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蒸汽遠程監控管理系統
蒸汽遠程監控管理系統

蒸汽遠程監控管理系統

蒸汽是工業(yè)生產(chǎn)的重要能源之一,也是城市集中供熱的主要熱源.是企事業(yè)單位成本核算的一項極其重要的經(jīng)濟指標.熱網(wǎng)遠程監控系統,是西森中國專(zhuān)為供熱企業(yè)用戶(hù)量身定制.
蒸汽是工業(yè)生產(chǎn)的重要能源之一,也是城市集中供熱的主要熱源.是企事業(yè)單位成本核算的一項極其重要的經(jīng)濟指標.熱網(wǎng)遠程監控系統,是西森中國專(zhuān)為供熱企業(yè)用戶(hù)量身定制.para120
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供熱行業(yè)預付費系統研發(fā)背景及依據

1、供熱行業(yè)背景

熱電聯(lián)產(chǎn)作為我國政府節約能源、治理大氣污染的一項重點(diǎn)鼓勵產(chǎn)業(yè)，自1998年開(kāi)始在全國各地迅速展開(kāi)，當時(shí)作為中國石油大學(xué)的校辦企業(yè)將石油行業(yè)的石油管道輸送中的成熟經(jīng)驗，應用于供熱行業(yè)的城市管網(wǎng)建設中。在供熱管網(wǎng)的流量、壓力、安全控制等方面的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)贏(yíng)得了客戶(hù)良好的口碑。

隨著(zhù)各地熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱的快速發(fā)展，以及煤炭?jì)r(jià)格的節節攀升，一系列的計量收費問(wèn)題逐步出現，應廣大客戶(hù)的要求，公司于2002年開(kāi)始研發(fā)預付費系統并經(jīng)過(guò)2-3年的逐步完善，在2005年正式應用于市場(chǎng)。

2 、西森自動(dòng)化預付費系統主要解決的問(wèn)題

2.1蒸汽計量損失大的問(wèn)題

作為供熱行業(yè)，從電廠(chǎng)管道出口開(kāi)始計量到各個(gè)每個(gè)分戶(hù)計量的總合計總是差別很大，有的供熱公司差額甚至超過(guò)10%，很不正常。作為正常的輸送損失如果在大流量前提下（流速15米/秒以上時(shí)）管道損失最多不應超過(guò)1.5%，如果超出1.5%的計量誤差，那就表明有不正常的損失存在。管道損失出現大的誤差主要出現以下幾個(gè)方面：

正常的熱量損失

蒸汽在管道中輸送時(shí)，溫度會(huì )逐漸下降，產(chǎn)生少量冷凝水，這部分冷凝水在分戶(hù)計量中儀表無(wú)法計量，冷凝水的多少與蒸汽在管道中的流速有關(guān)系，流速越大，冷凝水越少，流速越小，冷凝水產(chǎn)生的則越多，屬于正常損失。

計量?jì)x表特性原因，造成的少計、漏計

目前在供熱行業(yè)的蒸汽測量中，因為其溫度高的原因沒(méi)有很多流量計可以選擇，主要使用渦街、孔板、V椎、彎管這四種流量計來(lái)計量。這四種流量計除了渦街、V錐能達到1：10—1：15的量程范圍外，孔板、彎管流量計量程比為1：3。在流量計的測量范圍之內，儀表都能保證測量的準確性，但是當使用流量低于流量計的測量下限時(shí)，儀表就會(huì )漏計甚至不計；當管道內流量超出儀表的測量范圍時(shí)，流體會(huì )出現射流、流量?jì)x表更是無(wú)法計量，儀表計量的數據遠遠小于實(shí)際流量。下圖是一臺DN100渦街流量計的誤差與量程范圍的關(guān)系圖：

當用戶(hù)使用量忽大忽小，波動(dòng)很大時(shí)，

那么總體計量誤差就會(huì )加大，

表現出來(lái)的是少計、漏計，

自然是供熱公司的損失，這種現象在生產(chǎn)企業(yè)最為明顯。

圖片關(guān)鍵詞

惡意偷汽造成的

蒸汽價(jià)格從96年60元一噸一直到現在的240元一噸，用戶(hù)想盡辦法偷汽的情況也越來(lái)越多，手段也五花八門(mén)，主要的偷汽手段有以下幾種：

