現有熱網系統計量裝置通過基于GPRS的測控通對貿易結算流量積算儀的數據進行傳輸，實現生產調度中心對熱網系統運行狀態的實時監測，平衡優化供用能結構，提高整體能源利用效率。昌暉儀表分享這種熱網計量監測系統改造實踐。

皖新文化產業投資(集團)有限公司有三個產品生產區，一個自備熱電廠。熱電廠工程建設是按“以熱定電”的原則批復的，電能并網不上網。總規模為八爐六機，最大供汽能力800t/h，最大發電量142MW，最大供電量110MW。4路DN800的管道向三個生產區輸送過熱蒸汽，最遠輸送距離約10km。蒸汽主要通過板換、盤管等設備給給物料間接加熱使用。一次冷凝水，在生產區就地回收再利用。集團公司對生產區和熱電廠都進行單獨考核，故供、用端都配置有蒸汽計量裝置，用于能源計量核算。

整個熱網系統具有以下特點：
①常年連續用汽，各生產區蒸汽用量占能源消耗比例較大；
②生產區分布分散，距離較遠，不方便集中管理；
③抄表采用人工現場采集數據，每月抄錄一次，需要核算過熱蒸汽焓值，數據匯總時間較長；
④儀表故障發現及時率偏小，經常出現儀表不計量和少計量情況；
⑤不便于分析管路熱量損失，也不便于掌握各生產區用汽信息，交班時用汽量波動較大，效率相對較低。
為了能夠實時掌握熱電廠供汽參數和生產區用汽負荷變化情況，加強對熱力供應的有效調度，合理調配蒸汽供用，使熱網系統運行工況平穩經濟，進一步優化熱電廠的經濟運行模式；同時解決生產區的能源計量核算爭議問題，公司決定對熱網計量系統進行改造升級。

1、熱網計量系統方案架構
根據管理需求，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，實時采集顯示現場的溫度、壓力、流量、密度、焓值、累積量等數據；第二部分是數據無線傳輸裝置，基于GPRS網絡通過測控通T40S將現場采集的數據打包傳輸到調度監控中心；第三部分是調度監控中心，調度監控中心增加熱網計量監測功能，實現對熱網數據的實時監測、數據存儲、歷史記錄查詢、報表打印、定期能源計量、管網熱損分析等功能。
 
2、熱網計量系統方案實施
①現場數據采集目前現場主要由熱電偶、溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器以及貿易結算流量積算儀等組成蒸汽計量系統。各現場計量點配置儀表設備的品牌規格基本一致。現有0.2%精度貿易結算流量積算儀YR-GFQ802-82-AAG-2-2P-U-T根據采集的數據和設定的參數，能夠計算并顯示溫度、壓力、流量、密度、焓值、累積流量和累積熱量等數據，滿足熱網計量監測系統參數類型的要求。原儀表帶有RS485通信接口，本次改在利用這個通信口實現數據遠傳，即可滿足本次升級改造功能要求。

②數據無線傳輸
a、無線傳輸優點依據公司設備現狀和能源計量考核規劃，先期對各生產區一級蒸汽計量表計進行改造升級，后續將逐漸完善熱網三級計量系統的在線計量監測。綜合考量后，改造方案選擇基于GPRS網絡的數據無線傳輸方式，相較于有線和數傳電臺等傳輸方式，在本次改造中數據無線傳輸具有下述優點：
①利用公網通訊，永遠在線，數據穩定性、準確率、實時性有保證；
②安裝方便，通訊環節故障較少、基本免維護，通信距離基本無限制，投資及運行費用較低；
③系統的通用性、擴展性較好，便于后期增加監測點。

b、測控通T40S硬件特點
測控通T40S內置4G通信模塊，實現通信模塊可編程，4G-GPRS無線組網更簡便。可監控四路輸入信號，控制兩路輸出信號。提供簡易C語言、STL語言和梯形圖三種編程語言平臺。通訊上具有有線通訊接口(串口RS232、RS485、TTL電平和網口)、GPRS和短信三種通信方式。測控通T40S內部集成ModBUS-RTU設備協議和JammyBUS分站協議的協議解析器。同時T40S內置主站采集管理功能，通過自身串口、網口、GPRS或短信可采集任何支持Modbus和JammyBUS協議的從站數據。

測控通T40S硬件硬件具有以下特點：
①測控通內置遠程測控專用JammyBUS協議，該協議相比傳統協議省50%流量，提高了系統的實時性和穩定性；
②編程軟件內置遠程程序下載功能，不用親臨現場，即可實現遠程程序下載、修改、上傳；
③有DC9-24V和3.7V鋰電池兩種供電方式。支持省電睡眠模式，睡眠時工作電流低至36.8uA，非常適合在不便布線或移動的環境應用。

c、數據傳輸過程
測控通T40S通過RS485串口和貿易結算流量積算儀建立通信物理鏈路，從而完成積算儀數據的采集。然后通過GPRS網絡將數據無線傳送到數據交換服務器。數據交換服務器可由第三方提供，出于數據安全考慮，可以自行搭建。數據服務器可以搭建在軟件終端主站上，也可以和主站分離搭建在獨立的電腦系統上。

在網絡組態時，需要建立對應通訊方式的網絡信道。在本工程中選擇建立遠程通網絡信道，填寫對應的數據交換服務器地址，并設置相應的信道參數，包括身份地址、組號、心跳時間、心跳失敗次數、間隔時間、注冊失敗次數等。數據傳輸的整個過程為：測控通T40S通過RS485串口采集積算儀數據，數據通過GPRS網絡傳送到Internet網絡中的數據交換服務器，數據交換服務器完成數據接收、交換、轉發等一系列工作。上位監控系統，通過和數據交換服務器的查詢或者更改對應數據項，就可以獲得相應的信息數據。
 
d、調度監控中心
調度監控中心，配置有防火墻、數據交換服務器、上位監控主站系統、大屏顯示器等設備。監測系統具有熱網系統數據分析、顯示、查詢、統計、預警、報表打印等功能，并能提供一個直觀、簡單的操作平臺。
①各監測點瞬時數據實時顯示在監控中心的大屏幕上，準確地反映管線的實際運行狀態；能及時反映GPRS模塊運行聯機狀態和儀表運行工作狀態。
②對重要的數據進行在線存儲，數據的存儲時間最長為5年；可以通過歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數據。
③基于管線數據模型分析沿線的壓力損失、流量損失、熱量損失，對于異常情況發出告警。
④自動生成日報、月報、年報等固定格式報表，也可設置條件定制匯總統計報表；具備報表手動和自動打印功能。
⑤根據各部門職能需要，通過內網系統，提供不同權限的數據查詢和監視功能；并具有用能簡報定向發送到手機用戶的功能。
⑥監測中心主動提取監測點的數據，監測點能夠隨時接受召測，上傳相關數據。數據采用校驗算法，保證數據可靠傳輸。
⑦系統具有開放的數據接口，方便后期監測點的增加和擴容。

熱網計量監測系統的改造，以很少的硬件投入和低廉通訊費用，滿足了系統穩定可靠運行的要求，并取得了良好的運行效果。借助于熱網計量監測系統，能夠實時了解熱網蒸汽參數和生產區生產情況，及時調度減少用汽端負荷大幅波動現象，平衡蒸汽供用，進一步優化熱電聯產機組運行方式，提高了能源利用效率。熱網監測系統的效能，不但降低了公司的人力資源成本，而且避免了人工抄表時間誤差，減少了能源核算爭議問題。