供熱計量遠程無線抄表研究

李湘慧 鄭振林

（青島興平熱電有限公司 山東 平度 266700）

0 前言

為加強民用建筑供熱計量管理，提高能源利用效率，降低建筑物供熱能源消耗，積極推進供熱計量收費，根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》、《民用建筑供熱計量管理辦法》、國家發(fā)展改革委、財政部、質(zhì)檢總局下發(fā)的《關(guān)于進一步推進供熱計量改革工作的意見》等法律法規(guī)和文件對新建及既有建筑的供熱計量要求，從2010 年開始，北方采暖地區(qū)新竣工建筑及完成供熱計量改造的既有居住建筑， 取消以面積計價收費方式，實行按用熱量計價收費方式。 國家已把供熱計量收費擺在更加突出位置，要求做到“三個同步”，即新建建筑工程建設(shè)與供熱計量設(shè)施安裝同步；既有居住建筑分戶供熱計量改造與節(jié)能改造同步；供熱計量裝置安裝與供熱計量收費同步。 近幾年來，大量的既有居住建筑進行了供熱計量改造，同時大量新建建筑也按《供熱計量技術(shù)規(guī)程》要求，安裝了戶用熱量表進行了供熱計量。而大量新建建筑和實行節(jié)能改造的既有建筑在實行供熱計量后，供熱單位面對大量熱量表如何在同一時間進行數(shù)據(jù)抄錄也成為一個急需解決的問題。 實行人工進行抄表，不但費時、費力，勞動強度大，而且抄錯不可避免，也不能隨時上數(shù)抄錄。而實行供熱計量遠程無線抄表就是解決該項問題的一個最佳方法。

1 供熱計量遠程抄表技術(shù)

供熱計量遠程抄表即利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過遠程抄表軟件對戶用熱量表進行遠程集中抄表，大大降低了抄表的勞動強度，保證了抄表數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。 遠程抄表系統(tǒng)便于供熱部門隨時掌握用戶用熱情況，方便了數(shù)據(jù)的及時匯總分析和故障的及時排查。

遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)均包括三個層次：現(xiàn)場層、管理層和網(wǎng)絡(luò)通信層。

1.1 現(xiàn)場層（戶用熱表）

現(xiàn)場由子站各用戶戶用熱量表采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，包括：流量、進水溫度、回水溫度、溫差、熱量及其累積值等，然后通過儀表配置的標(biāo)準(zhǔn)通信接口，將數(shù)據(jù)線發(fā)送到樓宇集中采集器，從而通過通信網(wǎng)絡(luò)，接入中央管理工作站。

1.2 管理層（中央工作站）

作為中央工作站，承擔(dān)服務(wù)器和操作站的任務(wù)，完成與子站的鏈路管理、數(shù)據(jù)采集和運算處理等功能，收取現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)；提供實時運行的完美監(jiān)測界面，實現(xiàn)對各用戶的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、故障診斷、報警、歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計、趨勢曲線顯示、數(shù)據(jù)報表及備份等功能，完成對相關(guān)參數(shù)的管理，為運行管理人員提供操作指導(dǎo)。同時，可以接入小區(qū)的局域網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，供其他人員瀏覽。

1.3 網(wǎng)絡(luò)通信層

系統(tǒng)要完成在小區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和傳輸， 遠程傳輸可采用基于GPRS 的無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)實時在線的遠程監(jiān)測及抄表。

GPRS 是一種新的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)， 在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接， 給移動用戶提供高速無線IP 或X.25 服務(wù)。 使用GPRS 技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶實時在線且按流量計費。

在現(xiàn)場，利用GPRS 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的監(jiān)測，主要是通過GPRS Modem 與各種標(biāo)準(zhǔn)接口的數(shù)據(jù)采集儀表相連，一般現(xiàn)場儀器儀表的通信接口為RS232/RS485 或M－Bus。工作中GPRS 傳輸模塊將儀器儀表的數(shù)據(jù)通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)，傳遞給數(shù)據(jù)管理服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器可通過因特網(wǎng)，與控制中心的服務(wù)器上建立鏈接，從而實現(xiàn)了對現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。

1.4 抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

圖1

2 供熱計量遠程無線抄表工程概況

實行供熱計量遠程無線抄表系統(tǒng)需在小區(qū)每戶安裝戶用熱量表，戶用熱量表均有M-BUS 通訊模塊， 每棟樓安裝一個GPRS 集中抄表器,戶用熱表通過GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)，在每棟樓利用單元布管連線將該樓所有用戶戶用熱量表的數(shù)據(jù)采集到樓集中抄表器，然后集中抄表器通過GPRS 通訊控制器以主動方式上傳到供熱單位監(jiān)控中心固定IP 地址上，由中心計算機軟件對數(shù)據(jù)進行存儲、分析處理及生成數(shù)據(jù)報表和圖表，根據(jù)用戶設(shè)置的報警參數(shù)，由中心計算機判定并提示故障報警。

