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基于GPRS网络的热网监控系统
xiao_xiao1 发表于 2009/10/14 12:20:54 590 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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集中供热是国家大力推广的节能和环保措施，换热站是连接供热站和用户极为重要的环节，其工作安全性、可靠性直接影响锅炉的安全性和供热质量。目前换热站大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时操作人员难以发现，易造成设备事故。同时，各换热站都独立运行，难以达到供热系统整体最佳状态，易造成热力失衡，影响供热效果而造成能源的极大浪费。特别是集中供热的管线，线路覆盖地域范围大，动态生产数据实时性要求高，架设电缆困难，要做到实时连续监测管线、线路的中间站及用户端点各项数据，提高中央调度室的监控能力，靠过去传统的办法是难以满足要求的。
对于此类跨越地域大，检测点分散的监控系统，与其它常用的方式相比，采用无线网络是一个理想的远程监控解决方法。卫星通信、数传电台、微波等是传统的无线数据传输解决方法，但这些传统方式存在覆盖范围、实时性、投资及运行费用的问题，同时对监控设备的无人守值运行存在较大的困难。目前，中国移动推出的GPRS数据传输技术可以从根本上解决传统传输方式的弊端，更加贴近专业数据传输的需求。GPRS与传统的其他远程数传方式比较如表1所示。
GPRS 具有“永远在线”、“快速登陆”、“按量计费”、“切换自如”、“高速传送”、“安全可靠”等优点，充分利用了现有的GSM 网络，其覆盖面广，实时性好，传输速率高，运营费用低，支持IP 协议。以它为技术支撑，可以用最简单、最低成本、最安全可靠的方式构建远程监控网络，大幅节省人力物力，提高热网监控系统的自动化水平。
表1、远程数传方式比较
2、GPRS数据传输的方式及原理
现阶段GPRS服务主要提供点对多点的传输服务，即指多个GPRS无线数据终端（DTU）把数据传输到一个固定的数据处理中心。GPRS的基础是以IP包的形式进行数据的传输，当GPRS无线终端进入GPRS网络时，就自动附在INTERNET上。所以这种传输方式并不需要GPRS提供商提供更多的服务和支持就可以把数据从任何GPRS覆盖地区传到中心。无线数据处理原理图1示：
数据中心接入互联网，通过Socket通讯与GPRS DTU建立TCP或UDP连接;GPRS DTU 通过PPP拨号方式与基站建立连接，通过身份验证，获取IP地址并接入INTERNET;GPRS DTU通过串口(RS232/485)获取数据采集终端的数据，以UDP或TCP包形式发送至数据中心，并将数据中心下传的UDP或TCP包转换为串口数据传至终端设备。
3、系统监控方案
采用GPRS 数传构建远程监控系统时，分为远端点(各换热站)和中心端（监控中心）两部分。远端点设备采用GPRS数传装置与现场的仪表(或是智能化设备)相连，如果现场仪表是485线方式，可以用485将多台设备一起接到GPRS数传装置。中心端的设备有方式有：
1、 采用计算机加GPRS数传装置的方式。
2、 采用计算机加互连网固定IP地址（如宽带接入）的方式。
3、 采用计算机加互连网固定域名（如宽带接入）的方式。
系统的方案结构如图2所示，其中监控中心站按两种方式接受远端信号：GPRS MODEM 和通过专线。
3.1远端点
换热站现场数据如进、回水温度，管道压力的参数经远端数据采集模块RTU采集和处理，通过RS-232/485通讯口与GPRS DTU连接，每一个GPRS DTU装入一个中国移动的数据SIM 卡。将安全参数经由GPRS DTU及时传输到监控中心。各种数据由中心站处理，并能按要求直接发出声、光报警和断电控制信号。中心站经过GPRS DTU采用GPRS 网络与各点联结通信。GPRS DTU结构如图2示。
3.2 中心端
中心端的网络接入可以是有线的数据专线如DDN 专线、ISDN、ADSL等，也可以采用GPRS无线接入方式。考虑到系统的稳定性、延迟及今后的运行费用的因素，可以使用ADSL+动态域名解析方式。ADSL+固定地址或GPRS+固定IP地址方式较稳定，但运行费用较高。
计算机通过ADSL专线（或RS-232串口和GPRS MODEM）相连，主站接收换热站发来的数据，并向换热站发送数据。主站接收换热站传来的各自信号，处理后显示输出，如果有异常情况发生，可进行语音报警，提醒操作人员采取措施，防止事故发生。系统可以根据整个热力系统的状况，自动对各子站进行相应的控制，实现整个系统自动运行。主机可自动生成各种报表，并设有值班检查功能及定时打印、随机打印功能，实现对整个热力系统自动化