热力管网在线监测系统方案

1. 热力系统进展趋势

最近几年来，政府对集中供热系统建设的投入逐年上升，由2020年的270亿元增至2021年的450亿元。受政府对基础设施建设投资力度加大及供热需求持续增加的双重阻碍，集中供热行业取得了快速进展，全国的集中供热面积和供热量取得稳固增加。2021年，全国的集中供热面积约58亿平方米，昔时集中供热总量约30亿吉焦，供热管网长度约18万千米。按热力消费市场的终端客户划分，热力供给行业可划分为工业市场和居民采暖市场两大类。目前工业部门是我国热力消费的要紧领域，占全国热力消费总量的比重超过70%，可是居民采暖的热力消费增速高于工业领域，占全国热力消费总量约30%且比重不断提高。房地产业的蓬勃进展和城镇化的提升，受益于原有大中城市供热面积快速增加（新增建筑+旧区改造）和新兴县镇供热市场（超过1100个）慢慢开启，估量城市供热市场以后3-5年将维持15%的复合增速。

据中国产业调研网发布的《中国城市供热行业进展监测分析与市场前景预测报告（2021-2020年）》显示，目前，供热行业正处于体制改革、设备更新、技术进步时期，市政公用行业的市场化进程加速，外资、民营等多种经济成份已进入供热市场，供热市场的竞争日趋猛烈。供热市场准入、特许经营、用热商品化、热计量收费等改革将慢慢深化，节能高效、多热源、大吨位、联片集中供热、地源供热、科学运行等运营方式将不断推动行业进展。

2. XX热力集团大体情形

XX热力集团是全国最大的国有集中供热企业，具有五十连年光荣供热历史，隶属于北京能源集团，担负为XX市民和XX政军机关、大型企事业单位的供热保障职责。

XX热力集团集供热生产运营、供热计划设计、供热工程建设、供热技术研发、供热设备制造于一体，拥有供热运营企业X家，为供热运营提供保障的企业X家，员工X多名。2021年末，集团总资产X亿元，营业收入X多亿元；供热总面积X亿平方米，供热用户X万户；一级供热管线X千米，热力站X座。

3. 供热进程中发觉的问题及需求

随着时期的进展，我国各社会阶级对供热的需求也在不断转变。北京热力集团是我国最大的供热企业，在其近半个世纪的运营进程中，不同时刻段社会对其供热的需求也不同。目前其要紧问题及需求表现为：

1.随着社会供热需求的增大，供热面不断增加，随之而来的配套效劳压力不断增强，及时处置客户投诉，解决客户各方面的问题，是热力集团面临的重要问题。2.随着供热区域的增大，供热面积的增加，及时、准确的对热力进行调配，才能幸免供热不均造成的浪费及保证用户的正常利用。

3.对各供热管道和区域进行监测，明确各区域的温度、压力等，是保证供热质量的前提条件。同时对管网进行监测能够尽可能减少因为对现场情形不明，误操作致使的压力过大，温度太高或过低等情形，大大减少管道爆裂的危险。

4.随着时期的进步，对热力治理系统不断提出了新的功能需求，治理系统的及时升级，是保证整个供热系统先进性、适用性的必要方法。

5.供热系统运行进程中，会不断显现各类问题，及时准确的处置这些问题，才能保证整个系统的正常运行。面对这种情形，供热治理系统必需能准确的定位问题的缘故，并有一套相应的处置流程，才能保证及时准确的处置好问题，可不能显现窝工或消息不通的情形。

6.随着供热管网的增加，供热系统运行保护的人员必然会相应增加，同时由于人员的增加，会引发治理混乱或政令不通等情形。对热力治理系统进行升级，引入智能化治理和远程操纵系统，能有效的解决上述情形，在减少人工的同时，保证系统更方便高效的运行。

市的热力用户已达百万，对用户进行治理，方便其进行缴费、报修、投诉等，是提升效劳品质的重要方式。热力治理系统必需与用户平台进行兼容，达到信息共享。

8.维修人员常常需要跑现场进行保护，这种情形下，他们无法及时了解设备的运行状况等信息，为了解决相应的问题，必需要有一种方便携带的信息展现平台，能随时随地查看系统状况。

4. 解决方式及成效

针对上述问题，咱们推荐利用企鹅能源数据的热力管网在线监测系统。其具体为，在所有的供热管网及其支路上安装温度传感器、压力传感器、流量计、流量调剂器等设备，通过搜集器对各设备的信息进行搜集和操纵，然后把搜集的数据上传至系统效劳器，在效劳器中通过分析处置，以各类形式展现出来。

通过供热管网在线监测系统，能解决的问题及表现的功能要紧有：

（1）提供完善全面的数据信息

热力管网在线监测系统是典型的大数据系统，成立热力管网在线监测系统能够为治理者提供完整的数据信息，治理者能够通过系统查询到所需时刻、时段的管网状态数据，同时软件所带的各类图标分析功能，为治理者提供了详尽的数据统计信息，便于治理者对管网设备进行后续治理工作。利用数学模型、预测和预警、数据仓库和数据挖掘等理论方式和技术，对有关数据进行深切的加工处置及分析，以提高监控数据的应用水平。

（2）及时发觉热力系统中的故障

某些设备或管道发生故障时，可能由于深埋地下或其它的缘故，工程人员例行保护和巡检工作往往很难发觉这些问题。通过在线监测，咱们能够很轻易的找到这些故障设备或管网状态的异变，进而发觉其故障，进行检修，减少了因故障而造成的损失。

