一 前言 熱網監控系統是實現熱網現代化管理的關鍵部分，它與計算機構成熱網控制系統，對城市熱網實施集中監控和科學的量化管理，是供熱網安全、穩定經濟運行的必要條件，該系統能實現熱網運行的動態跟蹤監視，通過遠程數據的自動獲取，進行集中調動和控制，由計算機實時監控，可以及時地診斷供熱系統的設備故障以及管網的管損和用戶人為造成的管網汽損，并進行處理。 熱網監控系統解決了熱網運行失調現象，大大提高了供熱效果； 熱網監控中心的數據幾乎與現場數據保持同步，由于 24 小時在線運行，杜絕了用戶偷汽等現象；現場計量出現故 障可以在最短的時間內發現，并將故障時間記錄備案，避免計量方面的損失；利用故障診斷、能損分析，了解管網保溫、阻力損失等情況，提高設備的使用效率，使熱網的管損達到最小值，以達到最經濟運行；通過歷史數據和實時數據的比較，分析管網是否存在泄漏，設備是否需要維修，以達到最安全運行。 二 系統簡介 目前全國的熱電廠數量有數百家之多，集中供熱是國家大力推廣的節能和環保措施。熱網管理主要有兩種形式，一是人工抄表、制表；二是采用遠程熱網計算機管理系統。前者的優點是前期一次性投資小，只要安裝一套計量設備到現場，然后定期記錄、檢查和人工制表，缺點是管理人員在廠內無法知道現場的運行情況，容易造成大的供熱損失；后者的優點是管理人員可以實時監控熱網運行狀態，在線監測熱用戶的用汽情況，防止有偷汽現象發生，實時報警，實時制表等。 遠程熱網計算機管理系統以前都采用數傳電臺的傳輸方式，本系統采用CDMA1X（或GPRS）的方式。兩者比較如下： 1、 數傳電臺 根據國家無線電管理委員會頻率規劃，將223.025M～235.000MHz作為遙測、遙控、數據傳輸等業務使用的頻段，其他業務不得對其產生有害干擾。用于近距離（1000米以內）操作時≤0.5瓦，設置在城區、近郊區時：≤5瓦，設置在遠郊區、野外時：≤25瓦。 數傳電臺受發射功率限制，傳輸距離最大只有數十公里，而且，超長距離的發送需要大功率發射，需要提供大功率電源。這一特性決定了數傳電臺的應用只能限定在一定的區域范圍內。 數傳電臺組成的數據傳輸網絡獨占一個頻率資源，在同一頻點上同時只能有一個設備發送數據。一般采用中心對遠端多點的通信分配方式，采用輪詢方式查詢數據，輪詢周期與電臺數量有密切關系。假設訪問一個站點需要0.5秒，輪詢等待超時時間設定為3秒，系統有100個終端，那么在所有終端工作正常情況下輪詢周期是0.5×100=50秒，如果有一臺終端由于設備故障、頻率干擾等原因導致傳輸失敗，系統在此終端將等待3秒，輪詢的最長周期可能是3×100=300秒。數傳電臺的輪詢模式以及覆蓋，決定了網絡的容量有一定限度。 數傳電臺的建設成本，除了數傳電臺的采購成本，還需要包括架設塔臺、架天線等基站建設成本，傳輸距離越遠，基站建設成本就越大。數傳電臺由用戶單位自行建造，無需繳納通信費用，但是頻率占用費以及對電臺設備的維護費用也是筆不小的開銷，電臺數量越少，單位成本就越高。 2、 CDMA1X（或GPRS） CDMA1X （或GPRS）在數傳領域采用DTU+網絡接入的方式組網，CDMA1X （或GPRS）等網絡已經形成了覆蓋全國的數據網絡，采用這種方式組成數據傳輸網絡極其方便，只要附近有CDMA1X （或GPRS）等網絡基站，就可以架設數據采集終端，沒有通信距離的限制，CDMA1X （或GPRS）等網絡終端的發射功率都很小，一般<2W。 由于CDMA1X （或GPRS）可用頻段寬，容易滿足組建公網對信道數的需要。CDMA1X （或GPRS）網絡是公眾生活中的一個重要交流工具，其工作頻率也受到無線電管理委員會的重點保護，頻率受干擾的機會非常少。并且CDMA1X （或GPRS）等網絡的跳頻機制能有效地解決當某一頻率受到干擾的問題。 CDMA1X （或GPRS）采用卷積編碼，推薦4種編碼方式：CS-1~CS-4（CS-1，碼率1/2；CS-2，碼率2/3），通過減少糾錯比特適應不同傳輸信道質量要求。目前使用的CS-2編碼糾錯能力強，即使傳輸信道質量比較差，也能滿足數據傳輸要求。 CDMA1X （或GPRS）網絡采用分組交換，在數據帶寬滿足的情況下，中心可以幾乎同時向全部終端發出查詢數據，組成上述電臺組網案例中相同規模的GPRS數據傳輸網絡，整個輪巡周期就是3~5秒，而且這個周期不隨著終端數量的增長而增長，個別終端故障，不影響整個系統的輪詢周期。如果針對CDMA1X （或GPRS）的網絡特點，改變傳統的輪詢模式，采用終端主動發送數據的方式，數據采集效率更高。 