基于GPRS通信技术的供暖热能表研究

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《测控技术｝２０１４年第３３卷第的供暖热能表研究
朴兴哲，高成，薛玉善，李英顺
１１１００３）（沈阳工业大学工程学院，辽宁辽阳
摘要：为实现用户采暖数据的远程在线监控与管理、按用户需要使用热能，研发了一种基于ＧＰＲＳ通信
ｂｏｕｔｃｏｎｔｒｏｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｈｅａｔ — ｅｎｅｒｇｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｎｅｅｄｓ，ａｈｅａｔｍｅｔｅｒｏｆｕｓｅｒｔｅｒｍｉｎａｌｆｏｒｈｅａｔｉｎｇｓｕｐｐｌｙｉｓ
ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎＧＰＲＳｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｌｏｗ— ｐｏｗｅｒｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒＭＳＰ４３０ＦＷ４２７ｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＧＰＲＳｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｕｌｅＭＣ５５ｉｓｕｓｅｄｆｏｒｒｅｍｏｔｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄＬＣｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｏｎ— ｐｌｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｌｏｆｗｓｅｎｓｏｒ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｈｅａｔｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｆｏｒｈｅａｔｍｅｔｅｒａｒｅｅｘｐｌａｉｎｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｔｈｅｎｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｉｑｕｉｄｓｅｎｓｏｒａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＲＳｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐｒｏ — ｖｉｄｅｓａｗｉｒｅｌｅｓｓｒｅｍｏｔｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｕｓｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｂｅｔｗｅｅｎｒｅｍｏｔｅｕｓｅｒａｎｄｍｏｎｉ－ｔｏｒｉｎｇｃｅｎｔｅｒｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｏｎ— ｔｈｅ — ｓｐｏｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅｉｓａｂｏｕｔ６１．８ｋｂｉｔ／ｓ，ｗｉｔｈｓｅｃｕｉｔｒｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙ，ｗｈｉｃｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｏｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａｏｎｔｈｅｓｐｏｔ，ａｎｄｂｒｉｎｇａ —
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉａｏｙａｎｇ１１１００３，Ｃｈｉｎａ）
其次建立了温度传感器、流量传感器的数学模型。ＧＰＲＳ通信技术的应用为供暖监控系统提供了一个
无线远程数据传输方案，实现了远端用户热能表与监控中心进行实时数据交换。最后实验表明，数据传输速率在６１．８ｋｂｉｔ／ｓ左右，具有高可靠性、测量精确等优点，能够有效地解决传统供暖监控系统投资大
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＨｅａｔｉｎｇＳｕｐｐｌｙＭｅｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＧＰＲＳＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ＰＩＡ０Ｘｉｎｇ — ｚｈｅ，ＧＡ０Ｃｈｅｎｇ，ＸＵＥＹｕ — ｓｈａｎ，ＬＩＹｉｎｇ — ｓｈｕｎ
的问题。
关键词：ＧＰＲＳ；供暖系统；热能表；通信模块；数据传输速率；用户终端
中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１０００— ８８２９（２０１４）０１ — ０００８— ０４
的供暖用户终端热能表。热能表采用低功耗的ＭＳＰ４３０ＦＷ４２７单片机，远程通信采用ＧＰＲＳ网络模块ＭＣ５５，流量测量采用Ｌｃ振荡耦合技术设计。首先阐述了热量测量原理，热量表的软件、硬件设计方法，