1）、用大頭針刺儀表信號線(xiàn)、造成溫度、壓力或者流量信號線(xiàn)短路，以達到偷汽目的。當溫度信號短路時(shí)，溫度顯示常溫，蒸汽密度下降，瞬時(shí)流量幾倍的下降。壓力、流量信號短路時(shí)直接顯示測量值為零，致使流量不計或者密度下降。

2）、利用流量計測量范圍特性，虛報用氣量，造成供熱公司流量計選型錯誤，使儀表長(cháng)期在低下限流量或高上限流量工作。利用儀表的誤差偷汽。

3）、賄賂供熱公司的抄表或者維修人員，修改儀表參數致使儀表少計，以達到偷汽目的。

4）、惡意給計量?jì)x表斷電，使儀表在使用過(guò)程中不工作，從而偷汽。蒸汽價(jià)格高，使用量大，一旦出現惡意偷汽現象，損失數額巨大。

2.2惡意欠款及資金周轉問(wèn)題

蒸汽單價(jià)高，一般用戶(hù)每個(gè)月都是幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的費用，一旦遇到不良客戶(hù)惡意欠款，供熱公司將陷入被動(dòng)局面。一方面煤炭見(jiàn)款發(fā)貨，另一方面汽費收不回來(lái)，一旦形成包袱就會(huì )出現資金周轉問(wèn)題。預付費系統可以把錢(qián)先預收，利用這邊資金可以組織煤炭的庫存、減少行業(yè)投入風(fēng)險。

3 、西森預付費系統設計開(kāi)發(fā)的依據

3.1、設計所依據的標準及規范

本方案提供的軟硬件設備和技術(shù)均符合國家和地方的法律法規，并嚴格按照ISO9001質(zhì)量保證體系的要求組織生產(chǎn)和提供技術(shù)服務(wù)，執行最新版本的國際標準、國家標準及行業(yè)標準和有關(guān)規范，符合環(huán)保要求。范，符合環(huán)保要求。

GB 2887	計算站場(chǎng)地技術(shù)條件
GB 9361	計算站場(chǎng)地安全要求
GB 7260	不間斷電源設備
GB 50174	電子計算機機房設計規
GB50343-2	建筑物電子信息系統防
GB 5007.	漢字編碼字符集
GBJ 93	工業(yè)自動(dòng)化儀表工程施工及驗
GBJ 131	自動(dòng)化儀表安裝工程質(zhì)量檢
GB 18030	信息交換用漢字編碼字符集基本集的

所有計量單位均遵循國際單位制（SI制）。以下為常用參數的計量單位：圖片關(guān)鍵詞

西森防盜型遠程監控控制箱功能簡(jiǎn)介

無(wú)線(xiàn)遠傳功能：

數據上傳：西森自動(dòng)化防盜性預付控制箱，內置GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸ＤＴＵ模塊，可輕松將用戶(hù)的瞬時(shí)流量、累計流量、溫度、壓力、余額、閥門(mén)開(kāi)度、箱門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)等信息上傳到監控室的電腦。同時(shí)可結合上位機組態(tài)軟件分析溫度、壓力、流量的異常以判斷儀表故障，同時(shí)避免客戶(hù)利用針刺信號線(xiàn)實(shí)施偷汽的行為，同時(shí)實(shí)現遠程抄表功能。

指令下傳：可以通過(guò)監控電腦，根據現場(chǎng)出現的意外情況，遠程將閥門(mén)關(guān)閉、開(kāi)啟，不受任何距離限制。

開(kāi)箱門(mén)報警記錄功能：

為避免客戶(hù)串通檢修、抄表人員開(kāi)箱修改儀表系數，控制箱不僅設置有雙鎖設施，同時(shí)具有開(kāi)箱報警功能。箱門(mén)一旦打開(kāi)，系統自動(dòng)上傳開(kāi)箱時(shí)間及狀態(tài)，并記錄下來(lái)，同時(shí)可以選擇開(kāi)箱報警拍照功能，將抓拍的照片自動(dòng)上傳或者短息提示管理層。

