热量表集中远传抄表系统的技术分类和应用
随着供热计量工作的深入开展,一方面热量表安装数量的逐渐增多,相关工作量也随之增大,包括供热开始和结束要与用户核对热表读数,运行期间定期抄取用户的热表读数和巡查热表运行情况,满足用户随时查询热表参数的需要,以及数据登录、分析工作等;另一方面,用户端负荷随时可能发生的急剧变化,要求热源、管网能够根据用户端实时反馈数据调整运行工况,协调整个系统安全、经济运行。上述工作看起来容易,其实非常复杂,也是制约推广分户计量工作的重要因素。
解决上述问题的有效途径是采用集中远传抄表系统,即将一栋或几栋楼房的热表利用采集器进行联网,通过无线/有线数据传输系统将热表运行数据定时上传(故障热表主动报警)。在供热公司/换热站设置一台上位机,安装热表运行数据管理软件,实现数据自动采集、分析与管理。
目前国内热量表集中远传抄表系统的主要分类和特点如下:
一、短距离、小区域集中抄表方案
(一)有线方案
基于M-BUS的有一定的远程传输距离能力,针对将主站系统安装小区内的换热站或特定的一个位置内的抄表系统,则可采用M-BUS转RS232的接口采集器,直接有线连接主站系统的服务器(采集器安装在主站系统内)。便可实现远程抄表。显然这种方式的抄表系统简单、可靠和低成本。
(二)微功率无线抄表方案
然而M-BUS有线抄表方式,因为系统必须布置线路,工程的施工会带来一些问题,特别是在一些旧的小区内实施,布线将面临更多的困难。提供无线方式抄表方式是一种合理解决的方案。微功率RF抄表技术,随可解决布线困难的问题。但在可靠性、投资成本、系统的能力方面都弱于M-BUS布线系统。
二、远距离抄表方案
虽然M-BUS能很好解决在小区范围的抄表方案,但受通讯距离的限制,对于主站系统需要安装在几公里,甚至几十公里的外的供热公司的抄表系统。我们可采用开放的网络标准通讯技术。如无线的GPRS/GSM、或有线的网络TCP/IP通讯技术。
系统的核心设备是:通讯设备层的数据采集器/集中器。
采集器/集中器对热能表的数据采集下行可采用RF射频技术或者M-BUS的有线方式。这时根据现场情况需要在每栋楼(或每个楼单元)配置一个的采集器,采集整个楼的热能表。
采集器的上行可采用有线网络TCP/IP方案,需要有网络运营商提供的网络服务。
采集器的上行也可采用无线网络方案,则需要有移动网络运营商提高的GPRS接口服务。
系统的特点:
●数据传输距离远。
●数据传输快。
●永远在线。
●通讯可靠性取决于运营供应商的提供的通讯质量。
需要每月通信运营费用,运营成本高。
(一)有线网络TCP/IP方案
远程抄表监控管理系统是由上位计算机、中继站、终端表计三个部分组成。安装有监控管理系统的上位机可以通过网络对热量表表进行远程控制,终端热量表具有电能计量、RS485或C-MBUS接口输出远传功能。中继站在整个通信过程中起着桥梁的作用,中继站接收的上位机的命令后把它转发给各个热量表,同时也可以把热量表的数据转发给上位机,并可储存数据信息。电脑采集并存储电表终端数据、发送控制指令,即使在电脑不正常工作或关机后,采集设备仍能够完成电量的计量和储存。
终端热量表——采集器——集中器——物业管理中心——(TCP/IP网络或者GPRS)——热力公司。
系统主要组成部分:
硬件:数据中心服务器,抄表集中器,采集器。
软件:sqlserver数据库,服务器软件,客户端软件。
(二)无线RF/GPRS方案
热能无线自动抄表系统是一个由收费中心、楼层中继器、智能化数据采集器与传输机制所组成的一种三级线性网络。
系统总体设计思路是利用无线射频、GPRS/CDMA传输技术来实现近、远程数据收集工程系统。在该系统中,无线抄表指令下达后,利用前端数据采集器与热量表进行通讯收集,经前端微处理器按区域比对原则实现数据收集完成后,进入本地缓存状态,而后经过无线传输至中心RF/GPRS收发终端、移动车载接收装置或手持接收装置。
系统特点:
●采用无线射频(433M)、CDMA、GPRS、ADSL等为主要的通信方式。
●下位本地RF集中器将表记信息通过无线射频传送到中心RF/GPRS收发终端、移动车载接收装置或手持接收装置。
●免去楼与楼之间的布线,每一栋楼则直接通过无线射频RF与小区中心RF/GPRS收发终端、移动车载接收装置或手持接收装置通讯。
●移动车载直接接收到计算机或持手持接收装置回本单位输入到计算机数据库中。
●或者下位本地中心RF/GPRS收发终端通过CDMA/GPRS通讯控制器无线连接Internet,并将数据传输到调度中心的数据库服务器。
●调度中心可以通过发布服务器向外提供数据检索服务。
●调度中心前台工作站可以实时查询、监控采集到的数据,包括各个热计量终端的供回水温度、热能数据、流量等数据。
系统主要组成部分
该远传抄表系统由表计、集中抄表器、RF/GPRS/CDMA收发装置、车载抄表装置、手持抄表装置、中心自动抄表总站组成。
(三)SMS短信方案
对于热能表分散安装的系统,我们可以实施SMS无线远程方案。
例如对于楼栋计量的方案,每栋楼安装了一只楼栋大表,且距离分散不合适采用M-BUS集中采集。这时我们可在每只热能表内分别安装一个GSM通讯模块。减少了通讯设备中间层。通过设定每只热能表按照计划每天将数据定时发回主站系统。
系统特点:
●每只热能表安装一个GSM模块,需要较高通讯设备投资。
●通过短信的方式,系统数据采集量有限制(如一天一次)。
●通过GSM通讯模块发短信,需要额外的通讯电源(如电池)。
●较远通讯距离。
●每月一定量的通讯费用。
●适用于分散和小数据量的要求。
三、工程估算造价分析
(一)短距离、小区域集中抄表方案
1、采用进口设备,工程造价约400-500元/户(户用远传热量表形式)。
2、采用国产设备,工程造价约150-300元/户(户用远传热量表形式)。
(二)远距离有线及无线抄表方案
1、软、硬件采用进口设施设备,工程造价约700-1000元/户(户用远传热量表形式)
2、关键部件采用进口设备,工程造价约350-500元/户(户用远传热量表形式)
3、全部采用国产设施设备,工程造价约180-250元/户(户用远传热量表形式)
(三)SMS短信方案
工程造价约2000元/块表(进口设备)
四、结束语
近几年来各地供热企业的供热能力、供热范围都在向大型、多区域集中化管理方向发展,要适应这种变化,必须转变企业以往粗放型的经营模式和管理方式,因此我们要以供热计量改革工作为契机,积极试点推进热表集中远传抄表系统,在积累经验的同时进一步完善技术方案,以使这项技术得到较快的推广和发展,使企业真正从供热计量技术进步中尝到甜头,进一步增强其推进供热计量改革工作的信心。
文中几种系统各有优缺点,在工程应用中应根据实际情况,因地制宜做出选择。
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