1、1基于 GPRS 网络的热力站远程监控系统摘要：根据集中供热系统数据采集的特点，介绍了基于 GPRS 网络的换热站无线远程监控系统的组成以及自动控制原理。换热站采集的现场的温度、压力等数据，通过 GPRS 网络传送到监控中心，监控中心实现了对整个供热系统进行远程自动化控制。运行结果表明，该系统稳定性好、调节精度高、操作方便，可以满足远程监控和长期稳定运行等要求。关键词：集中供热； GPRS； 远程监控 中图分类号：X924.3 文献标识码：A 文章编号： 0. 引言 目前，我国北方地区已经普遍采用集中供暖方式进行冬季取暖，集中供热也是国家大力推广的节能和环保措施，但是目前供热系统大多采用人工监
2、控为主的方式，一方面造成人力资源的浪费；另一方面在出现事故隐患时操作人员难以及时发现，易造成供热设备、供热系统事故，各热力站都独立运行，难以达到供热系统整体的最佳状态，易造成热力失衡，影响供热效果，也造成能源的极大浪费。特别是集中供热的管线，由于各热力站距离远，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，要做到实时传送系统终端及热用户的各项重点数据，提高中心管控站的控制能力，靠过去传统的办法是难以满足要求的。针对于此种情况，采用无线网络是一个理想的远程监控解决方法，而 GPRS 2数据传输技术可以从根本上解决传统方式存在的覆盖范围、实时性、投资及运行费用的问题1，并可实现对监控
3、设备的无人值守运行。在构建集中供热控制网络的同时，大幅节省人力物力，为创建国家提出的节约型社会作出应有的贡献。 1. GPRS 技术概述 GPRS(General Packet Radio Service)，通用分组无线业务，是一种以全球手机系统(GSM)为基础的数据传输技术，它是作为第二代移动通信技术 GSM 向第三代移动通信(3G)的过渡技术2。 GPRS 技术在已有 GSM 的基础上增加了以下功能实体：分组控制单元(PCU)、服务支持节点(SCSN)和 GPRS 网关支持节点(GGSN)，GPRS 技术抛弃了传统 GSM 独占电路交换方式，采用了分组交换和传输技术，并对软件进行升级，提供
4、给用户端到端的、广域的无线 IP 连接，是目前阶段解决移动通信信息服务的一种较完美的方案，GPRS 的另一大优势就是可以利用现有的 GSM 网，使应用运营商可以在全国范围内以最小的投入为共户提供数据业务服务，GPRS 技术具有永远在线、数据速率高、资源利用率好、接入速度快，计费更加合理、用户的使用更加方便等优点。GPRS 技术的发展使制约移动数据发展的各项因素正逐步得到解决，推动移动数据发展的相关服务也日趋完善，这些优点极大推动 GPRS 技术和网络的发展。因此 GPRS 为 GSM 运营者拓展业务领域，增强市场竞争力提供了重要的技术平台，并为 GSM 网向第三代演进打下基础。 综上所述，GP
5、RS(通用分组无线业务)技术完美地结合了移动通信技术和数据通信技术尤其是 Internet 技术，GPRS 是在上述诸多因素和背3景下 GSM 网络和数据通信发展、融合的必然结果3。 2. 基于 GPRS 的换热站远程监控 随着城市化进程的加快，人民生活水平的提高为集中供热提出了更高的要求。面对供热面积迅速扩大，换热站数量的增加，各换热站靠生产调度人为调整运行的局面已显现出诸多不足，热力系统如何满足用户舒适度的要求，如何在局部热负荷变化时迅速调整，如何降低运行成本等问题急需解决。为了解决上述问题，满足人们对舒适度的更高要求，实现按需供热，大多数换热站通过采取自控的设备及技术来达到使用的要求。采
6、用自控系统由于基本不需人工干预，其操作简单、控制准确、管理方便，能达到节能降耗的目的。 换热站的监控要求：（1）运行参数的监测：在换热站热交换生产过程中，存在大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数。需要通过 PLC 对这些参数进行实时采集和处理，并且为远程传送做好准备。（2）设备运行状态的监测：一般情况下，要求在远程可监测到循环水泵、补水泵的电动机运行或者备用的状态、变频器输出的频率或者电流、调节阀的阀位、电磁阀的动作情况等（3）换热站电源以及防火、防盗的监视：无人值守换热站还会对防火、防盗提出要求。在换热站内安装有火灾报警器和防盗报警器，报警器的报警信号应当传输到控制中心。对于重要仪表
