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RTU熱網供應無線解決方案

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摘要：本文提供了一種基于GPRS RTU采集加傳輸網絡的城市熱網供應系統設計原理和實現方案，簡要介紹了RTU技術的基本知識，描述了RTU無線采集傳輸應用于城市熱網供應系統的實現方法。通過實際應用，獲得了理想的效果.

關鍵詞：GPRS；RTU；Internet；熱網監控；

• 概述：

我國北方地區冬季目前普遍采用集中供暖方式進行供熱。熱電廠通過城市高溫供熱管道將熱水送至各居民小區、企業中的換熱站。在換熱站，高溫管道（以下簡稱一次網）中的熱水與進居室暖氣片（以下簡稱二次網）的熱水通過換熱器交換熱量。經過換熱后，二次網中熱水流入各居室中。
    在以上過程中，供熱調度部門需要對分散在不同地理位置換熱站中溫度、壓力、流量、液位等參數集中實時監視，控制換熱站中各設備的運行。同時，根據從現場監測到的各換熱站運行參數，調節熱電廠運行工況，保證冬季整個供暖的穩定運行。
二、 項目需求

　 將下屬的眾多分站的數據傳送到熱網控制中心，由于各站之間與熱網控制中心距離很遠，因此針對本項目，采用RTU無線遠傳網絡進行數據通訊是zuiju性價比的方式。同時，由于系統以后需要根據需求擴展，要求對系統的開放性、可維護性和擴展性給予充分考慮。

三、 系統設計方案

        根據項目需求情況整個系統可分成三大部分，一部分是現場數據采集裝置，實時將現場的流量、壓力、溫度等數據采集到智能遠程測控終端內，根據實時數據實現采集點現場的自動報警，防止事故的發生；并且由智能遠程測控終端將數據采用主動或被動的方式發送到監控中心；第二部分是監控中心，它實現對數據的接收、存儲、顯示、數據請求以及曲線顯示、報表打印輸出等信息管理工作和進行特殊情況的監控中心預警以及通過客戶端軟件方便地訪問實時和歷史數據；后一部分是短信息預警系統，該短信息預警硬件仍以現場智能遠程測控終端為基礎，通過編程，可實現在系統檢測到不良狀態時，自動以手機短信息的方式將報警信息發送到管理人員的yidongdianhua上，使管理人員及時了解到現場的不良狀況，從而為安全生產作業提供信息保證。       
      現場流量、溫度、壓力等數據的實時采集和發送都通過智能遠程測控終端CM550-52G   RTU來完成，將現場傳感器連接CM550-52G RTU的模擬量采集接口，實現數據的采集。數據采集到CM550-52G RTU中后，經過數據打包，再利用CM550-52G  RTU的GPRS無線通訊模塊將數據發送到遠端的監控中心服務器上，監控中心服務器須采用獨立IP地址上網，以便測控終端準確的將數據傳輸到的固定IP上，且服務器上裝有熱網監控服務器端軟件及數據庫，對接收的數據進行存儲、分析、顯示。上位機信息管理系統采用B/S結構，出于對信息安全、科學管理的需要，給有數據訪問需求的部門或人員配置熱網監控數據訪問帳號，通過用戶驗證訪問的方式實時查看并配置監測到的現場數據。另一方面，現場檢測的數據通過CM310短信報警模塊內部的程序設定可以直接發送到相關管理人員的yidongdianhua上，通過這種主動的方式實現隨時隨地匯報現場不良情況的目的。    

1. 應用方案：

城市供熱系統主要由控制中心、供熱站（傳感器和RTU）、加熱站（包括泵和RTU）無線采集傳輸設備、調度中心短信告警模塊（CM310）,亞控/力控中心端軟件組成的。

系統拓撲圖

系統應用于城市集中供熱，主要解決供熱廠、熱交換站及熱網運行狀態監測，及時有效地獲取城市供熱、輸熱、管網末端的實際運行數據，為供熱管網的質調和量調提供可靠

的依據。 

系統主要可由中心監控軟件(力控/亞控組態軟件)、傳感器、壓力變送器、廈門才茂CM550-52G構成，這種方式的主要特點是結構分散、開放性好、穩定性強、性價比高并且擴展容易。
主要工作方式：
力控軟件主要負責數據采集、通訊處理、人機界面和WEB發布等工作；

傳感器、壓力變送器、CM550-52G主要是安裝在供熱站中，用來控制現場溫度、壓力、流量、液位信號的采集；現場各調節閥的控制。

廈門才茂通信技術有限公司CM550-52G無線通信模塊主要將從現場的傳感器，壓力變送器采集到的各個供熱站數據轉為無線通訊，并將數據通過無線GPRS網絡傳遞給力控軟件，同時負責加熱站的現場儀表和設備的通訊及數據采集和控制。

