一、    项目简介 为使各热力用户用热基本信息实时传输到中心调度，以根据用热情况安排生产，现对各热力用户测量仪表数据传输系统进行改造。 热网监控系统利用GPRS无线网络平台，将供热热网中的每个热网用户、热源厂以及热水换热站的用蒸汽或热水参数通过二次仪表、无线测控通信模块发往热网监控中心热网服务器上的数据库上。并通过监控软件，对热网用户数据进行实时监控，并具备报警、趋势记录、结算累计、统计分析等多项功能, 来实现各换热站现场参数的采集、调度室与各换热站的数据实时通讯控制，可以很好的解决许多存在的问题，可以有效提高供热系统的自动化控制水平，并且能很大程度上提高供热行业的管理水平。供热工程中的自动控制对于保证供热系统优质供热、安全运行、经济节能、环境保护具有十分重要的作用。 二、    系统组成 本系统主要由 二次仪表设备，包括（流量计、流量积算仪、电镀阀、温度传感器，压力传感器）、 GPRS数据采集远传测控设备（RTU）、 GPRS网络、热网监控管理中心（管理服务器+热网监控系统管理软件）等设备组成。 1、         二次仪表设备包括（流量计、流量积算仪、电镀阀、温度传感器，压力传感器 ） 二仪表主要测量热力站的累计流量、瞬时流量、累计热量、瞬时热量、管道出口一次温度、管道出口二次温度、管道回水温度、管道压力、电镀阀的开度等数据。 2、         GPRS 数据采集远传测控设备（RTU） GPRS数据采集远传测控设备采用GPRS通讯模式，GPRS通信模块同时支持常规网络和无线网络GPRS传输，适应广域数据集成，同时支持模拟量、开关量、数字信号的集成，可通过标准信号模拟量输入和RS232或RS485通讯线与二次仪表相连。 （1）   技术原理： LAND无线RTU是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性能测控装置，可以直接接入标准变送器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等，是小规模过程信号实施无线测控的最佳手段。 LAND 无线RTU内部具有一个高性能的微处理器，可以完成模拟信号的采集、量值转换和滤波处理等，数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整，多点组网的方式非常灵活，既可以选择简单方便的GSM短消息方式，也可以选择高效实时的GPRS/CDMA网络方式。监控中心的建立也是非常容易，目前流行的组态软件都可以直接接入，同时我公司也可以提供基于互联网WEB发布的测控系统，可以满足大多数用户的需求。 （2）   功能及特点： ①    配备多种接口资源，包括模拟信号采集、开关量输入、输出，脉冲信号输入等； ②    支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入流量计等各种设备； ③    采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本； ④    采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器； ⑤    用户可以编程的量程转换和报警上下限设定； ⑥    内设工业时钟，精确计时； ⑦    自动定时上报和事件触发上报功能； ⑧    内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索； ⑨    通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发； ⑩    板载GSM/GPRS传输模块，方便用户选择GSM、GPRS组网方式； ⑪    提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接； ⑫    工业级设计，稳定可靠，坚固耐用； （3）   GPRS 测控设备内部结构图（RTU）

（4）   GPRS 测控设备组网原理图 RTU的通讯方式可以根据实际情况选择SMS/GPRS/CDMA网络，其他的工作参数如量程、开关量输入模式、存储周期、上报周期等可以通讯 RTU初始化软件予以设置。具体使用参照手册进行即可。

  3、 GPRS 网络 （1）GPRS通信的特点 GPRS是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。GPRS的推出，为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比，GPRS网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。GPRS的出现为企业和行业用户开展无线办公提供了一种新的选择。 GPRS通信方式更适合于热网监测系统的通信业务。在供热的过程中有大量的数据需要工作人员及时的采集、记录，如果这些数据都要人工采集、记录的话势必给工作人员巨大的工作量，而且效率不高，于是我公司根据热力行业的实际工作情况设计了一套完整的热网监测管理通信解决方案，可以实现各站点瞬时流量、频率、差压、压力、温度、流体密度、累计流量、瞬时热量、累计热量、仪表内部时间的监测，并且通过增加现场仪表可以采集更多的数据。采集的参数可以通过报表输出或者以趋势曲线的方式显示、打印，以便供热部门及时发现供热的异常情况，管理和服务好用户。 （2）GPRS无线传输数据有以下优势： 1、安装简单方便。GPRS用户可随意分布和移动自己的网络点，无须担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。建设新的营业点无需进行拉线，埋线等工作。
    2、设备投资价格低。随着通信技术的发展，接受传送数据的GPRS模块已经比数传电台便宜的多。 3、通信资费便宜。目前各地移动公司对GPRS 资费包月比有线电话网络资费还便宜。在GPRS网中，用户只需与网络建立一次连接，就可长时间的保持这种连接，并只在传输数据时才占用信道并被计费，保持时不占用信道不计费。这样，营业点即不用频繁建立连接，也不必支付传输间隙时的费用。 4、量稳定可靠，永不掉线。 5、GPRS网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。 6、覆盖较好，相比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，），其网络覆盖是最好的。 7、接入时间短，分组交换接入时间缩短为少于1秒，能提供快速即时的连接。 8、支持IP协议和X.25协议以及VPN组网 4 、热网监控管理中心（管理服务器+热网监控系统管理软件 ） 热网服务器放置于供热热网监控管理中心，并通过电信宽带与互联网相连。它的主要功能是：定时接收通信终端信号，通过移动及互联网发上来的热用户的用汽、热信息，进行处理，并放入数据库。   本系统网络结构如下：