7、及电气设备的电源应当提供掉电监视。 （4）自动控制要求：换热的自动调节、逻辑控制功能、换热手动和自动控制。 换热站监控系统基于 GPRS 网络，通过 ADSL 宽带的固定 IP 地址拨号上网，在终端上通过 PPP 协议，驱动 GPRS 设备，经过 GPRS 无线4网络连接到 Internet 上4。 换热站在监控时利用 GPRS 把换热站的控制参数和监视参数传递到 Internet 网，再通过宽带上网的方法把这些数据传递到锅炉房的工控机中，工控机控制这些参数，并显示换热站的有关参数。主要控制参数有控制循环泵的起动/停止以及循环泵的运行频率，控制二次网补水泵的起动/停止，监视深井泵运行情况、补水
8、箱水位、循环泵电流和频率、补水泵的电流和频率、一次网供热温度和压力、一次网回水温度和压力、二次网的供热温度和压力、二次网的回水温度和压力等。 3. 换热站远程监控的功能 软件按功能分为实时监测、历史曲线、控制管理、WEB 发布等几部分。 实时监测：实时监测各换热站运行参数，画面上字体颜色变红表示参数超上限报警，字体颜色变绿表示参数超下限报警。点击换热站的名称可以进入该换热站系统图，系统图中可以看出水流的流向，泵的电流和运行状态，同时压力表的参数指针也可以动态显示，状态框中可以显示巡检人员最后一次巡检的日期和时间，可以显示室外温度，并记有室外温度曲线。 历史曲线：显示温度曲线、压力曲线、流量曲线
9、等历史数据的曲线记录并可以查询任何时刻参数的运行曲线。 报表管理：（1）实时报表，实时显示该时刻压力、温度、流量等参数，同时用户在 17 报表管理界面还可以实现报表页面预览，报表打印预览、报表打印等功能。 （2）历史报表，查询历史日期的数据，可进行页5面预览，报表打印预览、报表打印及设置。 报警记录：当监控的数据超出预先设定范围时，启动报警系统，并实时记录故障情况。 控制管理：远程单站控制阀门的开度、远程单站设定温度由 PLC 自动控温、远程全网手动设定温度由 PLC 自动控温。 WEB 发布：把监测界面、换热站界面及电子地图发布到网络上，终端用户通过 IP 地址和密码可对监测界面进行网上浏览
10、，在信息中心可以建多个用户，用户分超级用户和普通用户。 4. 基于 GPRS 的换热站远程监控优势 将 GPRS 技术引入供热监控系统以后，可以使系统具有如下的优势：1.集中调度，分散控制：各站点均配有独立的现场控制器，负责现场数据的采集、处理、传输和对电动阀门的控制。2.数据的采集、传输、处理速度高、实时性强。系统可以自行设定数据采集频率，通过 GPRS 信号发射机将生产数据传输至上位机。3.利用计算机网络传输数据，实现数据共享。该系统具备数据报表的网络发布功能，利用现有的自动化办公网络，不需额外投资便可实现生产数据的共享，方便各级授权人查询，便于随时掌握供热生产的全局。4.提高工作效率，创
11、造经济效益。该系统可以准确、快速的传输生产数据，改变了过去靠人工抄表的落后生产方式，由原来的每天抄表改为现在的系统自动报表，方便领导和调度人员了解现场的情况，及时发现生产中的异常数据，快速制定处理方案，节约人工成本，提高了工作效率。 5. 总结 6集中供热系统采用 GPRS 供热监控技术，具有集中调度、分散控制，数据处理速度高、实时性强，以及系统运行平稳，水力工况稳定，节能效果明显，能够极大地改善系统的热力失调现象，具有广泛的推广应用价值。 参考文献： 1 魏钦志，潘广军.GPRS 技术用于集中供热J.电气时代，2004，(9)，7879. 2 Mishra A.Performance and architecture of SGSN and GGSN of general packetradio service(GPRS)；Global Telecommunications Conference，Virginia Polytech Inst&State Univ.,2001 3 Lin,Ye-Bing,Imrich Chlamtac.Wireless and Mobile Network Architecture.2000:30- 32 4 张英，王炎.GPRS 在城市热网监控系统中的应用J.科技信息，2005，(4)，3840. 作者简介 姓名： 赵志勇 职称： 助工