歷史曲線(xiàn)存儲功能：

　　西森自動(dòng)化防盜型預付費控制儀全中文畫(huà)面，同時(shí)

可存儲溫度、壓力、流量３６５天的歷史記錄，

一旦出現意外糾紛可方便查詢(xún)，同時(shí)避免客戶(hù)作弊偷汽。

報表功能：

控制儀具有自動(dòng)報表功能，日報表、月報表、年度累計，方便查詢(xún)抄表。

圖片關(guān)鍵詞

充值記錄顯示功能：

記錄每次充值記錄，方便客戶(hù)在現場(chǎng)核對查詢(xún)。

圖片關(guān)鍵詞

超量程關(guān)閥功能：

根據現場(chǎng)儀表的測量范圍可設置超出量程范圍關(guān)閥，在超出上限量程時(shí)，預付費控制儀會(huì )自動(dòng)關(guān)小閥門(mén)，將流量控制在流量范圍之內；在小于測量范圍時(shí)或零流量時(shí)，可根據設定值自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)。以防止用戶(hù)惡意超量程偷汽行為。

超量程自動(dòng)補償功能：

根據現場(chǎng)儀表的測量范圍可設置超出量程范圍自動(dòng)補償損失，在超出上限、下限量程時(shí)，預付費控制儀會(huì )自動(dòng)根據設定要求進(jìn)行補償；用于補償因超量程而造成損失。

透支授權功能：

根據客戶(hù)信用度，可任意設置透支授權額度，以避免在非工作時(shí)間因余額不足而關(guān)閉閥門(mén)給客戶(hù)造成損失。

余額不足報警功能：

充費于額根據客戶(hù)用量設置報警值，提前通過(guò)聲光報警提示用戶(hù)，同時(shí)上傳到上位機，通過(guò)供熱公司服務(wù)人員電話(huà)告知用戶(hù)，避免影響客戶(hù)的正常使用。

斷電時(shí)間記錄功能：

為避免用戶(hù)通過(guò)斷電的手段偷盜，控制儀設置有斷電記錄功能，可記錄最近３０次斷電上電時(shí)間，方便查詢(xún)。

UPS后備電源功能：

系統設置后備ＵＰＳ電源，可連續維持２４小時(shí)以上的供電時(shí)間。并及時(shí)告知上位系統留意。

系統整體結構設計

一、數據監控系統部分：

根據客戶(hù)要求可整體組網(wǎng)，每個(gè)站點(diǎn)通過(guò)連接1個(gè)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，傳輸至數據中心服務(wù)器。監控系統構成如下圖所示：

1、硬件部分：
監控主機：選用機架式U型服務(wù)器，包含1臺冗余數據服務(wù)器、1臺WEB服務(wù)器。（配置22寸液晶顯示器）

類(lèi)型：企業(yè)級類(lèi) 別：機架式結構：4U

處理器：CPU類(lèi)型：Xeon E7420CPU頻率：2130MHz，配2個(gè)Xeon E7420處理器最大處理器數量：

4、制程工藝：45納米、三級緩存：8MB、CPU核心：四核（Dunnington）

主板：FSB（總線(xiàn)）：1066MHz、擴展槽：7個(gè)PCI-Express插槽(4個(gè)x8,3個(gè)x4)

內存：內存類(lèi)型：FB-DIMM、內存大?。?GB、最大內存容量：128GB

存儲：硬盤(pán)大?。?*146GB、硬盤(pán)類(lèi)型：SAS、硬盤(pán)最大容量：1.5TB

網(wǎng) 絡(luò )：網(wǎng)絡(luò )控制器：4個(gè)嵌入式Broadcom NetXtreme IITM 5708 Gigabit5以太網(wǎng)卡,

接口類(lèi)型：標準接口：后部:2個(gè)通用串行總線(xiàn)(USB) 2.0端口,9針串行端口,視頻接口,適合DRAC的千兆以太網(wǎng)接口,帶有藍/橙色LED指示燈的ID按鈕、前部:2個(gè)通用串行總線(xiàn)(USB)2.0端口,帶有系統警報滾動(dòng)顯示屏的LCD面板，15針視頻接口,系統電源開(kāi)/關(guān)按鈕、內部:1個(gè)通用串行總線(xiàn)(USB)

