供热管网监控应用方案

《供热管网监控应用方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供热管网监控应用方案（15页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 供热管网监控供热管网监控应用案例深圳宏电技术有限公司2008年1月目录1.概述32.网络简介32.1GPRS简介32.2CDMA简介33.系统组成43.1监测站53.2监控中心网络接入方式63.2.1专线接入63.2.2ADSL拨号连接（动态公网IP地址）73.2.3通过固定公网IP连接83.3数据传输模式83.3.1永远在线模式83.3.2定时传输模式93.3.3中心呼叫模式（轮巡方式）93.3.4数据触发模式93.4GPRS DTU数据传输模块93.4.1基本特点103.4.2增强功能103.4.3传输效率113.4.4主要技术指标114.监控中心系统软件124.1监控中心MC的TCP/

2、UDP通讯功能124.2转发本地串口通迅功能（支持实际串口和虚拟串口）135.总结141. 概述随着社会与经济的发展，各种管网(热、水、电、油、煤气等)越来越多，管网测点数据的采集和及时传输是管网稳定、可靠运行的保证，要求计算机管网监测系统必须能够在较低费用的前提下提供及时、准确的信息。然而，在使用的过程中，传统有线、无线的管网监测系统的不足之处逐渐凸现出来。采用电话线传输数据，不能保证实时性；采用无线电台，解决误码率和波特率的矛盾尤其抗干扰是一个令人头疼的问题；采用专线电路，不可能对所有大面积分散的数据采集子站进行专线铺设，更不能承担高昂的运行费用。针对这些问题，通过采用成熟的GPRS/CD

3、MA无线终端为远程数传模块，依托稳定、可靠的GPRS/CDMA网络，在保证数据传输的及时、准确的前提下，将管网现场监控系统运行费用也降低到了最低；同时通信链路是由专业的运营商来维护，这就避免了用户在使用监控系统的同时，还需要耗费很大精力去维护通信线路等问题；节约了用户的初期建设投资和运行维护费用。2. 网络简介2.1 GPRS简介GPRS(General Packet Radio Service：通用无线分组业务)，其实质上是作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信(3G)的过渡的中间技术，最早由英国BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+ (1997年)规范

4、实现的内容之一，其从根本上说是仍是基于GSM的移动分组数据业务，面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。 GPRS是在现有的GSM网络基础上叠加的一个新的网络，同时在网络设备上增加一些硬件设备，并对原软件升级，形成了一个新的网络逻辑实体。GPRS能给用户提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗地讲，GPRS是一项无线高速数据传输技术，它以分组交换技术为基础，用户通过GPRS可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发E-mail、进行Internet浏览、即时聊天等。 2.2 CDMA简介CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址)，它是在扩频通信技术上

5、发展起来的一种新的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现数据传输。 CDMA技术的标准化经历了几个阶段。IS95是CDMAONE系列标准中最先发布的标准，真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS95A，这一标准支持8K编码话音服务。在ITU向各国征求第三代移动通信无线候选技术时，IS95由于刚取得商用成功，美国TR45标准委员会没有将很多

6、精力放在第三代标准的研究上，而是正在努力完成IS95B的标准。 在ITU的要求下，在当年提出了CDMA2000的第三代标准，即CDMA2000 1X和3X(1X代表其载波一倍于IS95A的带宽，3X代表其载波三倍于IS95A的带宽)，3X又分为下行直接扩谱和三载波两种方式，后来直接扩谱CDMA2000部分与WCDMA进行了融合，所以实际上目前的CDMA2000就只包括CDMA2000 1X和三载波方式3X。 CDMA 1X是指CDMA 2000的第一阶段(速率高于IS95，低于2Mbit/s)，可支持308kbit/s的数据传输、网络部份引入分组交换，支持移动IP业务。是在现有CDMA IS9

7、5系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为CDMA用户提供分组IP形式的数据业务。3. 系统组成系统由中心站和监测站组成，主站负责监控和管理，监测站采用RTU模块实现数据采集、存储、控制及上传。监测站利用RTU模块对换热站的温度、压力、流量、水泵的电流、温度、启停状态等信号进行采集及处理，数据通过无线网络传送到中心站，同时接受中心站传来的命令对换热站水泵、调节阀等进行控制。该系统可以对换热站进行实时自动监控，操作人员在主站可以看到各换热站的各项数据，并对换热站进行控制，实现换热站无人值守。主站采用PC计算机，连接互联网或无线专网，主站向从站发送数据，并接收从站发来的数据。主站接收从站传来的各

