［摘要］ 本方案介紹了熱網(wǎng)遠程計量監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成、軟件架構(gòu)、功能、優(yōu)勢等。系統(tǒng)采用威控科技RTU-2600智能遠程測控終端作為監(jiān)控系統(tǒng)硬件核心，采用基于Microsoft SQL數(shù)據(jù)庫和VB.net開發(fā)的熱網(wǎng)監(jiān)控管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控中心的信息管理和操作。系統(tǒng)利用中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了遠程流量、溫度、壓力的計量、采集與傳輸，使工作人員和用戶能夠不到現(xiàn)場即可實時查看監(jiān)測點的計量數(shù)據(jù)，并對突發(fā)情況（流量及溫度不穩(wěn)定，漏氣等）及時做出相應(yīng)的處理。同時，本系統(tǒng)還提供了GSM短消息匯報的功能，智能遠程測控終端能夠及時將信息以短消息的方式發(fā)送到工作人員隨身佩帶的移動電話上，從而將監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓撲到城市的每一個角落。 一、項目背景 原有熱網(wǎng)系統(tǒng)隸屬于熱電廠，該網(wǎng)擁有30個監(jiān)測點，目前都已經(jīng)安裝了流量計量儀表、流量顯示儀表和相應(yīng)的現(xiàn)場傳感裝置。 現(xiàn)擬采用無線方式將流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場顯示；并能夠傳輸?shù)竭h程監(jiān)控中心，同時利用手機短信息的方式實現(xiàn)隨時隨地突發(fā)情況報警功能。 二、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)項目需求情況整個系統(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，實時將現(xiàn)場的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)采集到智能遠程測控終端內(nèi)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)采集點現(xiàn)場的自動報警，防止事故的發(fā)生；并且由智能遠程測控終端將數(shù)據(jù)采用主動或被動的方式發(fā)送到監(jiān)控中心；第二部分是監(jiān)控中心，它實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示、數(shù)據(jù)請求以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和進行特殊情況的監(jiān)控中心預(yù)警以及通過客戶端軟件方便地訪問實時和歷史數(shù)據(jù)；最后一部分是短信息預(yù)警系統(tǒng)，該短信息預(yù)警硬件仍以現(xiàn)場智能遠程測控終端為基礎(chǔ)，通過編程，可實現(xiàn)在系統(tǒng)檢測到不良狀態(tài)時，自動以手機短信息的方式將報警信息發(fā)送到管理人員的移動電話上，使管理人員及時了解到現(xiàn)場的不良狀況，從而為安全生產(chǎn)作業(yè)提供信息保證。 現(xiàn)場流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)的實時采集和發(fā)送都通過智能遠程測控終端RTU-2600來完成，將現(xiàn)場傳感器連接RTU-2600的模擬量采集接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)采集到RTU-2600中后，經(jīng)過數(shù)據(jù)打包，再利用RTU-2600的GPRS無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠端的監(jiān)控中心服務(wù)器上，監(jiān)控中心服務(wù)器須采用獨立IP地址上網(wǎng)，以便測控終端準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ墓潭↖P上，且服務(wù)器上裝有熱網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)器端軟件及數(shù)據(jù)庫，對接收的數(shù)據(jù)進行存儲、分析、顯示。上位機信息管理系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，出于對信息安全、科學(xué)管理的需要，給有數(shù)據(jù)訪問需求的部門或人員配置熱網(wǎng)監(jiān)控數(shù)據(jù)訪問帳號，通過用戶驗證訪問的方式實時查看并配置監(jiān)測到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。