1. 系統設計說明 北方城市，由于冬天氣溫很低，需要集中供暖。如果供暖的管網出現問題，小則影響一個小區，大則影響一個城區，和居民的生活密切相關。而且管網分布面積很大，一般在幾十平方公里以上，長度一般超過5公里。簡單靠人工循檢，已經無法滿足城市規模越來越大，人口越來越多，要求越來越高的需要。 熱力管網監控實質是SCADA系統，主要由監控主站、通信系統和遠程終端構成。監控主站由通信管理單元和監控工作站監控，對于要求高的，可能還需要數據庫服務器，對于需要遠程瀏覽的還需要WEB服務器。通信系統差別很大，可以是電話線，雙絞線，數傳電臺，GPRS電臺等。遠程終端簡稱RTU，是負責遠方數據采集和控制的設備，因為其工作環境一般在室外，環境比較惡劣，對可靠性和抗干擾能力要求較高。 熱力管網遠方監控還需要大量的儀表，如溫度變送器、壓力變送器、流量計等。 1.1. 現狀綜述 全國各地已不同程度地進行了熱力管網監控的試點工作，目前參與的廠商數量比較多，水平參差不齊，各個廠家都是在做試點工作，也有個別廠家開始規模推廣。也暴露出很多的問題，主要表現在現場設備可靠性差，可維護性差，不能承受現場惡劣的工作環境（包括高溫、低溫、潮濕和沙塵）。數據開放性不夠，往往是各個廠家互不兼容，軟件數據不能共享，呈現一個個的自動化孤島。 1.2. 設計思想 目的： 熱力管網遠程監控系統主要是通過對熱力站、管網參數的實時檢測，采用輪詢-應答的通信方式，將檢測到的熱力站，熱力管網狀態，通過各種通信方式傳送給實時數據庫服務器，并以C／S或Ｂ／Ｓ模式，使各個部門能夠及時熱力站，熱力管網工作狀態，能實時監控熱網的運行情況，如監視熱網最不利壓差，協調控制熱源的供給以適合熱網負荷的變化，保證熱網安全、可靠、高效的運行。 原則： 開放性原則，通信協議采用業界較為通用的MODBUS協議。軟件采用組態軟件，用戶可以自行開發，自行維護，RTU采用具有標準協議的產品。現場儀表變送器盡可能選用24V供電的，輸出4～20mA的設備。 整個系統構成如下： 方案說明： 監控主站采用工控計算機，保證7×24運行。通信方式考慮建設的復雜度，一般推薦采用GPRS或者數傳電臺，架設速度快。監控裝置選用易控微網公司的STC-1、STC-2 微型RTU設備。 2. RTU系統 RTU英文名稱Remote Terminal Unit，IEC現在給的名稱TeleControl。 是一種遠方數據采集和控制的設備。易控微網公司的STC-1是一種合乎IEC要求的一種微型RTU設備，其型號STC為Small TeleControl的縮寫。STC-2是一種可以直接完成交流電量采集的微型RTU設備，主要用于泵站的監控。 2.1. 功能 STC-1 微型RTU設備的功能。 ● 8路開關量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。 ● 8路開關量輸入，也可以作為脈沖量輸入。 ● 8路直流采樣,可以接各種變送器。 ● 1個標準485通信口，1個RS485/232接口，支持MODBUS或其它規約，擴展更加容易。 ● 貼片安裝，無外部總線，可靠性高，抗干擾能力強。 ● 卡式導軌或螺絲固定，現場安裝更加便 STC-1主要用于測溫點，測壓點和流量的監控。 STC-2設備主要功能： ● 三表法測量準確測量三相交流電壓、電流、有功、無功、頻率、功率因數、零序電流等電參量, 可以測量變頻器輸出。 ● 具有3路獨立的開關量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警 ● 6路開關量輸入，也可以作為脈沖量輸入 ● 2路直流采樣,可以接各種變送器 ● 兩路通信接口，支持MODBUS規約，支持主站端的熱備用 ● FFT算法，可計算1－7次諧波 STC-2 主要用于泵站的監控。 2.2. 現場安裝 每個檢測點需要安裝一個監測箱，監測箱要求合乎IPC55防護等級要求。在監測箱內安裝1臺或者多臺STC-1、STC-2微型RTU，采用24V供電。箱內配一個220V/24VD或者12V的開關電源，給RTU和電臺、變送器供電。 溫度變送器選用PT100的溫度變送器，輸入為3線制，輸出為2線制。 壓力變送器選用2線制的設備，由24V供電。 流量計可以選用電磁流量計或者渦輪流量計，輸出可以是4~20mA或者是頻率信號。頻率信號可以接STC-1的開關量輸入，可以計算單位時間流量，還可以計算總流量。 STC-1的繼電器輸出可以控制閥門，應用非常方便。 對于熱力泵，供水泵，STC-2可以監控其工作電壓電流，出口溫度，出口壓力，流量計頻率信號可以接STC-2的開關量輸入，可以計算單位時間流量，還可以計算總流量。STC-2需要安裝三個電流互感器。 