8、自信号，处理后显示输出，如果有异常情况发生，可进行声音报警，提醒操作人员采取措施，防止事故发生。系统有在线组态功能，根据整个热力系统的状况，自动对各从机在线组态，控制整个系统自动运行。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管理。3.1 监测站每个监测点需要安装一个监测箱，监测箱要求合乎IPC55防护等级要求。在监测箱内安装1台或者多台STC-1、STC-2微型RTU，采用24V供电。箱内配一个220V/24VD或者12V的开关电源，给RTU和电台、变送器供电。温度变送器选用PT100的温度变送器，输入为3线制，输出为2线制。压力变送器选用2

9、线制的设备，由24V供电。流量计可以选用电磁流量计或者涡轮流量计，输出可以是420mA或者是频率信号。频率信号可以接STC-1的开关量输入，可以计算单位时间流量，还可以计算总流量。STC-1的继电器输出可以控制阀门，应用非常方便。对于热力泵，供水泵，STC-2可以监控其工作电压电流，出口温度，出口压力，流量计频率信号可以接STC-2的开关量输入，可以计算单位时间流量，还可以计算总流量。STC-2需要安装三个电流互感器。3.2 监控中心网络接入方式3.2.1 专线接入图四：数据中心专线接入示意图无线网络提供商提供VPN业务，可为用户组建基于GPRS/CDMA的虚拟专有数据网络，通过分配一个固定I

10、P地址网段( 以GPRS网络为例)，如IP地址段为172.17.1.0172.17.1.255，子网掩码为255.255.255. 0，表示为用户提供256个GPRS固定IP地址，这些地址只能在该用户的VPN内部之间通信，不能与其他用户的VPN节点通信，也不能与通过Internet接入的用户节点通信。无线网络运营商可为每一台DTU的SIM卡分配固定IP地址，数据中心根据每台DTU的ID号或IP地址进行通讯。也可不必为每一台DTU分配固定IP地址，DTU连接无线网络后，在指定网段内动态获得IP地址，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯。用户的数据监控中心经数据专线（或光纤）直

11、接连接至移动运营商GGSN/PDSN服务器。这种接入方法的特点：(1) 数据安全性好，在用户VPN网络内部通信，与外界任何环节无关。(2) 数据中心数据传输带宽能够保证，使用数据专线方式，带宽可达2M。(3) 网络延时小、稳定性高，直接在网络内部通信，减少了转接的环节，也降低了数据传输延时，能够最可靠地保证数据传输的稳定性，降低丢包概率。(4) 接入成本和费用较高，接入的专线或光缆费用较高，另外用户需要支付专线的月使用费。3.2.2 ADSL拨号连接（动态公网IP地址）图五：数据中心ADSL拨号接入示意图无线网络运营商网络与Internet互联网是无缝连接的，数据监控中心可通过ADSL拨号方式

12、登录Internet互联网，获得公网IP地址，与现场采集点DTU实现数据通信。一般ADSL拨号方式获得的公网IP地址是动态的，可在数据中心申请固定域名，在DTU中设置数据中心的域名，通过域名解析方法，实现数据传输。另外，移动公司也不必为每一台DTU分配固定IP地址，DTU连接无线网络后，所分配的IP地址是动态的，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯，不必担心由于DTU掉线后上线再次分配的动态IP不同而不能与数据中心取得联系。这种接入方法的特点：(1) 通过Internet互联网进行数据转接，数据安全性差、稳定性差。(2) 数据中心数据传输带宽能够保证，一般ADSL宽带上网的

13、带宽都在几百Kbit/s左右。(3) 接入成本和费用较低，非常方便。3.2.3 通过固定公网IP连接与上述ADSL拨号获得公网动态IP地址方式类似，很多公司都有一台连接Internet的服务器，并有固定公网IP地址，但是考虑到服务器的稳定运行问题，通常不允许在服务器上安装其他应用软件。通过NAT端口映射方式，数据中心系统可以作为内网中的一台服务器实现与现场采集点DTU实现数据通信。同样移动公司也不必为每一台DTU分配固定IP地址，DTU连接无线网络后，所分配的IP地址是动态的，这种情况下，数据中心根据每台DTU的ID号进行注册和通讯，不必担心由于DTU掉线后上线再次分配的动态IP不同而不能与数

