現(xiàn)有熱網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)量裝置通過基于GPRS的測控通對貿(mào)易結(jié)算流量積算儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度中心對熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，平衡優(yōu)化供用能結(jié)構(gòu)，提高整體能源利用效率。昌暉儀表分享這種熱網(wǎng)計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)改造實(shí)踐。

皖新文化產(chǎn)業(yè)投資(集團(tuán))有限公司有三個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)，一個(gè)自備熱電廠。熱電廠工程建設(shè)是按“以熱定電”的原則批復(fù)的，電能并網(wǎng)不上網(wǎng)?？傄?guī)模為八爐六機(jī)，最大供汽能力800t/h，最大發(fā)電量142MW，最大供電量110MW。4路DN800的管道向三個(gè)生產(chǎn)區(qū)輸送過熱蒸汽，最遠(yuǎn)輸送距離約10km。蒸汽主要通過板換、盤管等設(shè)備給給物料間接加熱使用。一次冷凝水，在生產(chǎn)區(qū)就地回收再利用。集團(tuán)公司對生產(chǎn)區(qū)和熱電廠都進(jìn)行單獨(dú)考核，故供、用端都配置有蒸汽計(jì)量裝置，用于能源計(jì)量核算。

整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：
①常年連續(xù)用汽，各生產(chǎn)區(qū)蒸汽用量占能源消耗比例較大；
②生產(chǎn)區(qū)分布分散，距離較遠(yuǎn)，不方便集中管理；
③抄表采用人工現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，每月抄錄一次，需要核算過熱蒸汽焓值，數(shù)據(jù)匯總時(shí)間較長；
④儀表故障發(fā)現(xiàn)及時(shí)率偏小，經(jīng)常出現(xiàn)儀表不計(jì)量和少計(jì)量情況；
⑤不便于分析管路熱量損失，也不便于掌握各生產(chǎn)區(qū)用汽信息，交班時(shí)用汽量波動(dòng)較大，效率相對較低。
為了能夠?qū)崟r(shí)掌握熱電廠供汽參數(shù)和生產(chǎn)區(qū)用汽負(fù)荷變化情況，加強(qiáng)對熱力供應(yīng)的有效調(diào)度，合理調(diào)配蒸汽供用，使熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行工況平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化熱電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式；同時(shí)解決生產(chǎn)區(qū)的能源計(jì)量核算爭議問題，公司決定對熱網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行改造升級。

1、熱網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)方案架構(gòu)
根據(jù)管理需求，整個(gè)系統(tǒng)被分成三大部分。一部分是現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集顯示裝置，實(shí)時(shí)采集顯示現(xiàn)場的溫度、壓力、流量、密度、焓值、累積量等數(shù)據(jù)；第二部分是數(shù)據(jù)無線傳輸裝置，基于GPRS網(wǎng)絡(luò)通過測控通T40S將現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)打包傳輸?shù)秸{(diào)度監(jiān)控中心；第三部分是調(diào)度監(jiān)控中心，調(diào)度監(jiān)控中心增加熱網(wǎng)計(jì)量監(jiān)測功能，實(shí)現(xiàn)對熱網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)存儲、歷史記錄查詢、報(bào)表打印、定期能源計(jì)量、管網(wǎng)熱損分析等功能。
 
2、熱網(wǎng)計(jì)量系統(tǒng)方案實(shí)施
①現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集目前現(xiàn)場主要由熱電偶、溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器以及貿(mào)易結(jié)算流量積算儀等組成蒸汽計(jì)量系統(tǒng)。各現(xiàn)場計(jì)量點(diǎn)配置儀表設(shè)備的品牌規(guī)格基本一致?，F(xiàn)有0.2%精度貿(mào)易結(jié)算流量積算儀YR-GFQ802-82-AAG-2-2P-U-T根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和設(shè)定的參數(shù)，能夠計(jì)算并顯示溫度、壓力、流量、密度、焓值、累積流量和累積熱量等數(shù)據(jù)，滿足熱網(wǎng)計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)類型的要求。原儀表帶有RS485通信接口，本次改在利用這個(gè)通信口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，即可滿足本次升級改造功能要求。

②數(shù)據(jù)無線傳輸
a、無線傳輸優(yōu)點(diǎn)依據(jù)公司設(shè)備現(xiàn)狀和能源計(jì)量考核規(guī)劃，先期對各生產(chǎn)區(qū)一級蒸汽計(jì)量表計(jì)進(jìn)行改造升級，后續(xù)將逐漸完善熱網(wǎng)三級計(jì)量系統(tǒng)的在線計(jì)量監(jiān)測。綜合考量后，改造方案選擇基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)無線傳輸方式，相較于有線和數(shù)傳電臺等傳輸方式，在本次改造中數(shù)據(jù)無線傳輸具有下述優(yōu)點(diǎn)：
①利用公網(wǎng)通訊，永遠(yuǎn)在線，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確率、實(shí)時(shí)性有保證；
②安裝方便，通訊環(huán)節(jié)故障較少、基本免維護(hù)，通信距離基本無限制，投資及運(yùn)行費(fèi)用較低；
③系統(tǒng)的通用性、擴(kuò)展性較好，便于后期增加監(jiān)測點(diǎn)。

b、測控通T40S硬件特點(diǎn)
測控通T40S內(nèi)置4G通信模塊，實(shí)現(xiàn)通信模塊可編程，4G-GPRS無線組網(wǎng)更簡便?？杀O(jiān)控四路輸入信號，控制兩路輸出信號。提供簡易C語言、STL語言和梯形圖三種編程語言平臺。通訊上具有有線通訊接口(串口RS232、RS485、TTL電平和網(wǎng)口)、GPRS和短信三種通信方式。測控通T40S內(nèi)部集成ModBUS-RTU設(shè)備協(xié)議和JammyBUS分站協(xié)議的協(xié)議解析器。同時(shí)T40S內(nèi)置主站采集管理功能，通過自身串口、網(wǎng)口、GPRS或短信可采集任何支持Modbus和JammyBUS協(xié)議的從站數(shù)據(jù)。

