遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了用戶消耗熱能的實(shí)時(shí)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)了，無(wú)人抄表?的目標(biāo)，解決了在熱量表運(yùn)行管理中人工抄表帶來(lái)的弊端。系統(tǒng)在提高工作效率、降低管理成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱量表運(yùn)行狀況和產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)跟蹤，保證了熱費(fèi)核算的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的應(yīng)用為今后計(jì)量供熱的推廣提供了技術(shù)支持。
1 概述
隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)熱用戶按實(shí)際用熱量計(jì)費(fèi)已成為我國(guó)供熱行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[1~3]。目前，在推行供熱計(jì)量改造的同時(shí)，熱量表的運(yùn)行管理成為一個(gè)重要的課題。其中，抄收熱量表數(shù)據(jù)是熱量表運(yùn)行管理中工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度最大的一項(xiàng)。
為解決這一問(wèn)題，唐山市熱力總公司對(duì)實(shí)施計(jì)量供熱的部分居民小區(qū)試點(diǎn)實(shí)施了熱量表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，對(duì)居民用戶熱量表的數(shù)據(jù)通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集和傳輸。試點(diǎn)小區(qū)包括26棟居民住宅樓，1600個(gè)熱用戶，分布在3個(gè)供熱分公司范圍內(nèi)。3個(gè)供熱分公司分別建立一個(gè)傳輸終端(主站)，與各自的從站獨(dú)立組成一個(gè)系統(tǒng)。按照樓宇的實(shí)際分布，3個(gè)系統(tǒng)的從站數(shù)量分別為20個(gè)、2個(gè)和4個(gè)。每個(gè)系統(tǒng)只需在主站配備1名工作人員即可通過(guò)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)熱量表數(shù)據(jù)的讀取和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量表的運(yùn)行管理。
本文結(jié)合唐山市嘉潤(rùn)莊園兩棟高層住宅樓計(jì)量供熱實(shí)施遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的試點(diǎn)案例，對(duì)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)進(jìn)行分析。
2 系統(tǒng)的組成
遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是利用M-Bus總線系統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和GPRS的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)抄錄城市各供熱小區(qū)熱量表的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)由一個(gè)主站和多個(gè)從站組成，主站與從站之間通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。熱量表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組成見(jiàn)圖1。
①?gòu)恼?/span>
在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，居民小區(qū)內(nèi)的每1棟住宅樓建1個(gè)M-Bus傳輸從站。從站主要包括用戶熱量表、并聯(lián)的M-Bus數(shù)據(jù)傳輸總線、1臺(tái)集中器、1個(gè)GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。其中，用戶熱量表要求帶有M-Bus通信接口，其軟件通信協(xié)議符合城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)CJ/T1882004《戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》，能傳輸瞬時(shí)熱量、累計(jì)熱量、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、供水溫度、回水溫度等參數(shù)。
圖1 熱量表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的組成
M-Bus系統(tǒng)是歐洲專為家用儀表數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的總線系統(tǒng)，被廣泛地、成功地用于遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中[4]。系統(tǒng)中集中器的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
通道數(shù)量：6個(gè)。
單通道抄表數(shù)量：≤90塊。
單表抄表時(shí)間：≤6s。
傳輸距離：≤1.2km。
工作溫度：-30~70%。
電磁兼容：符合國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
工作電壓：36V。
電流消耗：≤300mA。
抄表的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率：≥99%。
安全性：符合國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
從站通過(guò)集中器對(duì)小區(qū)樓宇的用戶熱量表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析判斷。采集的數(shù)據(jù)由GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳至監(jiān)控中心(主站)的計(jì)算機(jī)。從站管理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及手持抄表器接口功能，手持抄表器用于人工抄表，系統(tǒng)在自動(dòng)抄表的同時(shí)支持人工抄表。
②GPRS無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)
GPRS(GeneralPacketRadioServer，即通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))是在現(xiàn)有GSM(GlobalSystemforMobileCommunications，即全球移動(dòng)通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，以封包(Packet)式傳輸數(shù)據(jù)，沒(méi)有頻段干擾，設(shè)備成本低，不需要專用平臺(tái)和維護(hù)，在使用中按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)，收費(fèi)價(jià)格低[6]。其基于TCP/IP開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)，能完美解決城市供熱系統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表、無(wú)人值守?zé)崃φ镜谋O(jiān)控、熱用戶室內(nèi)溫度的檢測(cè)等問(wèn)題。
系統(tǒng)中GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
接口：RS232/RS485串口和單天線接口。
協(xié)議：TCP/UDP/IP/ICMP/PPP/PAP/DNS。
工作電壓：5V。
電流消耗：待機(jī)狀態(tài)時(shí)為140~160mA；
上網(wǎng)狀態(tài)時(shí)為220~260mA；
傳輸狀態(tài)時(shí)為260~280mA。
工作溫度：-30~70%。
該模塊支持靜態(tài)IP或域名方式連接遠(yuǎn)程主機(jī)；設(shè)備間透明或非透明方式數(shù)據(jù)傳輸可選。
③主站
供熱公司監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主站的計(jì)算機(jī)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與帶有GPRS終端的小區(qū)樓宇抄表從站無(wú)線連接，省去了租用無(wú)線通信專用網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的設(shè)備購(gòu)置和專線敷設(shè)費(fèi)用。主站計(jì)算機(jī)可以是獨(dú)立的一臺(tái)計(jì)算機(jī)，也可以是供熱公司計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)。作為后者，供熱公司局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)可依照權(quán)限瀏覽共享各樓宇從站上傳的熱量表數(shù)據(jù)。
④系統(tǒng)軟件
遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的主站和從站安裝有相應(yīng)的運(yùn)行管理軟件，主要包括用戶熱量表軟件、集中器軟件和上位機(jī)軟件3部分。其中用戶熱量表軟件和集中器軟件包括自檢、初始化、測(cè)量、顯示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K。上位機(jī)軟件用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理。從站上傳的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過(guò)上位機(jī)的管理軟件可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的錄入、查詢、報(bào)表生成、打印以及系統(tǒng)綜合維護(hù)等功能。
⑤從站實(shí)例
以嘉潤(rùn)莊園小區(qū)為例，該小區(qū)的2棟高層住宅樓分別有88戶和81戶居民。在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中，這兩棟樓分別建1個(gè)樓宇從站。每棟樓安1個(gè)集中器，各用戶的熱量表通過(guò)M-Bus總線(采用屏蔽雙絞線，線徑為0.75mm)連接至集中器。集中器配備GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。這樣，就構(gòu)成1個(gè)傳輸從站。在實(shí)際施工中，1號(hào)樓的集中器與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊組裝在同一配電箱內(nèi)，安裝在3單元2層樓樓梯間的墻壁上，并接入市電。2號(hào)樓的傳輸從站安裝與1號(hào)樓基本相同。圖2為嘉潤(rùn)莊園1號(hào)樓的傳輸從站圖片。