14、据中心取得联系。图六：数据中心固定公网IP地址接入示意图这种接入方法的特点：(1) 数据监控中心能够提供固定公网IP地址，不必借助DNS域名解析服务器。(2) 通过Internet互联网进行数据转接，数据安全性差、稳定性差。(3) 数据中心数据传输带宽能够保证。(4) 接入成本和费用较低，非常方便。3.3 数据传输模式3.3.1 永远在线模式描述：保持DTU与数据中心永久连接。工作过程：DTU开机时自动连接GPRS/CDMA网络，根据数据中心的IP地址自动连接数据中心，并保持和维护链路的连接，DTU监测链路情况运行，当网络发生异常，DTU会在故障恢复后自动重新建立链路。3.3.2 定时传输模式

15、描述：由DTU定时向中心发送数据。工作过程：根据事先设置的发送数据间隔向数据业务中心(DSC)发送数据和接收数据，数据收发完毕，自动断线。3.3.3 中心呼叫模式（轮巡方式）描述：由数据中心发起数据传输请求，DTU应答并发送/接收数据。工作过程：当中心需要收集或发送DTU端的数据时，数据中心发出呼叫指令，DTU立即连接GPRS/CDMA网络并登录数据业务中心，按数据中心的指令传输数据。3.3.4 数据触发模式描述：当有用户数据传输时，由DTU发起连接。比如可以设置为在发生告警或其他意外情况下，立即向数据中心发送数据。工作过程：当有用户数据传输时， DTU连接无线网络并登录数据中心，传输数据。3

16、.4 GPRS DTU数据传输模块DTU设备是基于无线网络的数据接口设备，符合IS-95A、IS-95B GPRS空中接口标准，通过RS232或RS485串行口直接与行业应用设备连接。即插即用，连接简单，可在数据中心和现场进行设置。3.4.1 基本特点 支持800/1900MHz双频 使用方便、灵活、可靠 符合FCC/SAR和CDG 1/2&3标准 数据终端永远在线或工作模式选择 实时时钟 外置机型直流电压输入范围宽(+7.526VDC)，满足复杂的应用环境 体积小、功耗低，适合嵌入式使用3.4.2 增强功能 支持PPP协议、TCP/IP协议、UDP/IP协议 透明数据传输与协议转换 支持虚拟

17、数据专用网 SIM卡特殊功能配置 短消息数据备用通道(选项) 通过Xmodem协议进行软件升级 支持空中软件升级和远程维护(选项) 自动检测网络连接状况 断线自动连接、设备自诊断、自恢复 抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求 防潮设计，适合室外应用3.4.3 传输效率u 用户数据传输效率(用户数据占网络层总数据的比例)：GPRS DTU支持不同的用户数据包长度，11024字节长度可选，数据包长度不同其传输效率不同。下面按照DTU 所支持的最大用户数据包长的情况下，即1024 字节包长计算。 DTU 主动发起到数据中心的单向数据传输：最大传输效率(w) = 97.3% 双向主动互传：最大传输效

18、率(w) = 95.9%u 传输时延(从发送到接收数据之间的时间)：不同的用户数据包长度，传输的时延不同。根据目前移动GPRS网络状况，其网络正常时,测试情况如下 用户数据包长为200字节以下：从DTU发出的数据平均0.75秒到达数据中心。 用户数据包长200500字节：从DTU发出的数据平均1秒之内到达数据中心。 用户数据包长大于500字节：从DTU发出的数据平均2秒之内到达数据中心。u 稳定性 有效率：发送成功数据占总发送数据比例根据大量用户使用结果来看，在网络正常的情况下，一般数据包的发送和接收均无漏码错码。 稳定性综合参数：有效率x传输效率网络有效带宽和用户数据包长(MTU)之间存在着

19、极其重要的关系，一般MTU 增大到200 字节以上不会明显增加带宽，但会增大平均延迟，测试结果表明MTU 的最优大小是200 字节左右。 断线自动连接自动检测网络连接状况设备自诊断、自恢复3.4.4 主要技术指标 用户接口支持RS-232 支持音频接口，方便维护操作 供电电压+7.526VDC功耗通信中平均450mA空闲时25mA 结构内部连接可靠性：GPRS模块与PCB、SIM 卡之间均为固定连接产品尺寸：83.5x47x17.5mm安装方便：外壳螺丝固定防震：接插件少，具良好抗震性能 配置菜单式配置(超级终端，无需专用软件)维护软件配置 平均无故障时间40000小时。 环境参数 工作环境温