另一方面，現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)通過RTU-2600內(nèi)部的程序設(shè)定可以直接發(fā)送到相關(guān)管理人員的移動電話上，通過這種主動的方式實現(xiàn)隨時隨地匯報現(xiàn)場不良情況的目的。 三、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu) 1．現(xiàn)場單元 （1）RTU-2600無線遠程測控終端 RTU-2600智能遠程監(jiān)控終端將采集、控制、通訊三種功能合為一體，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和傳輸，它是整個系統(tǒng)的前端核心。利用自身所具有的開關(guān)量和模擬量數(shù)據(jù)采集接口采集數(shù)據(jù)，并通過自身所配備的GPRS無線通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠端監(jiān)控中心。由于此智能終端提供了方便的二次開發(fā)C語言平臺，可以開發(fā)各種復(fù)雜的算法并且可與組態(tài)軟件的無縫連接。我們通過智能終端內(nèi)部的編程可以將傳感器或智能儀表傳輸上來的數(shù)據(jù)進行一些處理再發(fā)送至遠端管理中心，并且實現(xiàn)間歇性數(shù)據(jù)傳輸，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁抠Y費。 功能特點  具有Internet各種接入方式，內(nèi)置以太網(wǎng)或者GSM/GPRS/CDMA專用通信模塊；  內(nèi)置大容量非易失性存儲器，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)掉電保存；  內(nèi)置漢字字庫，可發(fā)中文短信息；  系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus/RTU, Modbus/ASCII, 以及Modbus/TCP協(xié)議，用戶也可以定制非標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議；  全隔離電路設(shè)計；  標(biāo)準(zhǔn)通信接口（RS485/ RS232/并口）、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量輸入輸出或標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入輸出接口資源； （2）現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示、操作終端——-HMI-3800 HMI-3800主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的顯示，工作人員現(xiàn)場參數(shù)的設(shè)置等工作，它具有3.8寸藍底黃字醒目液晶屏幕顯示，面板上12個操作按鍵。其作用為方便現(xiàn)場操作人員對設(shè)備進行一些參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整。包括數(shù)據(jù)傳輸間隔、查詢當(dāng)前和累計的流量等等。 （3）現(xiàn)場蜂鳴告警裝置 如現(xiàn)場出現(xiàn)特殊情況，RTU-2600通過開關(guān)量輸出接口控制蜂鳴器的起停，在現(xiàn)場閃爍指示燈并發(fā)出聲音提示管理人員注意。 （4）密封電器箱 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖 2． 遠程監(jiān)控中心 監(jiān)控中心需配置信息管理軟件，其主要作用在于接收、存儲、顯示現(xiàn)場終端發(fā)來的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)一些數(shù)據(jù)分析功能，同時，能夠根據(jù)接受的數(shù)據(jù)，自動分析完成自動預(yù)警的功能。 軟件采用B/S結(jié)構(gòu)，其特點在于采用Web Enable技術(shù)利用Internet廣域網(wǎng)將信息共享網(wǎng)絡(luò)拓展到最大范圍，使領(lǐng)導(dǎo)或工作人員，在家里或使用筆記本在外地?zé)o線上網(wǎng)時也能方便的查詢到現(xiàn)場工作信息。 遠程測控系統(tǒng)軟件是數(shù)據(jù)采集中心的核心，主要用于接收各檢測站點發(fā)來的數(shù)據(jù)并進行整理、保存，可隨時對歷史數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計并生成報表。