［摘要］
本方案介紹了熱網(wǎng)遠(yuǎn)程計(jì)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(yuǎn)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(shí)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程流量、溫度、壓力的計(jì)量、采集與傳輸，使工作人員和用戶能夠不到現(xiàn)場即可實(shí)時查看監(jiān)測點(diǎn)的計(jì)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(bào)的功能，智能遠(yuǎn)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?fù)涞匠鞘械拿恳粋€角落。
一、項(xiàng)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(diǎn)，目前都已經(jīng)安裝了流量計(jì)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(yuǎn)程監(jiān)控中心，同時利用手機(jī)短信息的方式實(shí)現(xiàn)隨時隨地突發(fā)情況報(bào)警功能。
二、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)項(xiàng)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(shí)時將現(xiàn)場的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)采集到智能遠(yuǎn)程測控終端內(nèi)，根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集點(diǎn)現(xiàn)場的自動報(bào)警，防止事故的發(fā)生；并且由智能遠(yuǎn)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(shí)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(bào)表打印輸出等信息管理工作和進(jìn)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(shí)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(yuǎn)程測控終端為基礎(chǔ)，通過編程，可實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)檢測到不良狀態(tài)時，自動以手機(jī)短信息的方式將報(bào)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(shí)時采集和發(fā)送都通過智能遠(yuǎn)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(shí)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(yuǎn)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(dú)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(jìn)行存儲、分析、顯示。上位機(jī)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?cái)?shù)據(jù)訪問帳號，通過用戶驗(yàn)證訪問的方式實(shí)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(shí)現(xiàn)隨時隨地匯報(bào)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(yuǎn)程測控終端
RTU-2600智能遠(yuǎn)程監(jiān)控終端將采集、控制、通訊三種功能合為一體，實(shí)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(yuǎn)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(jìn)行一些處理再發(fā)送至遠(yuǎn)端管理中心，并且實(shí)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(fèi)。
功能特點(diǎn)
? 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(shí)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(jì)；
? 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(lán)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(jìn)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(jì)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?fù)涫疽鈭D
2． 遠(yuǎn)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(shí)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(diǎn)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(yuǎn)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(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理、保存，可隨時對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)并生成報(bào)表。同時提供對站點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)，能適用于GMS、GPRS、無線專網(wǎng)等不同通訊方式的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)；
功能齊全，集用戶管理、站點(diǎn)配置、數(shù)據(jù)采集、存儲、查詢、統(tǒng)計(jì)、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(diǎn)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(jì)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(diǎn)，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(diǎn)；
? 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(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、打印等；
? 安全性強(qiáng)，采用“操作員”、“管理員”、“維護(hù)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(jì)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(shí)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(bào)警顯示；
? 遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)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(bào)表；
? 遠(yuǎn)程報(bào)警功能；
? 多用戶登陸和密碼管理；
五、熱網(wǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的功能
熱網(wǎng)遠(yuǎn)程計(jì)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(jìn)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(yùn)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(bào)警
對各類故障、事故、參數(shù)超限提供報(bào)警。
c.數(shù)據(jù)存儲
對實(shí)時數(shù)據(jù)、報(bào)警信息進(jìn)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(bào)表打印
可打印班、日、月、年生產(chǎn)報(bào)表、運(yùn)行趨勢圖。
系統(tǒng)的特點(diǎn)
? 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表，提高員工工作效率，降低勞動強(qiáng)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(jī)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)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(qiáng)度。
輸差實(shí)時監(jiān)測與管理
通過對數(shù)據(jù)進(jìn)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(jì)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(jìn)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(jì)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(yuǎn)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(jì)計(jì)算。可對溫度、壓力、流量、熱負(fù)荷變化等參數(shù)實(shí)現(xiàn)就地監(jiān)視控制。
b.獨(dú)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(dú)立完成開環(huán)控制，聯(lián)鎖控制。可以隨意設(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(jī)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(bào)警參數(shù)、報(bào)警處理及報(bào)警確認(rèn)。
f. 數(shù)據(jù)通過GPRS方式上傳監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)并接受監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)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(bào)現(xiàn)場實(shí)時流量，達(dá)到不良情況及時預(yù)警的目的。
六、 熱網(wǎng)計(jì)算機(jī)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(xiàng)先進(jìn)的通信技術(shù)確保本系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br />
無線通訊采用中國移動GPRS無線方式
GPRS采用先進(jìn)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(yuǎn)在線：只要激活GPRS應(yīng)用后，將永遠(yuǎn)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(jì)費(fèi)：雖然可以保持永遠(yuǎn)在線，但不必?fù)?dān)心費(fèi)用問題；因?yàn)橹挥挟a(chǎn)生通信流量時才計(jì)費(fèi)。是一種面向使用的計(jì)費(fèi)，計(jì)費(fèi)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(kuò)展：GPRS為您提供的無線接入手段可以擴(kuò)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(yuǎn)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(yuǎn)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(diǎn)數(shù)的模塊，最大支持32點(diǎn)/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(dá)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(dá)工業(yè)防護(hù)的作用。
上位機(jī)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(jì)、構(gòu)架。
系統(tǒng)運(yùn)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(fèi)用。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況和數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r現(xiàn)列無線運(yùn)行費(fèi)用如下：
GPRS月基本數(shù)據(jù)費(fèi) 5 元，流量 10MB ；超過按 0.01 元 /KB 計(jì)收。