二、系統軟件構成：

用戶(hù)監控畫(huà)面與數據時(shí)，客戶(hù)只要從網(wǎng)站輸入用戶(hù)自己指定的帳號與密碼登陸即可。不論客戶(hù)在何時(shí)何地，只要能上網(wǎng)，即可隨時(shí)隨地掌控監控數據。

主要功能有：

24小時(shí)在線(xiàn)運行，實(shí)時(shí)采集各用戶(hù)子站的流量和其他運行參數，實(shí)時(shí)監測每個(gè)采集計量?jì)x表的運行情況，而現場(chǎng)采集計量?jì)x表出現故障也可以在短時(shí)間內發(fā)現，并將故障時(shí)間紀錄備案，避免計量方面的損失；

進(jìn)行整個(gè)管網(wǎng)數據的運行分析，具有強大的統計和數據庫查詢(xún)功能，可以查詢(xún)任意用戶(hù)任意時(shí)段內的用水情況；實(shí)時(shí)有效的分析管線(xiàn)的管損情況；

對用戶(hù)端市電斷電、采集參數異常的情況，進(jìn)行報警，并記錄備查；

根據需要生成結算帳單（日報表、月報表和年報表），并可以直接打印輸出；

圖表曲線(xiàn)功能，可以直觀(guān)的反映出各個(gè)用戶(hù)的用水情況；

網(wǎng)絡(luò )化設計，支持遠程訪(fǎng)問(wèn)功能；

實(shí)時(shí)數據庫與關(guān)系型數據庫的結合使用保證了數據的穩定性和安全性。

強大的軟件功能結合高性能、低誤碼率的數傳通信設備以及UPS不間斷電源設計，保證了整個(gè)系統性能的穩定可靠。

三、以某熱電廠(chǎng)監控系統為例：

點(diǎn)擊上圖“下圖登陸”鏈接按鈕，出現用戶(hù)登陸框，如下圖所示：

1．輸入用戶(hù)名和密碼，即可進(jìn)入此監控系統。

2.實(shí)時(shí)報表功能：

當前畫(huà)面為實(shí)時(shí)報表畫(huà)面，顯示當前用戶(hù)的實(shí)時(shí)數據（如流量、溫度、壓力、累積流量、設備傳輸時(shí)間等）。

圖片關(guān)鍵詞

3.生產(chǎn)報表功能：

通過(guò)查詢(xún)時(shí)間的設置，可以打印各種用汽量報表。如日報表、月報表和年報表或任意時(shí)間段內的報表。

圖片關(guān)鍵詞

4.結算報表功能：

選擇用戶(hù)和查詢(xún)的時(shí)間段，系統自動(dòng)計算該段時(shí)間的用汽量，輸入單價(jià)，即可打印出結算表。

5.歷史曲線(xiàn)功能：

可選擇查看任意參數的歷史曲線(xiàn)，并可輕松查詢(xún)的起始點(diǎn)和時(shí)間段。也可根據實(shí)際需要分段設置查看相應曲線(xiàn)。

6.工藝管路結構圖：

可根據現場(chǎng)實(shí)際管路設計傳輸管路圖，使傳輸界面及數據一目了然。

圖片關(guān)鍵詞

防盜型非接觸IC卡預付費計量控制系統

1.前言

能否更有效的實(shí)現城市集中供熱的計量收費管理，一直是科研人員和供熱企業(yè)研究和探討的課題。尤其是作為供熱企業(yè)的熱電廠(chǎng)、熱力公司與作為用熱大戶(hù)的廠(chǎng)礦企業(yè)、事業(yè)單位、住宅小區之間的生產(chǎn)生活用熱貿易計量收費系統，由于貿易額較大，在許多地方如果解決不好，很容易引起糾紛?！　?br /> 　　我公司引進(jìn)新加坡的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，結合廣大能源企業(yè)多年的應用經(jīng)驗和中國石油大學(xué)科研人員的設計經(jīng)驗，研制成功了一款專(zhuān)為供熱貿易計量收費量身定做的新型防盜計量系統——ST901B型IC卡（非接觸式）預付費計量系統。該系統適合對各種能源（熱水、蒸汽、燃氣）的流量熱量計量與收費。