基于GPRS网络的供热监控系统软件的设计与实现

《业控制计算机｝０１年第２工２１４卷第１期
基于ＧＲＳ网络的供热监控系统软件的设计与实现Ｐ
ＳｆｒｓｇｎｍｐｅｏｔｗａｅＤｅｉｎａｄＩｌｍｅｔｔｎｏａｉｇａｄｎａｉｆＨｅｔｎＭｏｉｒｇｙｔｍｓｄｏｏｎｎｔｉＳｓｅＢａｅｎＧＰｏｎＲＳ
各居民家中。以上过程中，热主控部门需要对分散在不同地在供理位置的换热站中温度、压力、量、位等参数集中实时监视；流液同时，据从现场监测到的各换热站运行参数，节热电厂运行根调
数据业务的无线接入优势，为通信和控制网络，程监控系统作远
的运行。１系统体系结构
外，Ｔ起到ＰＣ与主控中心的报文接收转发的辅助作用，ＤＵＬ也
是与移动ＧＰＳ网络的工作接口。Ｒ
杨传顺殷杰波（中国船舶重工集团公司江苏自动化研究所，苏连云港２２０）江２０６
摘要
提出了一个利用移动的ＧＰＲＳ网络和传统工业监控终端设备相结合的热电厂的供热监控系统解决方案，详细论述了
现场设备层：在系统中作为从站，随时响应主控中心的命令，返回命令的执行结果。在各换热站中，Ｔ模块接收通过并ＤＵＧＰＳ网络传输的监控中心的命令报文，给现场的ＰＣ或触Ｒ传Ｌ摸屏，Ｌ或触摸屏负责控制现场设备，集现场设备的实施运ＰＣ采行数据，执行命令报文，并把报文的结果传给ＤＵ模块，ＴＴＤＵ模块再通过ＧＰＳ网络传给监控数据中心。Ｒ由此现场设备通过ＧＰＳ网络与主控中心控制计算机建立Ｒ可靠、稳定的通讯，主控室可对现场所有换热站完成监视、制。在控

基于GPRS—Internet无线远程监控的换热站计算机控制系统一

２）温度设定值子程序：事先将设定温度值分成几个温度区间，这样室外温度传感器采集的温
度值就能对应相应的温度区间，从而将采集的温
１３循环泵变频控制．
利用ＯＣＳ控制器与变频器进行串行通信，解
１）模拟量输入子程序：将室外温度传感器和
现场的温度传感器、压力传感器所采集的数据经
用自学习功能必须将ＰＤ调节设置在自动调节上。Ｉ在启动该系统前，可将ＰＤ调节的参数在其数据Ｉ
势曲线，此时温度的设定值为７ ℃，二次供水的５
第３卷４第９期２１ — （）【１０２９上２】
１２ＰＤ制．ｌ控ＯＣＳ控制器在ＰＤ调节上有一项特殊的功Ｉ能—— 自学习功能。自学习功能集成了模糊ＰＤＩ适应性强和控制灵活的特点，运用十分广泛。启
３系统的软件设计
３１程序设计＿
沈
磊，郭西进，苑存超
ＳＨＮＬｉＧＵＸｉｉ，ＵｎｃａＥｅ，０－ｎＹＡＮＣｕ．ｈｏｊ
（中国矿业大学信息与电气工程学院，徐州２１０）２０８摘要：通常的换热站主要采用人力监控，这样既浪费了人力资源，又存在着许多隐患。在一些控制
现场的压力传感器选用ＤＴ０１１型压力传感器，２－１１现场执行器选用西门子ＡｃａｉＴ型执行器，变ｖｔＭｘ频器选用西门子Ｍｉｏｓｒ４ｃＭａｔ４０型变频器。ｒｅ

“互联网+”在智能供热系统中的应用

摘要：改善供暖企业在集中供热、供热调度等环节的节能要求，智能热网自动监控系统通过采用智能采集仪对换热站实行本地智能控制，利用计算机技术和无线通信技术，对各换热站的运行参数进行实时远程监测，以达到室外温度与热网运行状况的平衡。

“十三五”以来，丹东金山热电有限公司在政府及上级公司的政策支持下，积极参与丹东市城市供热规划建设，克服重重困难，多措并举，供热规模不断扩大。

截止2019年3月，丹东金山热电有限公司供热联网面积2392万平方米，实供面积1651万平方米，供热面积覆盖区域达到丹东市区的70%。

近年来获得“2016年辽宁省优秀供热企业”、“优秀青年先锋岗”等荣誉，并于2019年3月我公司“互联网+”在智能供热系统中的应用研究及工程示范项目”顺利通过国家能源局组织的验收评审会。

