遠程抄表系統(tǒng)的實施實現(xiàn)了用戶消耗熱能的實時計量，實現(xiàn)了，無人抄表?的目標，解決了在熱量表運行管理中人工抄表帶來的弊端。系統(tǒng)在提高工作效率、降低管理成本的同時，實現(xiàn)了對熱量表運行狀況和產(chǎn)品質(zhì)量的實時跟蹤，保證了熱費核算的及時性和準確性。遠程抄表系統(tǒng)的應(yīng)用為今后計量供熱的推廣提供了技術(shù)支持。
1 概述
隨著時代的發(fā)展，對熱用戶按實際用熱量計費已成為我國供熱行業(yè)發(fā)展的必然趨勢[1~3]。目前，在推行供熱計量改造的同時，熱量表的運行管理成為一個重要的課題。其中，抄收熱量表數(shù)據(jù)是熱量表運行管理中工作量和勞動強度最大的一項。
為解決這一問題，唐山市熱力總公司對實施計量供熱的部分居民小區(qū)試點實施了熱量表數(shù)據(jù)的遠程抄表系統(tǒng)，對居民用戶熱量表的數(shù)據(jù)通過該系統(tǒng)實現(xiàn)遠程采集和傳輸。試點小區(qū)包括26棟居民住宅樓，1600個熱用戶，分布在3個供熱分公司范圍內(nèi)。3個供熱分公司分別建立一個傳輸終端(主站)，與各自的從站獨立組成一個系統(tǒng)。按照樓宇的實際分布，3個系統(tǒng)的從站數(shù)量分別為20個、2個和4個。每個系統(tǒng)只需在主站配備1名工作人員即可通過上位機實現(xiàn)熱量表數(shù)據(jù)的讀取和處理，實現(xiàn)對熱量表的運行管理。
本文結(jié)合唐山市嘉潤莊園兩棟高層住宅樓計量供熱實施遠程抄表系統(tǒng)的試點案例，對遠程抄表系統(tǒng)進行分析。
2 系統(tǒng)的組成
遠程抄表系統(tǒng)是利用M-Bus總線系統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)和GPRS的無線網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)抄錄城市各供熱小區(qū)熱量表的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)由一個主站和多個從站組成，主站與從站之間通過GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。熱量表數(shù)據(jù)遠程抄表系統(tǒng)的組成見圖1。
①從站
在遠程抄表系統(tǒng)中，居民小區(qū)內(nèi)的每1棟住宅樓建1個M-Bus傳輸從站。從站主要包括用戶熱量表、并聯(lián)的M-Bus數(shù)據(jù)傳輸總線、1臺集中器、1個GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。其中，用戶熱量表要求帶有M-Bus通信接口，其軟件通信協(xié)議符合城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)產(chǎn)品標準CJ/T1882004《戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》，能傳輸瞬時熱量、累計熱量、瞬時流量、累計流量、供水溫度、回水溫度等參數(shù)。
圖1 熱量表數(shù)據(jù)遠程抄表系統(tǒng)的組成
M-Bus系統(tǒng)是歐洲專為家用儀表數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的總線系統(tǒng)，被廣泛地、成功地用于遠程抄表系統(tǒng)中[4]。系統(tǒng)中集中器的主要技術(shù)指標如下：
通道數(shù)量：6個。
單通道抄表數(shù)量：≤90塊。
單表抄表時間：≤6s。
傳輸距離：≤1.2km。
工作溫度：-30~70%。
電磁兼容：符合國家相應(yīng)標準。
工作電壓：36V。
電流消耗：≤300mA。
抄表的數(shù)據(jù)準確率：≥99%。
安全性：符合國家相應(yīng)標準。
從站通過集中器對小區(qū)樓宇的用戶熱量表數(shù)據(jù)進行采集和分析判斷。采集的數(shù)據(jù)由GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊通過GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)遠傳至監(jiān)控中心(主站)的計算機。從站管理系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)儲存及手持抄表器接口功能，手持抄表器用于人工抄表，系統(tǒng)在自動抄表的同時支持人工抄表。
②GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)
GPRS(GeneralPacketRadioServer，即通用分組無線業(yè)務(wù))是在現(xiàn)有GSM(GlobalSystemforMobileCommunications，即全球移動通信系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，以封包(Packet)式傳輸數(shù)據(jù)，沒有頻段干擾，設(shè)備成本低，不需要專用平臺和維護，在使用中按數(shù)據(jù)流量計費，收費價格低[6]。其基于TCP/IP開放網(wǎng)絡(luò)平臺的優(yōu)點，能完美解決城市供熱系統(tǒng)的遠程抄表、無人值守?zé)崃φ镜谋O(jiān)控、熱用戶室內(nèi)溫度的檢測等問題。
系統(tǒng)中GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊的主要技術(shù)指標如下：
接口：RS232/RS485串口和單天線接口。
協(xié)議：TCP/UDP/IP/ICMP/PPP/PAP/DNS。
工作電壓：5V。
電流消耗：待機狀態(tài)時為140~160mA；
上網(wǎng)狀態(tài)時為220~260mA；
傳輸狀態(tài)時為260~280mA。
工作溫度：-30~70%。
該模塊支持靜態(tài)IP或域名方式連接遠程主機；設(shè)備間透明或非透明方式數(shù)據(jù)傳輸可選。
③主站
供熱公司監(jiān)控中心的遠程抄表系統(tǒng)主站的計算機通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與帶有GPRS終端的小區(qū)樓宇抄表從站無線連接，省去了租用無線通信專用網(wǎng)絡(luò)所帶來的設(shè)備購置和專線敷設(shè)費用。主站計算機可以是獨立的一臺計算機，也可以是供熱公司計算機網(wǎng)絡(luò)中的一臺。作為后者，供熱公司局域網(wǎng)中的計算機可依照權(quán)限瀏覽共享各樓宇從站上傳的熱量表數(shù)據(jù)。
④系統(tǒng)軟件
遠程抄表系統(tǒng)的主站和從站安裝有相應(yīng)的運行管理軟件，主要包括用戶熱量表軟件、集中器軟件和上位機軟件3部分。其中用戶熱量表軟件和集中器軟件包括自檢、初始化、測量、顯示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸?shù)饶K。上位機軟件用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理。從站上傳的數(shù)據(jù)儲存在上位機的數(shù)據(jù)庫中，通過上位機的管理軟件可實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的錄入、查詢、報表生成、打印以及系統(tǒng)綜合維護等功能。
⑤從站實例
以嘉潤莊園小區(qū)為例，該小區(qū)的2棟高層住宅樓分別有88戶和81戶居民。在遠程抄表系統(tǒng)中，這兩棟樓分別建1個樓宇從站。每棟樓安1個集中器，各用戶的熱量表通過M-Bus總線(采用屏蔽雙絞線，線徑為0.75mm)連接至集中器。集中器配備GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。這樣，就構(gòu)成1個傳輸從站。在實際施工中，1號樓的集中器與GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊組裝在同一配電箱內(nèi)，安裝在3單元2層樓樓梯間的墻壁上，并接入市電。2號樓的傳輸從站安裝與1號樓基本相同。圖2為嘉潤莊園1號樓的傳輸從站圖片。