20、度-30+70C 储存温度-40+85C相对湿度：95%(无凝结)二） H7000 CDMA1X无线数传系统的应用：4. 监控中心系统软件监控中心监测软件采用通用编程工具开发，具有灵活性好、针对性强的特点，可以对采集来的现场数据和实时数据进行分析、处理、保存、入库，制作输出报表、绘出各种曲线，从而实现整个系统的远程抄表、实时监测及自动化管理功能。界面友好、操作简单方便，真正实现了高效率和办公自动化。可同时兼容多个二次仪表厂家的通信协议，也可根据用户的要求增加用户自己的通信协议。系统的网络数据库使网络化管理变得简单易行。对于传输过程中通讯协议可以调用宏电的动态库。4.1 监控中心MC的TCP/U

21、DP通讯功能1、 功能采用单服务端口、支持多连接，无协议数据通讯，有协议通讯。2、 配置服务端口TCP服务端口的设置保存再C:WINNTVCOMDTU.ini文件中的TCPPORT字段。（如果没有该字段，则手工输入一个，注意大小写）在程序界面中配置的过程：点击设置-参数设置，DSC服务设置页面中修改TCP服务端口可以更改该值。3、 启动、停止在程序中手工启动：控制-启动服务；控制-停止服务启动、停止后在界面的系统日志中可以看到相关的信息。4、 建立TCP连接建立DTU和客户应用程序(APP)的对应关系。无协议通讯方式，一个APP的IP地址对应一个不同的DTU号码。有协议通讯方式，一个APP的I

22、P地址对应多个不同的DTU号码，每个DTU下面必须跟1个或1个以上的设备。在程序中，点击控制-建立连接，可以进入设置连接的界面。APP连接DSC的TCP服务服务IP地址是本机IP和设置的服务端口。要注意绑定APP的IP地址，只有与连接关系中IP相同的才会被接受。多次用同一个IP地址连接也不被接受。5、 转发无协议数据DTU-APP：DTU发送出来的数据转发到其对应的APP上。APP-DTU：APP发送出来的数据转发到其对应的DTU上，如果长度超过512，将进行分包转发。6、 转发协议数据DTU-APP：DTU发送出来的数据转发到其对应的APP上。APP-DTU：APP发送出来的数据转发到其对应

23、的DTU上，如果长度超过512，将进行分包转发。如果发送无协议数据，则不会被转发。4.2 转发本地串口通迅功能（支持实际串口和虚拟串口）1、 功能串口通迅功能与TCP，UDP通讯的功能一样。支持多连接，有/无协议通讯。2、 建立联接1) 每个COM口对应相关配置：Com口名，波特率，数据位，停止位，奇偶位配置同样保存在C:WINNTVCOMDTU.ini里2) 一对（输入串口输出串口）的以上配置要相一致才能收发3) 每个连接实际是一个DTU和客户应用程序(APP)的对应关系(一对一或一对多)。无协议通讯方式，一个APP的IP地址对应一个DTU号码。有协议通讯方式，一个APP的IP地址对应多个不

24、同的DTU号码，每个DTU下面必须跟1个或1个以上的设备ID。在程序中，点击控制-建立连接，可以进入设置连接的界面。本版本在威海版本基础上修改，所以，不支持自定义协议。3、 串口的打开，关闭在建立一个新联接时COM口将打开，删除时将关闭，当串口配置完成，DSC系统启动将打开所在存在的COM口,系统退出将关闭所在存在的COM口菜单中的启动连接, 停止连接无效4、 转发无协议数据DTU-APP：DTU发送出来的数据转发到其对应的APP上(根据DTU数据包里的DTUID与APP.ADDR对应)。APP-DTU：APP发送出来的数据转发到其对应的DTU上(根据APP数据包的FROM ADDRESS与D

25、TUID对应)，如果长度超过512，将进行分包转发。5、 转发协议数据DTU-APP：DTU发送出来的数据转发到其对应的APP上(根据DTU数据包里的DTUID与APP.ADDR对应)。APP-DTU：APP发送出来的数据转发到其对应的DTU上，(根据APP数据包的XXDATA 格式包里XX作设备地址, 与DTUID里的设备地址对应)如果长度超过512，将进行分包转发。如果发送无协议数据，则不会被转发。5. 总结热网监控系统对于热力公司提高供热效率、降低运行成本，同时可以减少各热力站的长期值守人员，极大的降低管理费用具有非常显著的经济效益。深圳市宏电技术股份有限公司深圳市滨河大道上沙创新科技园14栋56层电话：0755-88864288 传真：0755-83404677 网址：