  三、    系统功能 1、 硬件功能： （1）、整个系统性能稳定、通用性好、传输速度快、功能强大等特点，可与各种流量计和热量计的二次表配用。各种测量模式及现场的输入输出信号形式均应易于编程设定，方便使用及维护。 （2）、能实现多种测量参数的显示和报表功能，应涵盖瞬时流量、总累计流量、日累计流量、夜累计流量、压力、温度、差压、频率、瞬时热流量、累计热流量、工况密度、绝对压力、焓值、时钟。 （3）、现场的远程监控终端设备具有短路保护功能、耐热及防尘，并具有故障率低和长时间运行等特点。 （4）、具有多种报警功能，变送器配电报警、市电消失报警、蓄电池欠压报警、设备故障报警、压力/温度/流量的越限（偏差）报警、非法闯入报警等多种报警。 （5）、具有故障保护功能，适应现场突发事件的需要。仪表掉电后内部时钟继续保持准确走时，并且上位机软件具有统一时钟命令。 （6）、系统能记录最近多次的停电及来电时间，以保护供用热双方利益，为仪表的异常故障提供有效依据。 （7）、具有定时抄录功能，可设定在某天的某一时刻将累计数据进行冻结并显示，使人工抄表也能抄到同一时刻的各个热用户累计数据，为分析整个热网的管损提供有效的数据。 （8）、具备双串口通讯功能，保证供热方远程集中抄表监控的同时，热用户端也可进行监视记录。 （9）、保持热网数据的实时性和完整性，如发生信号问题能自动恢复，不会丢失数据。 （10）、具有权限分级设置数字密码锁功能，防止非授权人员操作及更改智能流量表的设置参数。 （11）、在保证系统网络安全的前提下，尽可能的提高数据共享能力，使监控操作站以外的管理端具有获得实时现场数据的能力，以达到远程监控的目的。 （12）、操作站容错。操作站必须实现双机同时运行，或者以主/备形式运行，以保证操作端的可靠性，满足连续实时监控。   2、 软件功能： (1)功能简介： GPRS远程热网监测系统软件采用B/S结构，通过Internet互连网和GPRS网落接收现场换热站的数据，进行热用户的数据分析、显示、查询、统计、报表打印等功能，给用户提供一个直观、简单的操作平台。 软件登录界面如下：

