一 前言 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)熱網(wǎng)現(xiàn)代化管理的關鍵部分，它與計算機構成熱網(wǎng)控制系統(tǒng)，對城市熱網(wǎng)實施集中監(jiān)控和科學的量化管理，是供熱網(wǎng)安全、穩(wěn)定經(jīng)濟運行的必要條件，該系統(tǒng)能實現(xiàn)熱網(wǎng)運行的動態(tài)跟蹤監(jiān)視，通過遠程數(shù)據(jù)的自動獲取，進行集中調動和控制，由計算機實時監(jiān)控，可以及時地診斷供熱系統(tǒng)的設備故障以及管網(wǎng)的管損和用戶人為造成的管網(wǎng)汽損，并進行處理。 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)解決了熱網(wǎng)運行失調現(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 小時在線運行，杜絕了用戶偷汽等現(xiàn)象；現(xiàn)場計量出現(xiàn)故 障可以在最短的時間內發(fā)現(xiàn)，并將故障時間記錄備案，避免計量方面的損失；利用故障診斷、能損分析，了解管網(wǎng)保溫、阻力損失等情況，提高設備的使用效率，使熱網(wǎng)的管損達到最小值，以達到最經(jīng)濟運行；通過歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的比較，分析管網(wǎng)是否存在泄漏，設備是否需要維修，以達到最安全運行。 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；二是采用遠程熱網(wǎng)計算機管理系統(tǒng)。前者的優(yōu)點是前期一次性投資小，只要安裝一套計量設備到現(xiàn)場，然后定期記錄、檢查和人工制表，缺點是管理人員在廠內無法知道現(xiàn)場的運行情況，容易造成大的供熱損失；后者的優(yōu)點是管理人員可以實時監(jiān)控熱網(wǎng)運行狀態(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，實時報警，實時制表等。 遠程熱網(wǎng)計算機管理系統(tǒng)以前都采用數(shù)傳電臺的傳輸方式，本系統(tǒng)采用CDMA1X（或GPRS）的方式。兩者比較如下： 1、 數(shù)傳電臺 根據(jù)國家無線電管理委員會頻率規(guī)劃，將223.025M～235.000MHz作為遙測、遙控、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務使用的頻段，其他業(yè)務不得對其產生有害干擾。用于近距離（1000米以內）操作時≤0.5瓦，設置在城區(qū)、近郊區(qū)時：≤5瓦，設置在遠郊區(qū)、野外時：≤25瓦。 數(shù)傳電臺受發(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)傳電臺的應用只能限定在一定的區(qū)域范圍內。 數(shù)傳電臺組成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡獨占一個頻率資源，在同一頻點上同時只能有一個設備發(fā)送數(shù)據(jù)。一般采用中心對遠端多點的通信分配方式，采用輪詢方式查詢數(shù)據(jù)，輪詢周期與電臺數(shù)量有密切關系。假設訪問一個站點需要0.5秒，輪詢等待超時時間設定為3秒，系統(tǒng)有100個終端，那么在所有終端工作正常情況下輪詢周期是0.5×100=50秒，如果有一臺終端由于設備故障、頻率干擾等原因導致傳輸失敗，系統(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)傳電臺的輪詢模式以及覆蓋，決定了網(wǎng)絡的容量有一定限度。 數(shù)傳電臺的建設成本，除了數(shù)傳電臺的采購成本，還需要包括架設塔臺、架天線等基站建設成本，傳輸距離越遠，基站建設成本就越大。數(shù)傳電臺由用戶單位自行建造，無需繳納通信費用，但是頻率占用費以及對電臺設備的維護費用也是筆不小的開銷，電臺數(shù)量越少，單位成本就越高。 2、 CDMA1X（或GPRS） CDMA1X （或GPRS）在數(shù)傳領域采用DTU+網(wǎng)絡接入的方式組網(wǎng)，CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡已經(jīng)形成了覆蓋全國的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，采用這種方式組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡極其方便，只要附近有CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡基站，就可以架設數(shù)據(jù)采集終端，沒有通信距離的限制，CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡終端的發(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)對信道數(shù)的需要。CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡是公眾生活中的一個重要交流工具，其工作頻率也受到無線電管理委員會的重點保護，頻率受干擾的機會非常少。并且CDMA1X （或GPRS）等網(wǎng)絡的跳頻機制能有效地解決當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），通過減少糾錯比特適應不同傳輸信道質量要求。目前使用的CS-2編碼糾錯能力強，即使傳輸信道質量比較差，也能滿足數(shù)據(jù)傳輸要求。 CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡采用分組交換，在數(shù)據(jù)帶寬滿足的情況下，中心可以幾乎同時向全部終端發(fā)出查詢數(shù)據(jù)，組成上述電臺組網(wǎng)案例中相同規(guī)模的GPRS數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，整個輪巡周期就是3~5秒，而且這個周期不隨著終端數(shù)量的增長而增長，個別終端故障，不影響整個系統(tǒng)的輪詢周期。