測控通T40S硬件硬件具有以下特點(diǎn)：
①測控通內(nèi)置遠(yuǎn)程測控專用JammyBUS協(xié)議，該協(xié)議相比傳統(tǒng)協(xié)議省50%流量，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性；
②編程軟件內(nèi)置遠(yuǎn)程程序下載功能，不用親臨現(xiàn)場，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程程序下載、修改、上傳；
③有DC9-24V和3.7V鋰電池兩種供電方式。支持省電睡眠模式，睡眠時(shí)工作電流低至36.8uA，非常適合在不便布線或移動(dòng)的環(huán)境應(yīng)用。

c、數(shù)據(jù)傳輸過程
測控通T40S通過RS485串口和貿(mào)易結(jié)算流量積算儀建立通信物理鏈路，從而完成積算儀數(shù)據(jù)的采集。然后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)無線傳送到數(shù)據(jù)交換服務(wù)器。數(shù)據(jù)交換服務(wù)器可由第三方提供，出于數(shù)據(jù)安全考慮，可以自行搭建。數(shù)據(jù)服務(wù)器可以搭建在軟件終端主站上，也可以和主站分離搭建在獨(dú)立的電腦系統(tǒng)上。

在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時(shí)，需要建立對應(yīng)通訊方式的網(wǎng)絡(luò)信道。在本工程中選擇建立遠(yuǎn)程通網(wǎng)絡(luò)信道，填寫對應(yīng)的數(shù)據(jù)交換服務(wù)器地址，并設(shè)置相應(yīng)的信道參數(shù)，包括身份地址、組號、心跳時(shí)間、心跳失敗次數(shù)、間隔時(shí)間、注冊失敗次數(shù)等。數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼麄€(gè)過程為：測控通T40S通過RS485串口采集積算儀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到Internet網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換服務(wù)器，數(shù)據(jù)交換服務(wù)器完成數(shù)據(jù)接收、交換、轉(zhuǎn)發(fā)等一系列工作。上位監(jiān)控系統(tǒng)，通過和數(shù)據(jù)交換服務(wù)器的查詢或者更改對應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)，就可以獲得相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)。
 
d、調(diào)度監(jiān)控中心
調(diào)度監(jiān)控中心，配置有防火墻、數(shù)據(jù)交換服務(wù)器、上位監(jiān)控主站系統(tǒng)、大屏顯示器等設(shè)備。監(jiān)測系統(tǒng)具有熱網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析、顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)、預(yù)警、報(bào)表打印等功能，并能提供一個(gè)直觀、簡單的操作平臺。
①各監(jiān)測點(diǎn)瞬時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控中心的大屏幕上，準(zhǔn)確地反映管線的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)；能及時(shí)反映GPRS模塊運(yùn)行聯(lián)機(jī)狀態(tài)和儀表運(yùn)行工作狀態(tài)。
②對重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線存儲，數(shù)據(jù)的存儲時(shí)間最長為5年；可以通過歷史報(bào)表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數(shù)據(jù)。
③基于管線數(shù)據(jù)模型分析沿線的壓力損失、流量損失、熱量損失，對于異常情況發(fā)出告警。
④自動(dòng)生成日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)等固定格式報(bào)表，也可設(shè)置條件定制匯總統(tǒng)計(jì)報(bào)表；具備報(bào)表手動(dòng)和自動(dòng)打印功能。
⑤根據(jù)各部門職能需要，通過內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)，提供不同權(quán)限的數(shù)據(jù)查詢和監(jiān)視功能；并具有用能簡報(bào)定向發(fā)送到手機(jī)用戶的功能。
⑥監(jiān)測中心主動(dòng)提取監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測點(diǎn)能夠隨時(shí)接受召測，上傳相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采用校驗(yàn)算法，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。
⑦系統(tǒng)具有開放的數(shù)據(jù)接口，方便后期監(jiān)測點(diǎn)的增加和擴(kuò)容。

熱網(wǎng)計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)的改造，以很少的硬件投入和低廉通訊費(fèi)用，滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行的要求，并取得了良好的運(yùn)行效果。借助于熱網(wǎng)計(jì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)了解熱網(wǎng)蒸汽參數(shù)和生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)情況，及時(shí)調(diào)度減少用汽端負(fù)荷大幅波動(dòng)現(xiàn)象，平衡蒸汽供用，進(jìn)一步優(yōu)化熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行方式，提高了能源利用效率。熱網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的效能，不但降低了公司的人力資源成本，而且避免了人工抄表時(shí)間誤差，減少了能源核算爭議問題。