GPRS無線熱力監控系統解決方案

田海川

摘 要：熱力站調度部門需要對不同地理位置的換熱站進行實時監控，實時監控的目的主要是記錄換熱站的溫度、壓力等參數，并根據各個換熱站監測得出的參數數據，對換熱站運行情況進行調節，保證冬季供暖工作正常運行。文章對GPRS技術作了簡單介紹，根據熱力企業監控系統的特點，提出了基于GPRS無線熱力監控系統解決方案。

關鍵詞：GPRS；熱力站；數據監控；熱力監控系統

目前我國熱力站在管理和運行方面大多還處于傳統方式的手工操作階段，傳統的手工操作階段對參數測量監控技術缺乏，不能系統的對熱力企業生產運行情況作出分析，監控系統在工作運行期間發生失調的情況，將很難被消除，這樣將會導致用戶供熱不均。傳統的手工操作階段不能在最佳工作情況下運行供熱參數，供熱量和需熱量之間不能達到匹配，這樣在熱力企業中要實現量化管理將會有一定的困難。改變傳統熱力站的手工操作方式，加快城市鄉鎮集中供熱工程的建設，適應熱力站供熱發展趨勢需要，要引入先進的科學技術和科學工具，促進熱力站供熱技術水平的全面提高。應用現代科學技術手段對熱力站現場數據進行實時采集，保證熱力站調度室和各地換熱站時間實現數據的實時通信，使熱力站的自動化控制水平得到提高，進而提高熱力企業的管理水平。自動控制在供熱工程中可以保證供熱系統安全可靠的運行，并且在經濟上達到節能的目的。供熱系統是一個龐大并且復雜的循環系統，由熱源、熱網和用戶3個部分組成。城市供熱管網發展快速，管網規模和基礎設備數量逐年增加，從傳統的單一熱源到現在的多熱源管網，供熱系統所服務的用戶數量也在大規模增加。供熱系統的管理和建設是現在研究的一個重要的課題，要加強對供熱系統設備的管理，在節約能源的同時提高供熱系統的運行效率，為用戶服務使用戶滿意。

根據通信介質的不同，最初的自動監控連接方案有兩種，分別是電話撥號方案和GPRS在線方案。在電話撥號方案中，每個熱力站需要申請一個普通電話線作為自己專線，每條電話線可以控制10個換熱站，通過電話線連接到監控中心，并且申請一條用來報警的專用電話線路。電話撥號方案在投資上資金少，價格低，在運行上費用少，工程建設簡單容易，缺點是實時性和擴展性比較差，電話撥號方案在通訊方案中是可行的。GPRS在線方案是在電話撥號方案的發展基礎上進行改進的，GPRS在線方案采用虛擬專用網技術和通信系統技術兩種技術相結合在一起，GPRS在線方案的結構是在每個熱力站上安裝一個GPRS通信控制器，通過GPRS控制器完成對熱力站的遠程自動控制，監控中心和熱力站之間的通信是通過GPRS無線網進行連接。GPRS在線方案可以保證供熱系統數據監控的實時性。

1 GPRS無線熱力監控系統分析

1.1 建設周期短

GPRS無線熱力監控系統在建設上周期比較短，而且在投資成本上比較低。GPRS無線網絡是一種高效的通信網絡技術，可以達到信號在一定范圍內的全覆蓋，是基于衛星微波的一種無線傳輸技術，在熱力監控系統中作為通信傳輸的手段可以得到很好的應用。中國移動GPRS無線網在廣域網中采用無線IP技術作為網絡連接的手段，供熱工程的熱力監控系統以移動通信公司GPRS業務作為平臺，在熱力站的實時監控的數據做到無線傳輸和交換。GPRS無線熱力監控系統具有較低的建設成本，對基礎設備的安裝和設備維護方面都比較方便，GPRS無線熱力監控系統在建設上可以利用現有的GPRS無線網絡進行組建，所以建設周期相對來說要縮短很多。

1.2 自控系統實時性強

GPRS無線熱力監控系統實時性比較強，GPRS無線網具有實時在線的特點，GPRS無線網在數據和信號的傳輸上時間延遲低，這樣系統在工作的時候幾乎沒有時間上的延遲，并且對現場數據監控都是實時在線的，對所有現場采集的數據在接收和處理上都是同步進行的，熱力監控系統在對數據進行采集和對數據進行傳輸的時候要保證實時性，基于GPRS無線技術的熱力監控系統恰恰滿足這一點。

