供熱計量遠程無線抄表研究

李湘慧 鄭振林

（青島興平熱電有限公司 山東 平度 266700）

0 前言

為加強民用建筑供熱計量管理，提高能源利用效率，降低建筑物供熱能源消耗，積極推進供熱計量收費，根據《中華人民共和國節約能源法》、《國務院關于印發節能減排綜合性工作方案的通知》、《民用建筑供熱計量管理辦法》、國家發展改革委、財政部、質檢總局下發的《關于進一步推進供熱計量改革工作的意見》等法律法規和文件對新建及既有建筑的供熱計量要求，從2010 年開始，北方采暖地區新竣工建筑及完成供熱計量改造的既有居住建筑， 取消以面積計價收費方式，實行按用熱量計價收費方式。 國家已把供熱計量收費擺在更加突出位置，要求做到“三個同步”，即新建建筑工程建設與供熱計量設施安裝同步；既有居住建筑分戶供熱計量改造與節能改造同步；供熱計量裝置安裝與供熱計量收費同步。 近幾年來，大量的既有居住建筑進行了供熱計量改造，同時大量新建建筑也按《供熱計量技術規程》要求，安裝了戶用熱量表進行了供熱計量。而大量新建建筑和實行節能改造的既有建筑在實行供熱計量后，供熱單位面對大量熱量表如何在同一時間進行數據抄錄也成為一個急需解決的問題。 實行人工進行抄表，不但費時、費力，勞動強度大，而且抄錯不可避免，也不能隨時上數抄錄。而實行供熱計量遠程無線抄表就是解決該項問題的一個最佳方法。

1 供熱計量遠程抄表技術

供熱計量遠程抄表即利用無線網絡技術，通過遠程抄表軟件對戶用熱量表進行遠程集中抄表，大大降低了抄表的勞動強度，保證了抄表數據的準確性。 遠程抄表系統便于供熱部門隨時掌握用戶用熱情況，方便了數據的及時匯總分析和故障的及時排查。

遠程數據傳輸系統均包括三個層次：現場層、管理層和網絡通信層。

1.1 現場層（戶用熱表）

現場由子站各用戶戶用熱量表采集現場數據，包括：流量、進水溫度、回水溫度、溫差、熱量及其累積值等，然后通過儀表配置的標準通信接口，將數據線發送到樓宇集中采集器，從而通過通信網絡，接入中央管理工作站。

1.2 管理層（中央工作站）

作為中央工作站，承擔服務器和操作站的任務，完成與子站的鏈路管理、數據采集和運算處理等功能，收取現場過程數據；提供實時運行的完美監測界面，實現對各用戶的數據監測、數據分析、故障診斷、報警、歷史數據統計、趨勢曲線顯示、數據報表及備份等功能，完成對相關參數的管理，為運行管理人員提供操作指導。同時，可以接入小區的局域網，實現數據的共享，供其他人員瀏覽。

1.3 網絡通信層

系統要完成在小區內的數據采集和傳輸， 遠程傳輸可采用基于GPRS 的無線通信網絡，實現實時在線的遠程監測及抄表。

GPRS 是一種新的移動數據通信業務， 在移動用戶和數據網絡之間提供一種連接， 給移動用戶提供高速無線IP 或X.25 服務。 使用GPRS 技術實現數據分組發送和接收，用戶實時在線且按流量計費。

在現場，利用GPRS 數據傳輸網絡進行現場數據的監測，主要是通過GPRS Modem 與各種標準接口的數據采集儀表相連，一般現場儀器儀表的通信接口為RS232/RS485 或M－Bus。工作中GPRS 傳輸模塊將儀器儀表的數據通過GPRS 網絡，傳遞給數據管理服務器，數據服務器可通過因特網，與控制中心的服務器上建立鏈接，從而實現了對現場設備運行狀態的實時監控。

1.4 抄表系統網絡拓撲結構

圖1

2 供熱計量遠程無線抄表工程概況

實行供熱計量遠程無線抄表系統需在小區每戶安裝戶用熱量表，戶用熱量表均有M-BUS 通訊模塊， 每棟樓安裝一個GPRS 集中抄表器,戶用熱表通過GPRS 無線網絡組網，在每棟樓利用單元布管連線將該樓所有用戶戶用熱量表的數據采集到樓集中抄表器，然后集中抄表器通過GPRS 通訊控制器以主動方式上傳到供熱單位監控中心固定IP 地址上，由中心計算機軟件對數據進行存儲、分析處理及生成數據報表和圖表，根據用戶設置的報警參數，由中心計算機判定并提示故障報警。