丹东金山热电有限公司2015年成为首批“华电集团智能热网试点单位”，于2016年正式开展实施智能热网建设工作，基于我公司生产、运营及管理需求，开展网侧节能增效技术研发，并将先进节能技术与互联网技术结合，进行供热系统的信息物理耦合，创新生产技术和管理运营模式，实现生产管理效率的最大化、服务民生优质化，建成一套由分布式控制系统及信息管理系统组成的综合性热网智能管控一体化平台（如图1）。

图1 分布式控制系统及信息管理系统组成的综合性热网智能管控一体化平台1分布式控制系统分布式控制主要包括调度中心控制系统、一站一曲智能控制系统、能耗分析系统、生产管理系统等，实现对全网运行参数的远方监视、远程调控及全网分析调节等综合管控系统。

1、调度中心控制系统主要由现场数据采集装置，实时将现场的流量、压力、温度等数据采集到智能远程测控终端内，根据实时数据实现采集点现场的自动报警，并且由智能远程测控终端将数据采用主动或被动的方式发送到监控中心。

实现对数据的接收、存储、显示、数据请求以及曲线显示、报表打印输出等信息管理工作和进行特殊情况的监控中心预警以及通过客户端软件方便地访问实时和历史数据。

几种常用热量表对比

几种常用热量表对比———李伟、陈文利、刘瑞峰全国的供热计量改革正在逐步开展，特别是在近年来能源短缺，国家提倡节能减排，各地非常重视，供热改革也在同时进行，对供热改革中分户计量的热量表的需求也正在扩大，同时对热量表的性能、质量的要求也越来越高。

热量表是实现供热分户计量的根本终端，它能最终显示终端用户所用热能，通常以“kW•h”或“MJ”的形式出现，它的计量准确性直接关系到供热企业和用户之间的利益关系。

就国内热量表而言，可以说是质量参差不齐，性能鱼目混珠的现象十分普遍，这就是一些低价位的“有磁热量表”。

所谓“有磁”热量表就是在流量信号采集上采用的磁性（磁铁）传感器，如“韦根”，“霍尔”，“干簧管”等。

现在“霍尔、干簧管“采集信号已经被市场淘汰，而在热量表技术最成熟的西欧、北欧国家，根本就不允许使用“有磁”热量表。

另外一种热量表就是国际上应用十分广泛的“无磁”热量表，所谓“无磁”就是热量表在流量信号采集上利用电感振荡原理取得的，没有任何磁铁及磁性物质，它在西欧、北欧供热计量最成熟的地区占到90%的市场份额。

我们就“韦根”热量表即“有磁”热量表和“无磁”热量表做一下分析：一、“有磁”韦根热量表：缺点：1、韦根发讯的“有磁”热量表，在采集流量信号时，利用基表叶轮上的磁铁和韦根线圈相偶合，产生脉冲取得的，而叶轮上的磁铁是靠水流推动的，它在和韦根线圈偶合时消耗了水流的能量，产生的磁阻力会降低基表叶轮的转速和灵敏性，长期会影响准确计量。

2、韦根线圈抗干扰能力差，当外界放置磁铁时，韦根线圈势必受到干扰，会影响计量的准确性，在在一定角度放置磁铁时甚至会引起不计量现象，这样对热量的损失就大了。

3、韦根发讯中的磁铁会吸附水中的铁屑，这是磁铁的性质决定的。

磁铁吸附铁质后，会增加磁铁面积，降低单位磁通量，影响计理的准确性，随着磁铁吸附铁质的增加而增大，能引起不计量，甚至基表不转动。

4、韦根发讯中的磁铁，在供热环境中长期浸泡在热水中，而磁铁淬火就失去磁性，在热水中，磁铁也会产生褪磁现象，当磁铁褪磁后，热量表自然也就不计量了。

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