2.系統構成與功能

XS900型IC卡（非接觸式）預付費計量系統由中心站客戶(hù)收費及查詢(xún)系統、中心站遠程數據監控系統（高端客戶(hù)）、客戶(hù)端計量控制箱、客戶(hù)端現場(chǎng)流量計、客戶(hù)端閥門(mén)控制系統組成。

2．1 中心站客戶(hù)收費及查詢(xún)系統包括收費微機、發(fā)卡機、客戶(hù)查詢(xún)機、客戶(hù)收費查詢(xún)軟件一套。

上位機軟件功能包括：

（1）發(fā)卡、充值、查詢(xún)等基本功能。

（2）補卡、擦除（回收用戶(hù)卡，生成新卡）功能。

（3）可以根據用戶(hù)需要設定熱量/流量單位等，方便操作的需要。

（4）報表打印功能。

（5）直觀(guān)形象：每次充值自動(dòng)調出該用戶(hù)的所有充值記錄信息，方便核對。

演示圖如下：

a. IC充值系統登錄界面：

圖片關(guān)鍵詞

b. IC充值系統主界面:

圖片關(guān)鍵詞

c. IC卡充值查詢(xún):

圖片關(guān)鍵詞

2.2 中心站遠程數據監控系統（高端客戶(hù)-遠程監控用戶(hù)）

供熱企業(yè)可將IC卡預付費式計量系統聯(lián)網(wǎng)，系統可通過(guò)光纜、無(wú)線(xiàn)電臺、GPRS/CDMA、以太網(wǎng)等多種通訊方式實(shí)現組網(wǎng)。用戶(hù)可根據實(shí)際情況進(jìn)行選擇一種或幾種方式混合組網(wǎng)。中心站可自建或委托我方代管服務(wù)器（需方可在任何地方憑帳戶(hù)與密碼登陸查詢(xún)相關(guān)管網(wǎng)運行情況），系統可實(shí)時(shí)顯示用戶(hù)的各種參數，諸如：管網(wǎng)壓力、溫度、流量、累積、熱量、密度、掉電時(shí)間、卡的余量、閥門(mén)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)等，若客戶(hù)有特殊需求可要求我公司軟件定制。對于一些可公開(kāi)的數據可以鏈接至企業(yè)的網(wǎng)站上，使熱用戶(hù)隨時(shí)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得相關(guān)信息。

2.3 客戶(hù)端計量控制箱

計量控制箱除具備普通計量?jì)x表箱所有功能，還具有以下特點(diǎn)：

（1）控制箱模塊化設計，操作、安裝方便，自由配置巡顯畫(huà)面，方便觀(guān)察。

（2）采用非接觸式IC卡，操作簡(jiǎn)單，使用方便，避免接觸式IC卡觸電不良的缺陷。

（3）準確記錄每次充值的時(shí)間和充值量，確保操作透明、安全。

（4）數據動(dòng)態(tài)加密，實(shí)現一卡一密，具有可靠的保密性。

（5）儀表出廠(chǎng)具有唯一編號，真正實(shí)現一表一卡。

（6）具有余量不足預警和透支功能，且可以設置預警余量和最大透支量。聲光報警功能設計，提示客戶(hù)及時(shí)充值。

（7）具有開(kāi)關(guān)量輸出和模擬量輸出兩種方式可選，閥門(mén)選擇多樣性。

（8）后備電源設計，保證市電斷電24小時(shí)（或更長(cháng)時(shí)間可選）的可靠工作；太陽(yáng)電池板供電可選，方便用戶(hù)靈活配置。

（9）遠傳模塊可選，可選擇通過(guò)有線(xiàn)、電臺、GPRS/CDMA、以太網(wǎng)等傳輸方式將數據上傳中心站或者用戶(hù)指定手機。

（10）針對破壞儀表箱的鎖具及鉛封問(wèn)題，該系統設有開(kāi)箱報警功能，現場(chǎng)開(kāi)箱即可在中心站報警；