在CDMA1X （或GPRS）網絡上組建數據傳輸網絡，根據總的帶寬需求，申請合適的中心接入方式與帶寬，對終端數量沒有限制。從而在電力、氣象、水文等行業里實現大范圍、大容量的檢測網絡成為可能。 CDMA1X （或GPRS）網絡屬于蜂窩網絡結構，高大建筑對網絡無線信號的影響只局限在小塊區域，而且，移動運營商有專門的網絡優化部門，根據網絡上的流量、通信故障等情況，及時調整網絡，用戶根本不必關心網絡的調整，更不需要為網絡調整付出額外的支出。 所以，從上面的兩種數傳方式我們不難看出，隨CDMA1X （或GPRS）等網絡的發展，隨著適于各種應用的終端產品的不斷出現，同數傳電臺相比，GPRS等網絡數據傳輸在建設成本、維護成本上有很大的優勢。 三 系統構成 本熱網遠程監控系統由兩大部分組成：遠程數傳系統和現場采集系統。 1、遠程數傳系統（如圖1） 圖 1 遠程數傳系統是整個熱網數據傳輸的關鍵部分，它包括：宏電H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊、動態域名服務器、ADSL撥號設備、數據中心、CDMA網絡、INTERNET網絡。 （1）宏電H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊（如圖2）：該模塊基于CDMA網絡，內置CDMA模塊，能支持語音、短信息、數據通信，嵌入TCP/IP協議棧，通過RS232接口，可直接與RTU、PLC、工控機、POS等數據終端無縫連接，實現透明傳輸。H7720系列無線DDN通信終端可廣泛用于遙測，數據采集與監控、自來水和廢水管網自動化、油田數據采集等領域。 圖 2 （2）動態域名服務器：數據中心依賴于INTERNET網絡，一般可采用固定IP地址。但由于固定IP地址的申請現在費用還較高，一般的小企業可以免費申請動態域名服務器。本系統采用花生殼動態域名服務器。 （3）ADSL撥號設備：即普通上寬帶網的ADSL moden。 （4）數據中心：接受由INTERNET網絡傳輸過來的數據，能實時顯示各用熱站的溫度、壓力、流量、熱量及累計流量和累計熱量，同時具有歷史曲線記錄及日報表、月報表輸出，對于遠程供熱站具有儀表斷電監視和流量、熱量自動追憶功能。 （5）CDMA網絡：本系統采用中國聯通的CDMA1X 。 （6）INTERNET網絡：即普通寬帶網。 2、現場采集（如圖3） 圖 3 現場采集系統通過渦街流量計或孔板流量計，把蒸汽流量轉化位標準信號，傳輸至現場采集箱進行顯示及積算，通過RS485通訊接口，傳輸至H7720系列無線DDN通信終端（DTU）模塊。 （1）渦街流量計：本系統采用橫河渦街流量計，并采用壓力溫度補償。 （2）孔板：采用標準孔板，并采用壓力溫度補償。 （3）現場采集箱：本系統采用上海同欣自動化儀表有限公司的FC 6000 型通用流量演算器，具有掉電記錄功能。 四 監控系統軟件 本系統的軟件可實時顯示各分站的壓力、溫度、瞬時流量、累積流量等主要參數，并具有歷史曲線、日報、月報輸出和打印。同時還能監視各分站儀表斷電、損害、異常等功能。也能對下位智能表參數的診斷和修改。具體有： 1、系統數據的設定 可對下位機的檢測點名稱、檢測點站號、儀表設定參數等有關數據進行修改，為進行數據采集及計算提供依據。 2、手動采集實時數據（如圖4） 該按鈕按下后，系統可隨時對各檢測點進行當前數據的采集，并在畫面中顯示有關數據。此項操作是自動采集實時數據的補充。 圖 4 3、手動采集歷史數據 該按鈕按下后，系統就會對該檢測點歷史數據進行采集，并存放有關的數據。此項操作是自動采集歷史數據的補充。 4、自動采集實時數據 該按鈕按下后，系統就會自動有序地逐一對所有的下位機進行實時數據采集，并在畫面中顯示有關的數據。 5、自動采集歷史數據 該按鈕按下后，系統就會自動有序地逐一對所有的檢測點進行歷史數據采集，并存放有關的數據。 6、歷史曲線（如圖5） 系統可顯示各檢測點的歷史曲線。 圖 5 7、報表處理 系統自動生成并顯示該日期的有關報表。 五 總結 嘉興秀舟紙業熱網系統采用了該系統的數傳方式，在嘉興屬于第一套采用CDMA傳輸方式的熱網監控系統，而其它的熱網系統都采用數傳電臺的傳輸方式。該系統投運半年來，與老的數傳電臺相比有明顯的優勢，數據傳輸穩定，網絡覆蓋廣，組網便捷、成本低廉，速度完全滿足熱網監控的要求。 隨CDMA（或GPRS）等網絡的發展，隨著適于各種應用的終端產品的不斷出現，同數傳電臺相比，CDMA（或GPRS）等網絡數據傳輸在建設成本、維護成本上有很大的優勢。 利用公用網絡組建數據網絡將是一種趨勢。