如果針對CDMA1X （或GPRS）的網(wǎng)絡特點，改變傳統(tǒng)的輪詢模式，采用終端主動發(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)絡上組建數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，根據(jù)總的帶寬需求，申請合適的中心接入方式與帶寬，對終端數(shù)量沒有限制。從而在電力、氣象、水文等行業(yè)里實現(xiàn)大范圍、大容量的檢測網(wǎng)絡成為可能。 CDMA1X （或GPRS）網(wǎng)絡屬于蜂窩網(wǎng)絡結構，高大建筑對網(wǎng)絡無線信號的影響只局限在小塊區(qū)域，而且，移動運營商有專門的網(wǎng)絡優(yōu)化部門，根據(jù)網(wǎng)絡上的流量、通信故障等情況，及時調整網(wǎng)絡，用戶根本不必關心網(wǎng)絡的調整，更不需要為網(wǎng)絡調整付出額外的支出。 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)絡的發(fā)展，隨著適于各種應用的終端產品的不斷出現(xiàn)，同數(shù)傳電臺相比，GPRS等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸在建設成本、維護成本上有很大的優(yōu)勢。 三 系統(tǒng)構成 本熱網(wǎng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)由兩大部分組成：遠程數(shù)傳系統(tǒng)和現(xiàn)場采集系統(tǒng)。 1、遠程數(shù)傳系統(tǒng)（如圖1） 圖 1 遠程數(shù)傳系統(tǒng)是整個熱網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P鍵部分，它包括：宏電H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊、動態(tài)域名服務器、ADSL撥號設備、數(shù)據(jù)中心、CDMA網(wǎng)絡、INTERNET網(wǎng)絡。 （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，內置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、POS等數(shù)據(jù)終端無縫連接，實現(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)自動化、油田數(shù)據(jù)采集等領域。 圖 2 （2）動態(tài)域名服務器：數(shù)據(jù)中心依賴于INTERNET網(wǎng)絡，一般可采用固定IP地址。但由于固定IP地址的申請現(xiàn)在費用還較高，一般的小企業(yè)可以免費申請動態(tài)域名服務器。本系統(tǒng)采用花生殼動態(tài)域名服務器。 （3）ADSL撥號設備：即普通上寬帶網(wǎng)的ADSL moden。 （4）數(shù)據(jù)中心：接受由INTERNET網(wǎng)絡傳輸過來的數(shù)據(jù)，能實時顯示各用熱站的溫度、壓力、流量、熱量及累計流量和累計熱量，同時具有歷史曲線記錄及日報表、月報表輸出，對于遠程供熱站具有儀表斷電監(jiān)視和流量、熱量自動追憶功能。 （5）CDMA網(wǎng)絡：本系統(tǒng)采用中國聯(lián)通的CDMA1X 。 （6）INTERNET網(wǎng)絡：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)通過渦街流量計或孔板流量計，把蒸汽流量轉化位標準信號，傳輸至現(xiàn)場采集箱進行顯示及積算，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：本系統(tǒng)采用橫河渦街流量計，并采用壓力溫度補償。 （2）孔板：采用標準孔板，并采用壓力溫度補償。 （3）現(xiàn)場采集箱：本系統(tǒng)采用上海同欣自動化儀表有限公司的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)的軟件可實時顯示各分站的壓力、溫度、瞬時流量、累積流量等主要參數(shù)，并具有歷史曲線、日報、月報輸出和打印。同時還能監(jiān)視各分站儀表斷電、損害、異常等功能。也能對下位智能表參數(shù)的診斷和修改。具體有： 1、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的設定 可對下位機的檢測點名稱、檢測點站號、儀表設定參數(shù)等有關數(shù)據(jù)進行修改，為進行數(shù)據(jù)采集及計算提供依據(jù)。 2、手動采集實時數(shù)據(jù)（如圖4） 該按鈕按下后，系統(tǒng)可隨時對各檢測點進行當前數(shù)據(jù)的采集，并在畫面中顯示有關數(shù)據(jù)。此項操作是自動采集實時數(shù)據(jù)的補充。 圖 4 3、手動采集歷史數(shù)據(jù) 該按鈕按下后，系統(tǒng)就會對該檢測點歷史數(shù)據(jù)進行采集，并存放有關的數(shù)據(jù)。此項操作是自動采集歷史數(shù)據(jù)的補充。 4、自動采集實時數(shù)據(jù) 該按鈕按下后，系統(tǒng)就會自動有序地逐一對所有的下位機進行實時數(shù)據(jù)采集，并在畫面中顯示有關的數(shù)據(jù)。 5、自動采集歷史數(shù)據(jù) 該按鈕按下后，系統(tǒng)就會自動有序地逐一對所有的檢測點進行歷史數(shù)據(jù)采集，并存放有關的數(shù)據(jù)。 6、歷史曲線（如圖5） 系統(tǒng)可顯示各檢測點的歷史曲線。 圖 5 7、報表處理 系統(tǒng)自動生成并顯示該日期的有關報表。 五 總結 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)傳電臺的傳輸方式。該系統(tǒng)投運半年來，與老的數(shù)傳電臺相比有明顯的優(yōu)勢，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，網(wǎng)絡覆蓋廣，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)絡的發(fā)展，隨著適于各種應用的終端產品的不斷出現(xiàn)，同數(shù)傳電臺相比，CDMA（或GPRS）等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸在建設成本、維護成本上有很大的優(yōu)勢。 利用公用網(wǎng)絡組建數(shù)據(jù)網(wǎng)絡將是一種趨勢。