加熱站：
力控/亞控組態軟件設在*數據中心，采用典型的C/S和B/S結構，B/S方式是作為WEB服務器，將實時數據和畫面通過WEB進行發布，遠端用戶經過*，無須安裝任何插件，使用標準的瀏覽器通過固定IP或域名綁定進行訪問即可在遠程進行監視。C/S方式是力控軟件作為標準服務器端與各分站多個客戶端（通過力控/亞控NETSERVER通訊組件）進行通訊。客戶端通過局域網的IP地址訪問采集站的數據庫數據，在非本地中控室的其他控制室就可實現對現場數據的采集，各儀表和執行器的下置控制。

供熱站：
力控/亞控組態軟件同樣設置在中控室內，現場66個供熱站點分散在一定的區域內。
    在每個供熱站需要有一組相應的采集設備，采集供熱站的現場數據，上位的力控/亞控軟件在進入運行后，通過因特網的TCP/IP協議與各個分供熱站的RTU進行通訊，采集每個供熱站現場的開關量、模擬量。同時還可以通過對力控/亞控HMI（人機界面）上一些參數的設定來控制現場電動執行器或者一些閥門的啟?；蜷_度，來達到根據現場的實際情況調整供暖的溫度。真正做到了在線的遠程監控。
為了保證系統的穩定性和便利的管理方式，人性化的操作。該供熱站系統的RTU全部采用自動呼叫，斷線智能重新連接的方式。這樣在現場一旦停電或出現dianhua線信號不穩定甚至斷線的情況下，不需要現場再去重新對RTU進行重新的配置。節省了維護成本，大大提高了系統的自動化程度，并保證了該系統的穩定性。

四、通信方式    

（1）現場發起通訊（下位機主動連接，上位機采用帶公網IP的有線網絡），如下圖所示：

  上位機的終端軟件是控制中心與數據采集傳輸設備RTU之間通訊的樞紐，上位機終端軟件掌握著數據采集傳輸RTU通訊協議的控制命令。定時上傳數據前， GPRS RTU通訊設備先從下位機設備中讀取數據并存儲，然后再向控制中心傳輸已取到的數據。

五、CM550-52G RTU功能與特點

1、功能

該供暖監控系統（GPRS  RTU遠程監控）主要完成對工藝流程的監測、控制以及數據的處理、存儲、分析以及報表打印等任務。

工藝流程顯示各換熱站工藝流程，包括溫度、壓力、流量、液位等工藝參數、所有設備運行狀態以及各控制回路的詳細參數等；

調節回路顯示包括所有調節回路，可修改設定值、控制方式、調節參數等，并有實時趨勢圖便于進行PID 回路整定；

設定值顯示包括所有必需參數的設定值、控制方式、調節參數以及其它聯鎖值、報警值等；

報表顯示和打印

采用了DDE 技術，從而使用戶能夠直接使用Excel 編制報表，借助Excel 的強大功能，用戶可以隨心所欲地編制各種各樣的報表；

歷史數據的存儲與檢索對重要的數據進行在線存儲，數據的存儲時間長為10 年?？梢酝ㄟ^歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數據；

控制在監控計算機上可以進行遠程手動控制，使用鼠標、鍵盤控制RTU 來啟動和停止現場的設備；

安全管理

對重要設備的操作、重要參數的修改均會自動記錄，包括登錄的操作員、對設備進行的操作

2、特點

(1) *性

CM550-52G無線RTU內置繼電器，可對輸入變量如:電流、 電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度、光等 可自動感應；對被控電路實現“通”、“斷”進行控 制執行；與其他電器一起，組成程序控制線路，實現 遙測、監測、遙控等自動化運行。

（2）穩定可靠

 現場控制站的RTU 能夠在惡劣的環境中*可靠運行，并且易配置、易接線、易維護、隔離性好，結構堅固、抗腐蝕、適應較寬的溫度變化范圍。

(3) 強大的功能

1. 支持6路計數器輸入

2. 支持8路開關輸入量

3. 支持8路模擬輸入量

4. 支持4路數字輸出量

5. 支持2路PWM輸出

6. 支持4路繼電器輸出。

7. 支持1路串口RS232通信

8. 支持1路RS485通信

9. 支持1路以太網VPDN/AP

10. 支持GPS/北斗定位(非標配)

11. 支持ZIGBEE 低功耗的近距離無線組網通訊（非標配）

12. 支持WEB遠程配置，遠程控制，遠程升級。

13. 同時支持LINUX、UNIX和WINDOWS操作系統。

工程截圖

六、結束語

該方案實現了對換熱站運行參數的集中監視、控制，與老系統相比，可以大量的減少維護人員，部分供熱站還實現了無人值守，提高企業的經濟效益。該方案具備更好的抗干擾性（尤其是在城市中）、數據傳輸安全性。相信這種遠程監控方案將在城市管網、熱網、石油、地震檢測、電力等一些無線遠程數據監控中得到更大范圍應用。