2.1 設(shè)備選型和功能

戶用熱量表：供回水溫度，流量和熱量，儀表具有M-BUS 接口。集中抄表器和GPRS 通訊控制器：對多用戶熱量表的數(shù)據(jù)進行采集及上傳數(shù)據(jù)。

中心計算機專用軟件結(jié)構(gòu)特點：簡潔、人性化的操作界面。軟件設(shè)計采用b/s 架構(gòu)模式，使得系統(tǒng)開發(fā)、維護、升級更方便，該結(jié)構(gòu)易于擴展，用戶使用方便。

數(shù)據(jù)查詢：對每臺戶用熱量表的相關(guān)數(shù)據(jù)進行顯示，可通過刷新查看最新的每臺戶用熱量表的數(shù)據(jù)， 并且可以查詢歷史數(shù)據(jù)信息、報警信息，可對供回水溫度，瞬時熱量等數(shù)據(jù)導(dǎo)出圖表或者報表，方便用戶分析數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計：根據(jù)用戶所設(shè)定的報表時間，可對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并可以導(dǎo)出報表。

遠程操作：可對在線設(shè)備進行主動召測的操作，即任何時候可以通過調(diào)度中心服務(wù)器上的管理軟件主動提取監(jiān)測點的數(shù)據(jù)，方便監(jiān)管人員檢修。

報警信息管理：根據(jù)用戶設(shè)置的報警信息參數(shù)，對設(shè)備上報的數(shù)據(jù)實時監(jiān)測對于異常情況報警，如：供回水溫度差過大（差值可設(shè)定）等，需根據(jù)用戶的具體需求訂制。

管理操作：包括一些用戶信息的初始錄入及編輯，報警信息和報表時間的設(shè)置。 對系統(tǒng)操作人員的權(quán)限設(shè)置，可以此來提供完善的安全認證，非法用戶不能進入系統(tǒng)，合法用戶根據(jù)權(quán)限可進行相應(yīng)的操作。

2.2 供熱計量遠程無線抄表系統(tǒng)運營成本

依一個小區(qū)50 棟住宅樓來計算，GPRS 通訊流量包月費：5 元/月=30M 流量，相當(dāng)于每棟樓5-10 分鐘上傳一次數(shù)據(jù)，供暖季為4 個月，即：5 元×50 棟×4 個月=1000 元。 通信費用低。 采用包月計費方式，運營成本低。

3 供熱計量遠程無線抄表系統(tǒng)優(yōu)點

供熱計量遠程無線抄表系統(tǒng)充分利用GPRS 數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性、準(zhǔn)確性，具有以下優(yōu)點：

實時性強。 由于GPRS 具有實時在線特性，系統(tǒng)無時延，無需輪尋就可以同步接收、處理多個/所有數(shù)據(jù)采集點的數(shù)據(jù)。 可很好的滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時性的要求。 可對集抄設(shè)備進行遠程控制。 通過GPRS 雙向系統(tǒng)還可實現(xiàn)對集抄設(shè)備進行遠程控制， 進行參數(shù)調(diào)整、數(shù)據(jù)即時提取等操作。

建設(shè)成本少低。 由于采用GPRS 的無線公網(wǎng)平臺，只需安裝好設(shè)備就可以，不需要為遠程抄表進行專門布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低；降低抄表成本：傳統(tǒng)人工現(xiàn)場抄表方式，勞動強度大，抄表人員多，管理成本高。 應(yīng)用自動抄表系統(tǒng)，一個中等城市的熱表抄表工作可以在十幾分鐘內(nèi)抄完，抄表成本降低90%。

集抄范圍廣。 GPRS 覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對集抄的控制和管。 而且，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和跨地區(qū)的接入需求。

提高了抄表準(zhǔn)確率。自動抄表可以杜絕少抄、錯抄、估抄、漏抄、人情抄等情況給熱力公司帶來的經(jīng)濟損失，抄見率、準(zhǔn)確率達99%以上。杜絕不利于社會安定的因素。 自動抄表對用戶正常生活的無任何干擾，也避免部分不法分子利用抄表為借口進行入室盜竊和搶竊。

4 結(jié)論

供熱計量遠程無線抄表直觀、形象、全面地看到每個熱用戶的供熱和計費情況。實時監(jiān)測每只熱量表、熱分配表的工作狀態(tài)，對于因外界某些因素的損壞而造成的熱計量故障，可以及時派維修人員進行檢修。有利于供熱管理精細化，系統(tǒng)可以對用戶、樓棟、小區(qū)、管線按任一時間周期進行分析并形成相應(yīng)的曲線，為供熱公司提供實時、可靠的數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)，減少了工作中的盲目性，值得在下一步供熱計量工作中推廣應(yīng)用。

［1］JGJ173-2009 供熱計量技術(shù)規(guī)程[S].

［2］涂光備.分戶熱計量采暖系統(tǒng)設(shè)計與安裝[S].中國建筑工業(yè)出版社，2004，8.

［3］涂光備.供熱計量技術(shù)[S].中國建筑工業(yè)出版社，2003，4.