［摘要］
本方案介紹了熱網遠程計量監控系統的硬件構成、軟件架構、功能、優勢等。系統采用威控科技RTU-2600智能遠程測控終端作為監控系統硬件核心，采用基于Microsoft SQL數據庫和VB.net開發的熱網監控管理信息系統實現監控中心的信息管理和操作。系統利用中國移動的GPRS網絡實現了遠程流量、溫度、壓力的計量、采集與傳輸，使工作人員和用戶能夠不到現場即可實時查看監測點的計量數據，并對突發情況（流量及溫度不穩定，漏氣等）及時做出相應的處理。同時，本系統還提供了GSM短消息匯報的功能，智能遠程測控終端能夠及時將信息以短消息的方式發送到工作人員隨身佩帶的移動電話上，從而將監控網絡拓撲到城市的每一個角落。
一、項目背景
原有熱網系統隸屬于熱電廠，該網擁有30個監測點，目前都已經安裝了流量計量儀表、流量顯示儀表和相應的現場傳感裝置。
現擬采用無線方式將流量、溫度、壓力等數據采集，現場顯示；并能夠傳輸到遠程監控中心，同時利用手機短信息的方式實現隨時隨地突發情況報警功能。
二、熱網監控系統設計
根據項目需求情況整個系統被分成三大部分，一部分是現場數據采集顯示裝置，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；最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移動電話上，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RTU-2600來完成，將現場傳感器連接RTU-2600的模擬量采集接口，實現數據的采集。數據采集到RTU-2600中后，經過數據打包，再利用RTU-2600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指定的固定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RTU-2600內部的程序設定可以直接發送到相關管理人員的移動電話上，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。
三、熱網監控系統的組成與結構
1．現場單元
（1）RTU-2600無線遠程測控終端
RTU-2600智能遠程監控終端將采集、控制、通訊三種功能合為一體，實現對數據的采集和傳輸，它是整個系統的前端核心。利用自身所具有的開關量和模擬量數據采集接口采集數據，并通過自身所配備的GPRS無線通訊模塊將數據發送至遠端監控中心。由于此智能終端提供了方便的二次開發C語言平臺，可以開發各種復雜的算法并且可與組態軟件的無縫連接。我們通過智能終端內部的編程可以將傳感器或智能儀表傳輸上來的數據進行一些處理再發送至遠端管理中心，并且實現間歇性數據傳輸，降低數據傳輸的流量資費。
功能特點
? 具有Internet各種接入方式，內置以太網或者GSM/GPRS/CDMA專用通信模塊；
? 內置大容量非易失性存儲器，實現現場數據掉電保存；
? 內置漢字字庫，可發中文短信息；
? 系統支持標準的Modbus/RTU, Modbus/ASCII, 以及Modbus/TCP協議，用戶也可以定制非標準的協議；
? 全隔離電路設計；
? 標準通信接口（RS485/ RS232/并口）、標準數字量輸入輸出或標準模擬量輸入輸出接口資源；
（2）現場數據顯示、操作終端——-HMI-3800
HMI-3800主要完成現場數據的顯示，工作人員現場參數的設置等工作，它具有3.8寸藍底黃字醒目液晶屏幕顯示，面板上12個操作按鍵。其作用為方便現場操作人員對設備進行一些參數的設置和調整。包括數據傳輸間隔、查詢當前和累計的流量等等。
（3）現場蜂鳴告警裝置
如現場出現特殊情況，RTU-2600通過開關量輸出接口控制蜂鳴器的起停，在現場閃爍指示燈并發出聲音提示管理人員注意。
（4）密封電器箱
系統網絡拓撲示意圖
2． 遠程監控中心
監控中心需配置信息管理軟件，其主要作用在于接收、存儲、顯示現場終端發來的數據，并實現一些數據分析功能，同時，能夠根據接受的數據，自動分析完成自動預警的功能。
軟件采用B/S結構，其特點在于采用Web Enable技術利用Internet廣域網將信息共享網絡拓展到最大范圍，使領導或工作人員，在家里或使用筆記本在外地無線上網時也能方便的查詢到現場工作信息。
遠程測控系統軟件是數據采集中心的核心，主要用于接收各檢測站點發來的數據并進行整理、保存，可隨時對歷史數據進行查詢、統計并生成報表。同時提供對站點的配置功能（如添加、刪除、修改等）。通過它，可以及時地了解各檢測點的狀況及變化趨勢，為相關部門提供可靠的數據。軟件特色：
通用性強，能適用于GMS、GPRS、無線專網等不同通訊方式的數據遠程測控系統；
功能齊全，集用戶管理、站點配置、數據采集、存儲、查詢、統計、打印等功能于一體；
? 界面友好，采用電子地圖配合動態站點圖標、加之動畫渲染，使得界面生動、形象。數據查詢或統計同時提供了數據表格和風格多樣的曲線，清晰、直觀；
? 配置靈活，系統支持多地區、多單位、多站點，用戶可以根據需要自行添加、刪除或更換電子地圖，自行添加/刪除/修改地區、單位、站點；
? 網絡共享，系統基于B/S結構開發，采用SQL Server數據庫系統，每個部門均可以通過客戶端程序對數據進行查詢、統計、打印等；