對于熱力站可能需要多個STC-1或者STC-2，安裝時可以把他們的RS485接口通過雙絞線構成一個RS485網絡，然后通過1臺SCM-1通信模塊進行數據轉發。 電臺也安裝在控制箱內，通過50歐姆饋線輸出。電臺的通信接口接STC-1、SCT-2或者SCM-1的RS232接口。 3. 通信 SCADA系統的通信方式可以多種多樣，考慮系統的可靠性，有可能還要有備用通道。通信的方式總體說來分為兩種，一種是自己架設的專線系統，一種是架設在公網上的系統。 自己架設的系統：自成系統，不需要別人參與，運行費用低，架設成本高，需要用戶自己維護。包括，自架的電話線，雙絞線，光纜，載波，微波，電臺等。 公網系統：電話線，專線，ISDN，幀中繼，衛星線路，GPRS等。架設費用低，不需要用戶維護，運行費用高。 用戶選擇時需要自己根據各種利益和費用考慮。 考慮熱力管網分散，和建設的速度，我們推薦采用無線方式。 自行架設可以采用數傳電臺，相關手續：到無線電管理委員會申請頻點，登記，購買數傳電臺。費用：頻點占用費，電臺費用，饋線，天線費用，架設費用。 參考價格:頻點 1500元/年 電臺 2000元左右 天線饋線 500元 公網GPRS或者CDMA，需要和當地的中國移動或者中國聯通洽談計費方式（可以包月或者按照流量計費），費用包括GPRS/CDMA收費，GPRS電臺費用。 參考價格：包月 100元左右 電臺 2000元左右。 參考數傳電臺： 數傳電臺可以選擇深圳固迪GD230V型25W/8W功率穩定超強型無線數傳電臺，具有如下特點： ● 高性能、高穩定、高可靠 ● 適合于各種惡劣的工作環境； ● 精密壓鑄鋁結構配合精良的電路設計，抗干擾能力更強； ● 采用溫補頻率基準源，確保高穩定收發頻率； ● 專業的散熱設計適合于長期不間斷工作； ● 有效通信距離遠； ● 采用頻率合成技術，通過計算機靈活方便地設置頻點； ● 全部設置通過設置軟件完成，操作簡便； ● 點對點、點對多點，靈活組網； ● 提供外置調制解調器接口； ● 提供模擬通道，方便進行話音通信； ● 可選配手咪喇叭配件，直接對講，方便工程施工； ● 電源工作指示燈、空中收發指示燈及數據收發指示燈使工作狀態一目了然； ● 采用超大規模集成電路，低功耗設計，SMT生產工藝； ● 工業級產品設計，溫度范圍寬。 ● 集收發數據、話音通信于一體，功能強大。 1． 總體指標： ● 頻率范圍：VHF/UHF ● 頻率穩定度：1.5ppm ● 信道間隔：25KHz/12.5KHz ● 調制方式：MSK ● 數據接口：RS-232(標準配置) RS-485(選配) ● 接口速率：9600/4800/2400/1200bps（可設置） ● 接口校驗：無校驗/奇校驗/偶校驗 （可設置） ● 信道速率：2400/1200bps （可設置） ● 信道總數：16 （可擴充） ● 天線阻抗：50Ω ● 電源電壓：DC 13.8V　（12—15V） ● 電源消耗：接收時＜100mA，滿功率發射時＜5.5A ● 體積：長×寬×高＝149mm×109mm×50mm 2．接收機指標： ● 接收靈敏度：≤0.25μV（12dB信納比） ● 雜散及鏡頻干擾：≥70dB ● 鄰道選擇性：≥70dB ● 接收失真：≤3% 3．發射機指標： ● 輸出功率：25W （5-25W連續可調） ● 最大頻偏：5Kc ● 鄰道抑制比：≥70dB ● 雜散發射比：≥70dB ● 發射啟動時間：≤40ms 參考GPRS GPRS MODEM 可以選擇深圳市泰達鑫通信技術有限公司開發的TGM8800 GPRS無線數傳系統，具有如下特點： 4. 主站端 選用計算機硬件軟件的原則為夠用，一定時間內不落后。選用油井控制器的原則價格合理，可靠性高。 4.1. 硬件 根據實現情況配置個人計算機和服務器，包括監控工作站、通信服務器和數據庫服務器。 監控工作站選用流行的個人計算機或者工控機。P4 2.0GHz ,512M RAM,80G 硬盤，20英寸顯示器或者17英寸LCD顯示器，鍵盤、鼠標和多媒體套件。配備打印機一臺。 通信服務可以選擇工控機，對機器要求不是非常高，可以靈活配置。 數據庫服務器選擇小型工作組服務器即可。 4.2. 軟件 軟件選用組態軟件，可以選用的產品：國內的 開務2000，組態王等，國外的INTOUCH,FIX等。 參考價格：國內不限點版本 報價 5萬元左右，可以有折扣。 國外軟件可以向代理商咨詢，也有國外的盜版軟件可用。 系統集成工作：包括實時數據庫建立，數據命名，畫面設計，畫面制作，畫面數據與實時數據鏈接。數據庫服務器安裝，配置。WEB服務安裝，配置，WEB頁面制作等。 完成功能： 監控中心采集現場過程數據進行分析計算處理，對運行人員提供操作指導，實現對熱網的監測控制、