（2）每一分钟做一次数据采集，将热力用户数据采集到数据服务器。 各热用户站实时数据如下图：

（3）能显示整个热网系统的供热管线图及地理分布图（及用户用热信息）。 各个热用户地理位置分布图如下

  （4）集中显示各热用户重要参数（如瞬时流量、温度、压力、累计流量、报警状态、通讯状态）。应有重点用热单位的界面和报表功能，可随时增加或删除，操作应方便快捷。 （5）按区域、地块划分用户，注明长期用户和季节性用户，能单独显示各热用户子站的全部测量参数及设置参数。 （6）能自动生成各热用户的瞬时流量、温度、压力、累计流量、频率或差压的并行历史曲线，并可查询任意用户、任意参数、任意时段的历史数据，历史数据和曲线应便于转存和打印。 （7）能生成各热用户的用汽量日报表，月报表及年报表，且可生成分时等特殊报表的功能。任意组合用户测量趋势、测量参数累计、故障时段等趋势记录通过打印机打印输出。 （8）实时显示并记录就地流量测量系统的各种报警信息，如流量/压力/温度的超限、仪表工作电源不正常、不间断电源的电池欠压、交流市电消失、非法闯入、通讯故障等报警信息。 （9）根据不同部门和不同人员，可设置不同的操作权限，防止不同级别的操作人员越权操作。 （10）上位机系统软件及数据库软件应采用正式授权版本，保证其稳定可靠。该数据库应具备查询功能强、完整，能兼容不同通讯协议的功能。 （11）使用菜单驱动显示，保证用户指定一般技术人员就能编制，而不需要掌握机器语言和特殊编程语言，在系统中增加或改变一个点不应再编译系统。 （12）具有数据的存储功能，要求可以将所有的实时参数保留3年以上（数据每一分钟记录一次），所存储的数据能够以标准的方式获取存储的数据。 四、    系统特点 1、基于GPRS或CDMA无线网络实现大范围内管线运行状态监测，为用户省去了昂贵的网络建设和维护费用，实时性高，组网费用低； 2、监测信息丰富真实，系统响应速度快； 3、大容量数据库，历史数据存储没有后顾之忧； 4、多个分中心支持，GPRS接入，方便用户管理； 5、高可靠工业级设计，维护简单； 6、经济效益、社会效益显著,运行成本低廉； 7、系统扩展性：系统应具备强大的扩展功能，可随时增加用户，硬拷贝功能、报表打印功能、计算工具功能。要求现场工作站将来可扩充的数目>1000个,并且保持采集点数据同时发送，监控管理中心同时接收所有采集点发送的数据。 五、    现场所选设备 1、 GPRS 传输采集设备：

（1）GPRS DTU：内部嵌入流量积算仪协议的厂家有：北京博思达、虹润仪表、昌辉仪表、杭州思博仪表、青岛自动化仪表等诸多厂家的协议。 基本功能： ◎  内嵌TCP/IP协议、用户数据完全透明传输；     ◎  具有自动登陆网络、断线自动重连的功能，用户免于                                     维护数据链路； ◎  参数设置可以通过电脑或手机远程设置、更改； ◎  双重看门狗设计，长期运行不会死机； ◎  用户数据接口为RS232或RS485，速率可调； ◎  支持GSM拨号、短信数据传输方式，用户数据可选短信、GPRS/CDMA网络双通道数据通信； ◎  128K用户数据缓冲； ◎  具有信号强度显示、网络连接和数据收发指标灯； ◎  标准工业模块和滑道安装，标准工业接线端子； ◎  工业级品质保证、性能稳定可靠； ◎  提供用户设置软件、DLL或控件开放源代码接口、方便与多种组太软件及其它软件连接； ◎  组网容易，运行成本低廉。 组网方式： 采用GPRS/CDMA 数传构筑数据采集系统时，系统可以分为中心服务器和终端设备。终端设备和GPRS/CDMA DTU模块通过RS232或RS485相连。 中心服务器接入有四种方式： 1） 中心采用计算机加互连网固定IP地址（如宽带接入）的方式。     中心公网固定IP：监控点直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。 2） 中心采用计算机加互连网固定域名解析（如宽带接入）的方式。 中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。

3） 中心采用计算机加移动APN专线，所有点都采用内网固定IP。 此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
　  此种方案无论实实性，安全性和稳定性较前三种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、实实性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。 4） 中心采用计算机加GPRS MODEM的方式( APN 专网固定IP ) 。 此种方案客户先与移动申请APN专网业务。移动为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。

应用领域： 油井监控、电力 自动化系统数据传输；无人值守机房监控和远程维护；自来水管道、水源井、泵站与水厂监控；煤气管线与加压站监控；供热系统实时监控和维护；气象站数据采集与传输；水文监测等 需要数据无线传输的场合。 （2）无线RTU

基本功能： ◎配备多种接口资源，包括模拟信号采集、开关量          输入、输出，脉冲信号输入等； ◎支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入流量计等各种设备； ◎采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本； ◎采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器； ◎用户可以编程的量程转换和报警上下限设定； ◎内设工业时钟，精确计时； ◎自动定时上报和事件触发上报功能； ◎内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索； ◎通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发； ◎板载GSM/GPRS传输模块，方便用户选择GSM、GPRS组网方式； ◎提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接； ◎工业级设计，稳定可靠，坚固耐用； 组网方式：组网方式和GPRS DTU 一样。 应用领域：     流量计组网；4-20mA模拟流量计连网；路灯集中控制；水源井监控； 管网监控； 4-20mA模拟信号无线远传和还原；油井监控；变电站远程监控 ；气象数据采集；粮情监测；换热站自动化控制；过程测量和无线远程控制等诸多领域。 2、 各厂家流量积算仪：