基于GPRS在城市分布式热网远程监测中的应用

宋建丰

摘 要：当前，随着科技水平的快速进步，通信技术、计算机技术成功在工业中应用，实现了基于GPRS技术的热网远程监控系统的设计与实现。实际运行表明，系统具有一定的可靠性与实用性。

关键词：GPRS；远程监控；集中供热

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.111

1 引言

集中供热具有节约能源，供热高效，减小污染等优点，是城镇供热系统的发展方向之一。随着计算机网络技术不断成熟，热网远程监测系统在集中供热系统中是一个典型的、应用极其广泛的系统，可实现对整个热网的现代化管理。该系统实现了对热力站运行数据的监测、调节、记录运行参数，包括报表的生成和打印等日常管理工作。通过远程监测的自动分析调节各热力站之间的管网平衡，使得整个系统供热均匀，降低能耗，减少人工成本，达到节能目的。

2 系统框架

该系统上位机基于组态王软件开发，采用企业级数据库MS-SQL2013用于运行数据的记录与备份，有效地解决当一台机器发生故障，自动切换到备用机器。采用自带VC开发语言环境设计并完善通讯接口、数据处理、图表绘制等功能。在系统结构上采用CS模式，即客户端和服务器。服务器安装在公司热网中控室工控机上，负责数据的采集和处理，客户端安装在各个换热站内，与服务器软件实时进行通讯，并监测工控机上的数据，并发送给下位机进行处理，进行相应的调节控制等。

2.1 系统组成

整个系统可分为三层，即管理层、采集控制层及现场仪表执行机构层。

（1）管理层是监控系统的核心部分，位于中控室，全天候24小时实时监控采集数据，储存来自各个换热站点的数据，并对各站点运行情况进行分析报警，方便监控技术人员及时作出调整，避免不必要的事故发生。（2）采集控制层。该层，位于各热力站点，用于处理现场仪表反馈回来的数字量和模拟量信号反馈，并通过内部程序执行相应执行机构动作。（3）现场仪表层。该层位于现场各热力站点，压变、温变、流量采集元件及电动执行机构组成。

2.2 主站系统组成

主站由主站主机（PC）和GSM/GPRS模块组成。PC机通过Comway无线串口软件与GPRS DTU配合使用，建立远端串口设备之间进行无线通信。再由上位机组态软件组态王通过虚拟映射通道接收和发送相应数据。同时也可以通过手机客户端登录界面查看数据。

3 系统功能

（1）实时监测各热力站运行参数，包括运行电能耗统计、温度、压力、瞬时流量、累计热量、运行设备启停时间等，从而监控中心可以及时看到现场参数及报警信息，并得到相应问题及时解决，保证全网设备可靠运行和供热负荷的经济安全运行。

（2）历史数据和曲线保存。借助于嵌入在组态王中的SQL数据库可大量储存运行数据，并可以通过上位机界面调取运行数据表格和历史曲线，同时提供实时打印功能。当某一时间段内现场发生故障时，可以调取历史曲线帮助运行技术人员分析当时设备处于的工作状态，导致发生故障的原因等，并及时解决，节约不必要的浪费时间。

（3）月报表、年报表的统计。根据运行数据统计生成的日报表、月报表和年报表综合分析能耗统计，并根据历年当地气候变化合理规划供热温度控制，降低不必要的能耗损失。

4 存在的缺点及解决方案

由于无线通信容易受到各种强电信号和天气因素的干扰，而造成通讯短时间中断或数据丢失现象。未解决这一问题，除了在无线硬件上增加功率放大，寻找无环网钢结构的地方安置外，在软件上做出信号缺失不间断进行呼叫，从而保证数据的完整性。在分站安装控制器时，控制器到DTU之间的通讯线控制在1公里以内，所挂RS485通讯设备不宜过多，并通过双绞屏蔽线并联连接各设备，保障一台出现故障时不影响其他设备通讯通断。

5 结束语

通过在某供热公司实时监测多个热力分站，系统稳定性较好，数据传输率基本达到99.5%，除通訊线发生断线外，无故障发生。DTU在选择安装位置时，尽量选择强磁干扰较小，通信信号较强，并做好防雨防雷击现象的发生。在热网运行期间，监控系统起到了很好地经济效益，并极大限度的提高了供热能耗损失、热源分布不均、合理调节用户用热需求，提高客户满意度。同时保障热网运行数据的稳定性，解决用人成本上的压力，给公司带来经济效益和社会影响力，保障民生工程。

参考文献：

[1]王晓兰，张万宏.基于GSM热网远程监测主站系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2007，28（07）：1674-1676：1-2.

[2]曾庆波.监控组态软件及其应用[M].哈尔滨工业大学出版社书，2005.

[3]文慧霞.基于GPRS远程监控系统的研究[D].太原理工大学，2004.[4]王孝良，宋国振.基于GPRS技术在无线传输数据中的应用[J].安徽：微机发展，2005，5（03）：101-103.