1.3 實現遠程連接和控制

GPRS無線熱力監控系統對熱力站進行遠程連接控制，GPRS無線網絡技術具有雙向通信方式特點，調度中心和現場設備通過GPRS無線網絡進行連接，通過中心站計算機人機交互軟件實現對換熱站現場設備的遠程連接和控制，對現場設備的參數進行實時調整設置，通過遠程控制對設備進行啟動和關閉等控制操作。

1.4 數據傳輸容量大

GPRS無線熱力監控系統的數據傳輸量比較大，熱力站的調度中心計算機數據中心和每一個現場換熱站數據采集點都是通過GPRS無線網相連接，和熱力站相連接的現場數據才幾點數量比較多，在傳輸介質中的傳輸數據和信號的量比較大，對突發性數據傳輸要保證，GPRS無線熱力監控系統可以滿足用戶對突發性數據的傳輸的要求。

1.5 數據傳輸速度快

GPRS無線熱力監控系統數據和信號傳輸速度快，GPRS無線網絡在理論上，數據傳輸速率可以達到172kbps，但是實際上GPRS無線網絡的傳輸速率可以達到40kbps。熱力站中的調度中心和現場數據采集點之間的數據傳輸速率是10kbps，從數據上分析GPRS無線網絡傳輸速率要遠遠大于熱力站采集點的數據傳輸速率，GPRS無線網可以滿足熱力監控系統的數據傳輸的要求。

1.6 易擴展性和易維護性

GPRS無線熱力監控系統在平時的維護上比較簡單，而且擴展性強。GPRS無線網絡技術的工作原理是數據分組通信網絡，數據分組通信網絡是依據IP地址，所以在數據分組通信網絡系統中，對監控中心的計算機要配有自己的靜態IP地址，靜態IP地址必須是固定的，或者給監控中心的計算機分配固定的域名。在熱力站現場的數據采集點設備安裝GPRS模塊，在對監控中心主機進行訪問的時候，要通過主機固定的IP地址或者固定的域名進行訪問，這樣才可以登錄到主機進行數據通信交換。

2 GPRS無線熱力監控系統組成endprint

GPRS無線熱力監控系統結構拓撲圖如圖1所示。GPRS無線熱力監控系統采用分布式體系結構，結構組成有監控中心計算機、GPRS無線通信網和現場監控設備等。采用中央和本地分別進行數據監控的方式，在調度中心的中央控制設備負責熱力監控系統全網的數據參數監控監測、本地換熱站設備供熱量和循環量的自動控制。本地換熱站主要是按照中央計算機發出的控制指令對現場采集點進行自動控制監控。

2.1 監控中心計算機

熱力站監控中心計算機以GPRS無線熱力監控系統作為軟件應用平臺，完成對本地換熱站的連接和控制，經合法授權的管理計算機可以實時對現場的數據進行查詢和查看現場的工作情況，并發出控制指令。監控中心的管理計算機全天候實時對現場數據進行采集和處理，對現場進行監控，并根據工作情況對現場發出控制指令。

2.2 GPRS無線通信網絡

GPRS無線通信網絡負責整個熱力監控系統中各熱力站、換熱站、管道節點等結構的連接，保證整個系統的通信傳輸，確保建立一個完整的通信網絡。

2.3 現場監控設備

在熱力控制系統中，現場監控設備是控制系統的終端，是可以獨立工作的設備。現場控制系統是獨立的控制單元，有傳感器、執行器和被控設備組成。現場控制系統主要負責現場數據參數的監測、現場數據的存儲、與中央控制中心計算機通信連接等。

GPRS無線熱力監控系統的信息交換主要是把GPRS網絡和GPRS傳輸終端采用相關技術結合到一起，GPRS無線熱力監控系統提供一個強大的監控系統功能，保證熱力監控系統的高效和實時性（見圖1）。

3 結語

總之，GPRS無線網絡技術應用到熱力站的監控系統中，是熱力企業自動化控制發展的一個趨勢，GPRS無線熱力監控系統很好地解決了熱網監控的問題。

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GPRS Wireless Thermal Monitoring System Solutions

Tian Haichuan（College of Energy and Environmental Engineering， Hebei University of Architecture， Zhangjiakou 075000， China）

Abstract： Thermal station dispatching department needs for different geographical location of the heat exchange station real-time monitoring， the purpose of real-time monitoring is primarily to record the parameters such as temperature， pressure， heat exchanger station， and according to the heat exchange station monitoring data， it is concluded that the parameters adjusted heat exchange station operation， ensure the normal operation of the winter heating work. This paper made a brief introduction of GPRS technology， describes the GPRS wireless technology play an important role in thermal monitoring system， puts forward the solution based on GPRS wireless thermal monitoring system.

Key words： GPRS； thermal station； data monitoring； thermal monitoring systemendprint