損，并進(jìn)行處理。 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)解決了熱網(wǎng)運(yùn)行失調(diào)現(xiàn)象，大大提高了供熱效果； 熱網(wǎng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)幾乎與現(xiàn)場數(shù)據(jù)保持同步，由于 24 小時(shí)在線運(yùn)行，杜絕了用戶偷汽等現(xiàn)象；現(xiàn)場計(jì)量出現(xiàn)故 障可以在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并將故障時(shí)間記錄備案，避免計(jì)量方面的損失；利用故障診斷、能損分析，了解管網(wǎng)保溫、阻力損失等情況，提高設(shè)備的使用效率，使熱網(wǎng)的管損達(dá)到最小值，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；通過歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的比較，分析管網(wǎng)是否存在泄漏，設(shè)備是否需要維修，以達(dá)到最安全運(yùn)行。 二 系統(tǒng)簡介 目前全國的熱電廠數(shù)量有數(shù)百家之多，集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施。熱網(wǎng)管理主要有兩種形式，一是人工抄表、制表；二是采用遠(yuǎn)程熱網(wǎng)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。前者的優(yōu)點(diǎn)是前期一次性投資小，只要安裝一套計(jì)量設(shè)備到現(xiàn)場，然后定期記錄、檢查和人工制表，缺點(diǎn)是管理人員在廠內(nèi)無法知道現(xiàn)場的運(yùn)行情況，容易造成大的供熱損失；后者的優(yōu)點(diǎn)是管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，在線監(jiān)測熱用戶的用汽情況，防止有偷汽現(xiàn)象發(fā)生，實(shí)時(shí)報(bào)警，實(shí)時(shí)制表等。 遠(yuǎn)程熱網(wǎng)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以前都采用數(shù)傳電臺(tái)的傳輸方式，本系統(tǒng)采用CDMA1X（或GPRS）的方式。兩者比較如下： 1、 數(shù)傳電臺(tái) 根據(jù)國家無線電管理委員會(huì)頻率規(guī)劃，將223.025M～235.000MHz作為遙測、遙控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)使用的頻段，其他業(yè)務(wù)不得對(duì)其產(chǎn)生有害干擾。用于近距離（1000米以內(nèi)）操作時(shí)≤0.5瓦，設(shè)置在城區(qū)、近郊區(qū)時(shí)：≤5瓦，設(shè)置在遠(yuǎn)郊區(qū)、野外時(shí)：≤25瓦。 數(shù)傳電臺(tái)受發(fā)射功率限制，傳輸距離最大只有數(shù)十公里，而且，超長距離的發(fā)送需要大功率發(fā)射，需要提供大功率電源。這一特性決定了數(shù)傳電臺(tái)的應(yīng)用只能限定在一定的區(qū)域范圍內(nèi)。 數(shù)傳電臺(tái)組成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)獨(dú)占一個(gè)頻率資源，在同一頻點(diǎn)上同時(shí)只能有一個(gè)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。一般采用中心對(duì)遠(yuǎn)端多點(diǎn)的通信分配方式，采用輪詢方式查詢數(shù)據(jù)，輪詢周期與電臺(tái)數(shù)量有密切關(guān)系。假設(shè)訪問一個(gè)站點(diǎn)需要0.5秒，輪詢等待超時(shí)時(shí)間設(shè)定為3秒，系統(tǒng)有100個(gè)終端，那么在所有終端工作正常情況下輪詢周期是0.5×100=50秒，如果有一臺(tái)終端由于設(shè)備故障、頻率干擾等原因?qū)е聜鬏斒。到y(tǒng)在此終端將等待3秒，輪詢的最長周期可能是3×100=300秒。數(shù)傳電臺(tái)的輪詢模式以及覆蓋，決定了網(wǎng)絡(luò)的容量有一定限度。 數(shù)傳電臺(tái)的建設(shè)成本，除了數(shù)傳電臺(tái)的采購成本，還需要包括架設(shè)塔臺(tái)、架天線等基站建設(shè)成本，傳輸距離越遠(yuǎn)，基站建設(shè)成本就越大。數(shù)傳電臺(tái)由用戶單位自行建造，無需繳納通信費(fèi)用，但是頻率占用費(fèi)以及對(duì)電臺(tái)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用也是筆不小的開銷，電臺(tái)數(shù)量越少，單位成本就越高。 2、 CDMA1X（或GPRS） CDMA1X （或GPRS）在數(shù)傳領(lǐng)域采用DTU+網(wǎng)絡(luò)接入的方式組網(wǎng)，CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了覆蓋全國的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，采用這種方式組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)極其方便，只要附近有CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)基站，就可以架設(shè)數(shù)據(jù)采集終端，沒有通信距離的限制，CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)終端的發(fā)射功率都很小，一般<2W。 由于CDMA1X （或GPRS）可用頻段寬，容易滿足組建公網(wǎng)對(duì)信道數(shù)的需要。CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡(luò)是公眾生活中的一個(gè)重要交流工具，其工作頻率也受到無線電管理委員會(huì)的重點(diǎn)保護(hù)，頻率受干擾的機(jī)會(huì)非常少。并且CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)的跳頻機(jī)制能有效地解決當(dāng)某一頻率受到干擾的問題。 CDMA1X （或GPRS）采用卷積編碼，推薦4種編碼方式：CS-1~CS-4（CS-1，碼率1/2；CS-2，碼率2/3），通過減少糾錯(cuò)比特適應(yīng)不同傳輸信道質(zhì)量要求。目前使用的CS-2編碼糾錯(cuò)能力強(qiáng)，即使傳輸信道質(zhì)量比較差，也能滿足數(shù)據(jù)傳輸要求。 CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡(luò)采用分組交換，在數(shù)據(jù)帶寬滿足的情況下，中心可以幾乎同時(shí)向全部終端發(fā)出查詢數(shù)據(jù)，組成上述電臺(tái)組網(wǎng)案例中相同規(guī)模的GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)輪巡周期就是3~5秒，而且這個(gè)周期不隨著終端數(shù)量的增長而增長，個(gè)別終端故障，不影響整個(gè)系統(tǒng)的輪詢周期。如果針對(duì)CDMA1X （或GPRS）的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)的輪詢模式，采用終端主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)的方式，數(shù)據(jù)采集效率更高。 在CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡(luò)上組建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)總的帶寬需求，申請(qǐng)合適的中心接入方式與帶寬，對(duì)終端數(shù)量沒有限制。從而在電力、氣象、水文等行業(yè)里實(shí)現(xiàn)大范圍、大容量的檢測網(wǎng)絡(luò)成為可能。 CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡(luò)屬于蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，高大建筑對(duì)網(wǎng)絡(luò)無線信號(hào)的影響只局限在小塊區(qū)域，而且，移動(dòng)運(yùn)營商有專門的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化部門，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的流量、通信故障等情況，及時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，用戶根本不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，更不需要為網(wǎng)絡(luò)調(diào)整付出額外的支出。 所以，從上面的兩種數(shù)傳方式我們不難看出，隨CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，隨著適于各種應(yīng)用的終端產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，同數(shù)傳電臺(tái)相比，GPRS等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在建設(shè)成本、維護(hù)成本上有很大的優(yōu)勢。 三 系統(tǒng)構(gòu)成 本熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由兩大部分組成：遠(yuǎn)程數(shù)傳系統(tǒng)和現(xiàn)場采集系統(tǒng)。 1、遠(yuǎn)程數(shù)傳系統(tǒng)（如圖1） 圖 1 遠(yuǎn)程數(shù)傳系統(tǒng)是整個(gè)熱網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵部分，它包括：宏電H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊、動(dòng)態(tài)域名服務(wù)器、ADSL撥號(hào)設(shè)備、數(shù)據(jù)中心、CDMA網(wǎng)絡(luò)、INTERNET網(wǎng)絡(luò)。 （1）宏電H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊（如圖2）：該模塊基于CDMA網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)置CDMA模塊，能支持語音、短信息、數(shù)據(jù)通信，嵌入TCP/IP協(xié)議棧，通過RS232接口，可直接與RTU、PLC、工控機(jī)、POS等數(shù)據(jù)終端無縫連接，實(shí)現(xiàn)透明傳輸。H7720系列無線DDN通信終端可廣泛用于遙測，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控、自來水和廢水管網(wǎng)自動(dòng)化、油田數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域。 圖 2 （2）動(dòng)態(tài)域名服務(wù)器：數(shù)據(jù)中心依賴于INTERNET網(wǎng)絡(luò)，一般可采用固定IP地址。但由于固定IP地址的申請(qǐng)現(xiàn)在費(fèi)用還較高，一般的小企業(yè)可以免費(fèi)申請(qǐng)動(dòng)態(tài)域名服務(wù)器。本系統(tǒng)采用花生殼動(dòng)態(tài)域名服務(wù)器。 （3）ADSL撥號(hào)設(shè)備：即普通上寬帶網(wǎng)的ADSL moden。 （4）數(shù)據(jù)中心：接受由INTERNET網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的數(shù)據(jù)，能實(shí)時(shí)顯示各用熱站的溫度、壓力、流量、熱量及累計(jì)流量和累計(jì)熱量，同時(shí)具有歷史曲線記錄及日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表輸出，對(duì)于遠(yuǎn)程供熱站具有儀表斷電監(jiān)視和流量、熱量自動(dòng)追憶功能。 （5）CDMA網(wǎng)絡(luò)：本系統(tǒng)采用中國聯(lián)通的CDMA1X 。 （6）INTERNET網(wǎng)絡(luò)：即普通寬帶網(wǎng)。 2、現(xiàn)場采集（如圖3） 圖 3 現(xiàn)場采集系統(tǒng)通過渦街流量計(jì)或孔板流量計(jì)，把蒸汽流量轉(zhuǎn)化位標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，傳輸至現(xiàn)場采集箱進(jìn)行顯示及積算，通過RS485通訊接口，傳輸至H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊。 （1）渦街流量計(jì)：本系統(tǒng)采用橫河渦街流量計(jì)，并采用壓力溫度補(bǔ)償。 （2）孔板：采用標(biāo)準(zhǔn)孔板，并采用壓力溫度補(bǔ)償。 （3）現(xiàn)場采集箱：本系統(tǒng)采用上海同欣自動(dòng)化儀表有限公司的FC 6000 型通用流量演算器，具有掉電記錄功能。 四 監(jiān)控系統(tǒng)軟件 本系統(tǒng)的軟件可實(shí)時(shí)顯示各分站的壓力、溫度、瞬時(shí)流量、累積流量等主要參數(shù)，并具有歷史曲線、日?qǐng)?bào)、月報(bào)輸出和打印。同時(shí)還能監(jiān)視各分站儀表斷電、損害、異常等功能。也能對(duì)下位智能表參數(shù)的診斷和修改。具體有： 1、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的設(shè)定 可對(duì)下位機(jī)的檢測點(diǎn)名稱、檢測點(diǎn)站號(hào)、儀表設(shè)定參數(shù)等有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，為進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及計(jì)算提供依據(jù)。 2、手動(dòng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如圖4） 該按鈕按下后，系統(tǒng)可隨時(shí)對(duì)各檢測點(diǎn)進(jìn)行當(dāng)前數(shù)據(jù)的采集，并在畫面中顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。此項(xiàng)操作是自動(dòng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。 圖 4 3、手動(dòng)采集歷史數(shù)據(jù) 該按鈕按下后，系統(tǒng)就會(huì)對(duì)該檢測點(diǎn)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并存放有關(guān)的數(shù)據(jù)。此項(xiàng)操作是自動(dòng)采集歷史數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。 4、自動(dòng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 該按鈕按下后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)有序地逐一對(duì)所有的下位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并在畫面中顯示有關(guān)的數(shù)據(jù)。 5、自動(dòng)采集歷史數(shù)據(jù) 該按鈕按下后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)有序地逐一對(duì)所有的檢測點(diǎn)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)采集，并存放有關(guān)的數(shù)據(jù)。 6、歷史曲線（如圖5） 系統(tǒng)可顯示各檢測點(diǎn)的歷史曲線。 圖 5 7、報(bào)表處理 系統(tǒng)自動(dòng)生成并顯示該日期的有關(guān)報(bào)表。 五 總結(jié) 嘉興秀舟紙業(yè)熱網(wǎng)系統(tǒng)采用了該系統(tǒng)的數(shù)傳方式，在嘉興屬于第一套采用CDMA傳輸方式的熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，而其它的熱網(wǎng)系統(tǒng)都采用數(shù)傳電臺(tái)的傳輸方式。該系統(tǒng)投運(yùn)半年來，與老的數(shù)傳電臺(tái)相比有明顯的優(yōu)勢，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣，組網(wǎng)便捷、成本低廉，速度完全滿足熱網(wǎng)監(jiān)控的要求。 隨CDMA（或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，隨著適于各種應(yīng)用的終端產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，同數(shù)傳電臺(tái)相比，CDMA（或GPRS）等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在建設(shè)成本、維護(hù)成本上有很大的優(yōu)勢。 利用公用網(wǎng)絡(luò)組建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將是一種趨勢。