（3）故障提早预警

由于管网的距离很长，热力站网店众多，常常会有信息不对称的情形，如此会产生由人为操纵引发的压力过大或温度太高、太低的情形，从而致使的管网爆裂或设备损坏时有发生。通过管网在线监测系统，咱们能够很直观的看到遍地网店的状况，从而幸免了由于信息不对称致使的上述状况。热力管网在线监测系统还加入了故障预警功能，关于超过设置阀值的现场信息，系统会自动预警，提示治理人员及时进行处置，大大降低了故障发生的概率。

（4）找到最正确的供热配置

热力系统中，热能的输送一样依照片区的实际利用情形进行配送，若是短时刻之内，区域热力利用增大，调配不及时，就会致使区域的热力配送跟不上，用户体验就降低，从而引发用户投诉。通过管网在线监测系统，咱们能够从其历史数据中分析出各个区域的不同时刻段热力利用情形，提早做好热力输送预备，及时的对相应区域加大或减小热力的配送，幸免因为配送不及时致使的投诉。

（5）对管网进行及时实时的管控

管网在线监测系统引入了实时操纵功能，治理者能够在远离现场的操纵端实时的对现场设备进行单个或批量操纵。远程操纵功能，减少了现场操作产生的大量人工，幸免了现场操作失误致使的人身伤亡事故。（6）节省大量人力物力

要保证热力管网的正常运行，需要派大量的人员进行治理，对管网线路、站点、设备进行不中断的巡检。在需要对管网进行操纵时，常常需要人员跑到现场进行手动的操纵。热力管网在线监测系统，能有效的降低相应的人工。系统采纳实时的数据搜集，所有管网状态系统上一目了然，无需人员现场巡检，关于需要操纵的设备，能够远程实时操纵，减少了人员现场操纵花费在路上的时刻和财力。

（7）收费操纵

热力管网在线监测系统能够加入预付费功能，安装预付费表计至用户家里。当用户欠费时，系统自动关闭该户送热管道，以催促用户及时交费，幸免拖欠。同时，由于管道的操纵是由系统自动操纵，所有缴费信息系统中都能够直接查询，幸免了因为人情关系产生的多送热、不收钱等现象，幸免了公司的损失。

（8）用户查询及互动

热力管网在线监测系统能够开放相应的用户APP，用户能够直接在电话上进行状态查询、余额查询、报修、投诉等功能。同时用户APP加入互动功能，用户之间、用户与治理人员之间、社区居民之间能够进行直接交流。同时，热力集团管网保护时的停热通知等，也能够通过APP推送的形式发送至用户电话。

（9）基于用户的功能扩展

由于热力用户较多，群体比较固定，热力集团能够在相应的APP上增加其他功能，或开展其他有偿效劳，如广告等，以增加收入。

5. 热力管网在线监测系统介绍

5.1. 整体构架

图3-1 热力管网在线监测系统整体架构

本系统由数据搜集、传输层，和效劳器分析层及应用展现层组成。

数据搜集层包括温度传感器、压力传感器、电磁阀、流量计等传感器或操纵终端和搜集器。传感器和操纵器负责搜集管道数据和操纵管道流量，搜集器负责向传感器发送死令并对信息进行加密然后上传至系统效劳器。

效劳器分析层将现场搜集来的数据进行解析，通过实时运算计算出汇总数据，分项数据等。

应用展现层是面向用户的终端，它由 web 端和 app 端组成，用户依照条件和需要，可自由选择平台登录系统，查看现场搜集到的数据、分项计量数据等信息。 5.2. 数据搜集器

本系统的数据搜集器，利用的是企鹅能源自己生产的数据搜集器。搜集器参数如下：

 输入电压：9—30V 输出电压：5V 搜集频率：1min/轮

 通信接口：RS485 接口、DTL645 接口、T188接口、LAN 接口、GPRS模块和WIFI模块可选配

 搜集模块：ARM的Cortex-M4内核

 功能：身份验证、数据加密、断线重连、动态域名解析等6. 监测系统界面及功能

6.1. WEB系统界面

登岸界面

如以下图所示，在右边的登录框中输入用户名与密码，即可登录系统：

导航界面

导航界面如以下图所示，在导航条中点击“实时监控”，并在展开的菜单中点击“设备治理”即可进入设备治理模块。

设备治理

进入设备治理后，该界面如以下图所示

设备选择

在设备治理界面的左侧，可选择需要治理的设备，通过‘品牌’，‘城市’，‘门店’，‘设备’逐层挑选，如图所示。

以图中为例，依次选择品牌为‘热力供给’，城市为‘北京’，门店为‘第一公司’，设备选择‘换热站1#’。即可完成对某个设备的选择，切换设备的操作也相同。 选择完成后，点击“确信”即可生效，右边的图标区域会自动刷新。

热力站信息

选择设备为‘换热站’后，右边数据将呈现该换热站的实时监控信息，下拉页面，还可看到历史数据图表。

实时监控信息包括一次水系统，二次水系统，子设备。

一次水系统如左图所示，别离展现该换热站一次水的压力，温度，流量，热量及阀门开度。

二次水系统如下图，要紧信息与一次水相同，由于二次水系统涉及分支选择，在该模块的题目后能够选择分支。

点击第一个选框，选择‘供暖分支’或‘生活分支’；第二个选框选择具体的支路，如‘1＃楼供暖’，即可完成支路选择，页面自动刷新。

子设备模块为该换热站下所有的实体设备的配电监控信息，要紧包括设备运行状态，实时功率，日积存能耗信息。

历史图表

历史数据图表为监控参数的历史纪录值，以每小时为基数点，可查询任意时刻点的数据，以折线图或柱状图展现，时刻维度可在‘年，月，日’切换。图表如以下图所示：