同時提供對站點的配置功能（如添加、刪除、修改等）。通過它，可以及時地了解各檢測點的狀況及變化趨勢，為相關(guān)部門提供可靠的數(shù)據(jù)。軟件特色： 通用性強，能適用于GMS、GPRS、無線專網(wǎng)等不同通訊方式的數(shù)據(jù)遠程測控系統(tǒng)； 功能齊全，集用戶管理、站點配置、數(shù)據(jù)采集、存儲、查詢、統(tǒng)計、打印等功能于一體；  界面友好，采用電子地圖配合動態(tài)站點圖標(biāo)、加之動畫渲染，使得界面生動、形象。數(shù)據(jù)查詢或統(tǒng)計同時提供了數(shù)據(jù)表格和風(fēng)格多樣的曲線，清晰、直觀；  配置靈活，系統(tǒng)支持多地區(qū)、多單位、多站點，用戶可以根據(jù)需要自行添加、刪除或更換電子地圖，自行添加/刪除/修改地區(qū)、單位、站點；  網(wǎng)絡(luò)共享，系統(tǒng)基于B/S結(jié)構(gòu)開發(fā)，采用SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，每個部門均可以通過客戶端程序?qū)?shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計、打印等；  安全性強，采用“操作員”、“管理員”、“維護員”三級權(quán)限，并分別配以密碼，不同的權(quán)限對系統(tǒng)有不同的操作范圍；  易學(xué)易用，軟件設(shè)計以人為本，充分為用戶考慮。人性化的界面便于理解，分門別類的菜單、方便快捷的工具條和無處不在的提示，使得新用戶也能很快掌握軟件的使用； 系統(tǒng)軟件功能  實時在線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸方式分為主動上傳和被動上傳；  本地參數(shù)的設(shè)置和報警顯示；  遠程控制和遠程參數(shù)的設(shè)置；  數(shù)據(jù)的備份和查詢；  直觀的電子地圖功能；  生成歷史曲線和報表；  遠程報警功能；  多用戶登陸和密碼管理； 五、熱網(wǎng)計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能 熱網(wǎng)遠程計量監(jiān)控系統(tǒng)按照功能可分為二部分：監(jiān)控中心（MCC）、本地站（LCM）。監(jiān)控中心（MCC）相對于熱網(wǎng)管理站，本地站（LCM）相對于熱交換站。監(jiān)控中心（MCC）與本地站（LCM）之間采用GPRS/CDMA無線組網(wǎng)方式進行數(shù)據(jù)傳輸。 1、監(jiān)控中心（MCC）的主要功能： a、全網(wǎng)監(jiān)視 　　 在線監(jiān)視全網(wǎng)運行工況和具體參數(shù)，數(shù)據(jù)與現(xiàn)場保持同步，并用數(shù)字、趨勢圖、表格、棒圖等方式顯示數(shù)據(jù)。 　　 b.報警 　　 對各類故障、事故、參數(shù)超限提供報警。 　　 c.數(shù)據(jù)存儲 　　 對實時數(shù)據(jù)、報警信息進行存儲，數(shù)據(jù)每隔5分鐘存入歷史數(shù)據(jù)庫，可隨時調(diào)用、檢索、查詢、打印以供分析參考。 　　 d.報表打印 　　 可打印班、日、月、年生產(chǎn)報表、運行趨勢圖。 系統(tǒng)的特點  實現(xiàn)遠程抄表，提高員工工作效率，降低勞動強度  現(xiàn)場采集終端獲取流量及天然濃度等現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)后，通過GPRS通信方式及時將數(shù)據(jù)發(fā)送到中控室監(jiān)控主機，實現(xiàn)了遠程抄表，無需人工現(xiàn)場抄表，極大地提高了員工工作效率，降低了勞動強度。 輸差實時監(jiān)測與管理 通過對數(shù)據(jù)進行分析與處理，可以及時了解公司的輸差情況，及時發(fā)現(xiàn)輸差異常，減少公司經(jīng)濟損失。 用戶用氣量異常分析功能 通過對用戶用氣量的歷史數(shù)據(jù)進行分析與對比，可以及時發(fā)現(xiàn)用戶用氣量發(fā)生異常，第一時間發(fā)現(xiàn)盜氣、漏氣、儀表損壞等情況,減少經(jīng)濟損失。圖八為用戶用氣量異常分析界面。 2、本地站（LCM）的主要功能 LCM是指熱交換站。LCM是自主的、功能完善的智能單元，是由RTU-2600智能遠程測控終端和現(xiàn)場顯示設(shè)備、數(shù)據(jù)采集傳感器及儀表組成，這些單元安裝在不同類型的熱力站內(nèi)。 LCM的功能如下： a. 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示、流量累計計算?？蓪囟取毫?、流量、熱負荷變化等參數(shù)實現(xiàn)就地監(jiān)視控制。 b.獨立完成本地調(diào)節(jié)，閉環(huán)監(jiān)控。