2.1 設備選型和功能

戶用熱量表：供回水溫度，流量和熱量，儀表具有M-BUS 接口。集中抄表器和GPRS 通訊控制器：對多用戶熱量表的數據進行采集及上傳數據。

中心計算機專用軟件結構特點：簡潔、人性化的操作界面。軟件設計采用b/s 架構模式，使得系統開發、維護、升級更方便，該結構易于擴展，用戶使用方便。

數據查詢：對每臺戶用熱量表的相關數據進行顯示，可通過刷新查看最新的每臺戶用熱量表的數據， 并且可以查詢歷史數據信息、報警信息，可對供回水溫度，瞬時熱量等數據導出圖表或者報表，方便用戶分析數據。

數據統計：根據用戶所設定的報表時間，可對歷史數據進行統計，并可以導出報表。

遠程操作：可對在線設備進行主動召測的操作，即任何時候可以通過調度中心服務器上的管理軟件主動提取監測點的數據，方便監管人員檢修。

報警信息管理：根據用戶設置的報警信息參數，對設備上報的數據實時監測對于異常情況報警，如：供回水溫度差過大（差值可設定）等，需根據用戶的具體需求訂制。

管理操作：包括一些用戶信息的初始錄入及編輯，報警信息和報表時間的設置。 對系統操作人員的權限設置，可以此來提供完善的安全認證，非法用戶不能進入系統，合法用戶根據權限可進行相應的操作。

2.2 供熱計量遠程無線抄表系統運營成本

依一個小區50 棟住宅樓來計算，GPRS 通訊流量包月費：5 元/月=30M 流量，相當于每棟樓5-10 分鐘上傳一次數據，供暖季為4 個月，即：5 元×50 棟×4 個月=1000 元。 通信費用低。 采用包月計費方式，運營成本低。

3 供熱計量遠程無線抄表系統優點

供熱計量遠程無線抄表系統充分利用GPRS 數據傳輸網絡的可靠性、安全性、準確性，具有以下優點：

實時性強。 由于GPRS 具有實時在線特性，系統無時延，無需輪尋就可以同步接收、處理多個/所有數據采集點的數據。 可很好的滿足系統對數據采集和傳輸實時性的要求。 可對集抄設備進行遠程控制。 通過GPRS 雙向系統還可實現對集抄設備進行遠程控制， 進行參數調整、數據即時提取等操作。

建設成本少低。 由于采用GPRS 的無線公網平臺，只需安裝好設備就可以，不需要為遠程抄表進行專門布線，前期投資少、見效快，后期升級、維護成本低；降低抄表成本：傳統人工現場抄表方式，勞動強度大，抄表人員多，管理成本高。 應用自動抄表系統，一個中等城市的熱表抄表工作可以在十幾分鐘內抄完，抄表成本降低90%。

集抄范圍廣。 GPRS 覆蓋范圍廣，在無線GSM/GPRS 網絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對集抄的控制和管。 而且，擴容無限制，接入地點無限制，能滿足山區、鄉鎮和跨地區的接入需求。

提高了抄表準確率。自動抄表可以杜絕少抄、錯抄、估抄、漏抄、人情抄等情況給熱力公司帶來的經濟損失，抄見率、準確率達99%以上。杜絕不利于社會安定的因素。 自動抄表對用戶正常生活的無任何干擾，也避免部分不法分子利用抄表為借口進行入室盜竊和搶竊。

4 結論

供熱計量遠程無線抄表直觀、形象、全面地看到每個熱用戶的供熱和計費情況。實時監測每只熱量表、熱分配表的工作狀態，對于因外界某些因素的損壞而造成的熱計量故障，可以及時派維修人員進行檢修。有利于供熱管理精細化，系統可以對用戶、樓棟、小區、管線按任一時間周期進行分析并形成相應的曲線，為供熱公司提供實時、可靠的數據作為決策依據，減少了工作中的盲目性，值得在下一步供熱計量工作中推廣應用。

［1］JGJ173-2009 供熱計量技術規程[S].

［2］涂光備.分戶熱計量采暖系統設計與安裝[S].中國建筑工業出版社，2004，8.

［3］涂光備.供熱計量技術[S].中國建筑工業出版社，2003，4.