? 安全性強，采用“操作員”、“管理員”、“維護員”三級權限，并分別配以密碼，不同的權限對系統有不同的操作范圍；
? 易學易用，軟件設計以人為本，充分為用戶考慮。人性化的界面便于理解，分門別類的菜單、方便快捷的工具條和無處不在的提示，使得新用戶也能很快掌握軟件的使用；
系統軟件功能
? 實時在線數據傳輸，傳輸方式分為主動上傳和被動上傳；
? 本地參數的設置和報警顯示；
? 遠程控制和遠程參數的設置；
? 數據的備份和查詢；
? 直觀的電子地圖功能；
? 生成歷史曲線和報表；
? 遠程報警功能；
? 多用戶登陸和密碼管理；
五、熱網計算機監控管理系統的功能
熱網遠程計量監控系統按照功能可分為二部分：監控中心（MCC）、本地站（LCM）。監控中心（MCC）相對于熱網管理站，本地站（LCM）相對于熱交換站。監控中心（MCC）與本地站（LCM）之間采用GPRS/CDMA無線組網方式進行數據傳輸。
1、監控中心（MCC）的主要功能：
a、全網監視
在線監視全網運行工況和具體參數，數據與現場保持同步，并用數字、趨勢圖、表格、棒圖等方式顯示數據。
b.報警
對各類故障、事故、參數超限提供報警。
c.數據存儲
對實時數據、報警信息進行存儲，數據每隔5分鐘存入歷史數據庫，可隨時調用、檢索、查詢、打印以供分析參考。
d.報表打印
可打印班、日、月、年生產報表、運行趨勢圖。
系統的特點
? 實現遠程抄表，提高員工工作效率，降低勞動強度
? 現場采集終端獲取流量及天然濃度等現場生產數據后，通過GPRS通信方式及時將數據發送到中控室監控主機，實現了遠程抄表，無需人工現場抄表，極大地提高了員工工作效率，降低了勞動強度。
輸差實時監測與管理
通過對數據進行分析與處理，可以及時了解公司的輸差情況，及時發現輸差異常，減少公司經濟損失。
用戶用氣量異常分析功能
通過對用戶用氣量的歷史數據進行分析與對比，可以及時發現用戶用氣量發生異常，第一時間發現盜氣、漏氣、儀表損壞等情況,減少經濟損失。圖八為用戶用氣量異常分析界面。
2、本地站（LCM）的主要功能
LCM是指熱交換站。LCM是自主的、功能完善的智能單元，是由RTU-2600智能遠程測控終端和現場顯示設備、數據采集傳感器及儀表組成，這些單元安裝在不同類型的熱力站內。
LCM的功能如下：
a. 現場數據采集、數據處理、數據顯示、流量累計計算?？蓪囟取毫?、流量、熱負荷變化等參數實現就地監視控制。
b.獨立完成本地調節，閉環監控。例如可以就地利用采集的室外溫度控制供水溫度或任意設置供水溫度。
c. 獨立完成開環控制，聯鎖控制。可以隨意設置電動調節閥的開度來控制熱輸送溫度。
d. 配備必要的軟硬件及人機接口，可現場設定、修改參數,可以最大限度地提高換熱站的自控水平。
e. 設置各種報警參數、報警處理及報警確認。
f. 數據通過GPRS方式上傳監控中心計算機并接受監控中心計算機指令，完成控制任務
g.通過GSM短信息的方式向管理人員主動匯報現場實時流量，達到不良情況及時預警的目的。
六、 熱網計算機監控管理系統技術參數
1.數據通訊
通訊是整個系統聯系的樞紐，監控中心（MCC）與本地站（LCM）通過通訊系統連成一個整體。通訊網絡可根據現場具體情況的不同而不同。本系統可為用戶提供無線數據通信網或綜合的有無線數據通信網。采用多項先進的通信技術確保本系統數據傳輸的可靠性。
無線通訊采用中國移動GPRS無線方式
GPRS采用先進的無線分組技術,將無線通信與因特網緊密結合，帶您跨入無線互聯網的嶄新時代。
GPRS在GSM基礎上發展起來的一種分組交換的數據承載和傳輸網絡，與原有的GSM相比，具有時尚前衛，令人耳目一新的優勢：
（1）.永遠在線：只要激活GPRS應用后，將永遠保持在線，不存在掉線問題；類似于一種無線專線網絡。
（2）.按量計費：雖然可以保持永遠在線，但不必擔心費用問題；因為只有產生通信流量時才計費。是一種面向使用的計費，計費方式更加科學合理。
（3）.快速登錄：全新的分組服務，無需以往長時間的撥號建立連接過程。
（4）.高速傳輸：GPRS最高理論傳輸速度為171.2kbps，目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的傳輸速率。
（5）.支持行業應用擴展：GPRS為您提供的無線接入手段可以擴充電力、水利、交通、熱網、港口等豐富的行業應用。
2．現場智能遠程測控終端無線通訊模塊特性
RTU-2600內嵌德國西門子的GPRS無線通訊模塊
3.現場智能遠程測控終端輸入/輸出通道特性
a. 輸入/輸出模塊支持帶電插拔
b. 用戶可以采用不同I/O點數的模塊，最大支持32點/塊 I/O
c. 光電隔離和數字濾波可減少信號干擾
d. 數字量I/O模塊覆蓋了從10V～265VAC以及10V～146VDC的范圍
e. 模擬量信號的電壓范圍包括標準的模擬量輸入和輸出，以及直接的熱電偶及RTD溫度、壓力、流量輸入信號
七、關于系統整體可執行性和安全性的描述
系統現場數據采集傳輸設備均選用達到工業級標準且適合熱網監控安全作業規范的硬件產品，在電器外部加套密封電器箱，到達工業防護的作用。
上位機管理軟件采用MICROSOFT 具有悠久歷史的SQL數據庫和VB.net基于Net的可視化編程軟件來設計、構架。
系統運行由于采用GPRS無線數傳的方式，需要向中國移動交納GPRS信息流量費用。根據系統運行情況和數據傳輸的情況現列無線運行費用如下：
GPRS月基本數據費 5 元，流量 10MB ；超過按 0.01 元 /KB 計收。