例如可以就地利用采集的室外溫度控制供水溫度或任意設(shè)置供水溫度。 c. 獨立完成開環(huán)控制，聯(lián)鎖控制?？梢噪S意設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥的開度來控制熱輸送溫度。 d. 配備必要的軟硬件及人機接口，可現(xiàn)場設(shè)定、修改參數(shù),可以最大限度地提高換熱站的自控水平。 e. 設(shè)置各種報警參數(shù)、報警處理及報警確認。 f. 數(shù)據(jù)通過GPRS方式上傳監(jiān)控中心計算機并接受監(jiān)控中心計算機指令，完成控制任務(wù) g.通過GSM短信息的方式向管理人員主動匯報現(xiàn)場實時流量，達到不良情況及時預(yù)警的目的。 六、 熱網(wǎng)計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 1.數(shù)據(jù)通訊 通訊是整個系統(tǒng)聯(lián)系的樞紐，監(jiān)控中心（MCC）與本地站（LCM）通過通訊系統(tǒng)連成一個整體。通訊網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)現(xiàn)場具體情況的不同而不同。本系統(tǒng)可為用戶提供無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或綜合的有無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。采用多項先進的通信技術(shù)確保本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴? 無線通訊采用中國移動GPRS無線方式 GPRS采用先進的無線分組技術(shù),將無線通信與因特網(wǎng)緊密結(jié)合，帶您跨入無線互聯(lián)網(wǎng)的嶄新時代。 GPRS在GSM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種分組交換的數(shù)據(jù)承載和傳輸網(wǎng)絡(luò)，與原有的GSM相比，具有時尚前衛(wèi)，令人耳目一新的優(yōu)勢： （1）.永遠在線：只要激活GPRS應(yīng)用后，將永遠保持在線，不存在掉線問題；類似于一種無線專線網(wǎng)絡(luò)。 （2）.按量計費：雖然可以保持永遠在線，但不必擔(dān)心費用問題；因為只有產(chǎn)生通信流量時才計費。是一種面向使用的計費，計費方式更加科學(xué)合理。 （3）.快速登錄：全新的分組服務(wù)，無需以往長時間的撥號建立連接過程。 （4）.高速傳輸：GPRS最高理論傳輸速度為171.2kbps，目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的傳輸速率。 （5）.支持行業(yè)應(yīng)用擴展：GPRS為您提供的無線接入手段可以擴充電力、水利、交通、熱網(wǎng)、港口等豐富的行業(yè)應(yīng)用。 2．現(xiàn)場智能遠程測控終端無線通訊模塊特性 RTU-2600內(nèi)嵌德國西門子的GPRS無線通訊模塊 3.現(xiàn)場智能遠程測控終端輸入/輸出通道特性 a. 輸入/輸出模塊支持帶電插拔 b. 用戶可以采用不同I/O點數(shù)的模塊，最大支持32點/塊 I/O c. 光電隔離和數(shù)字濾波可減少信號干擾 d. 數(shù)字量I/O模塊覆蓋了從10V～265VAC以及10V～146VDC的范圍 e. 模擬量信號的電壓范圍包括標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入和輸出，以及直接的熱電偶及RTD溫度、壓力、流量輸入信號 七、關(guān)于系統(tǒng)整體可執(zhí)行性和安全性的描述 系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備均選用達到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)且適合熱網(wǎng)監(jiān)控安全作業(yè)規(guī)范的硬件產(chǎn)品，在電器外部加套密封電器箱，到達工業(yè)防護的作用。 上位機管理軟件采用MICROSOFT 具有悠久歷史的SQL數(shù)據(jù)庫和VB.net基于Net的可視化編程軟件來設(shè)計、構(gòu)架。 系統(tǒng)運行由于采用GPRS無線數(shù)傳的方式，需要向中國移動交納GPRS信息流量費用。根據(jù)系統(tǒng)運行情況和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r現(xiàn)列無線運行費用如下： GPRS月基本數(shù)據(jù)費 5 元，流量 10MB ；超過按 0.01 元 /KB 計收。 注：以上數(shù)據(jù)來自北京移動通訊公司，如需外地服務(wù)，漫游費請咨詢當(dāng)?shù)?860。