[發(fā)明專利]電廠單線供熱熱網(wǎng)監(jiān)控計量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010815679.5
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112085938B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝明;張?zhí)旌?/a>;梁志榮
• 申請（專利權(quán)）人: 華能國際電力股份有限公司南通電廠
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G08C19/00;H04L29/06;H04L29/08;G07F15/06;G05B19/042
• 代理公司: 南通市永通專利事務(wù)所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

1.一種電廠單線供熱熱網(wǎng)監(jiān)控計量系統(tǒng)，其特征是：包括熱網(wǎng)中心控制設(shè)備、廠內(nèi)供熱總管總表計量設(shè)備、各用戶二次儀表及控制箱設(shè)備；

所述熱網(wǎng)中心控制設(shè)備是電信公司Internet網(wǎng)絡(luò)接入單元；包括設(shè)在電廠信息中心機(jī)房內(nèi)的交換機(jī)、防火墻和熱網(wǎng)監(jiān)控主題專用服務(wù)器，服務(wù)器上裝有專門的熱網(wǎng)監(jiān)控計量系統(tǒng)軟件；還包括設(shè)在電廠熱網(wǎng)中心的交換機(jī)、路由器和熱網(wǎng)監(jiān)控工作站；電廠信息中心機(jī)房熱網(wǎng)交換機(jī)與熱網(wǎng)中心熱網(wǎng)交換機(jī)之間通過光纖連通，工作站監(jiān)控電腦可通過瀏覽器實時監(jiān)控和管理系統(tǒng)，手機(jī)可下載專用APP查詢和管理；為了提高系統(tǒng)對外連接的安全性，除在軟件系統(tǒng)設(shè)計上增加安全措施外，在供熱改造監(jiān)控計量服務(wù)器與前端與Internet互聯(lián)網(wǎng)之間，架設(shè)了硬件防火墻進(jìn)行隔離，確保熱網(wǎng)安全；熱管中心服務(wù)器放置于行政樓信息中心機(jī)房內(nèi)，并通過移動寬帶連接主站；子站經(jīng)由GPRS無線網(wǎng)絡(luò)相連，它的主要作用是：定時采集或接受主站和子站的GPRS通信終端數(shù)據(jù)，對通過移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的供熱用戶的用汽信息進(jìn)行處理分析，數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；遠(yuǎn)程發(fā)送控制子站的操作命令、遠(yuǎn)程監(jiān)控子站運行狀況；監(jiān)控中心服務(wù)器將采集到的子站信息的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；實時對熱用戶的用汽量進(jìn)行結(jié)算管理；獲得授權(quán)許可的人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問、查詢熱網(wǎng)數(shù)據(jù)；通過監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)控、報警、統(tǒng)計分析，使現(xiàn)場的計量設(shè)備發(fā)生故障時能得到及時維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)和防止某些不良用戶的用汽舞弊行為；熱網(wǎng)中心服務(wù)器安裝運行正版微軟windowsserver 2008操作系統(tǒng)、安裝了微軟專用殺毒軟件和熱網(wǎng)監(jiān)控計量管理系統(tǒng)軟件；

網(wǎng)絡(luò)與查詢：電廠供熱局域網(wǎng)連接著若干臺計算機(jī)，在所有這些計算機(jī)上無需安裝任何其它軟件即可訪問熱網(wǎng)現(xiàn)場的所有信息；經(jīng)授權(quán)的訪問者，通過內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)Internet訪問熱網(wǎng)監(jiān)控管理中心的主網(wǎng)頁和相關(guān)鏈接；未經(jīng)許可的用戶和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)無法進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)；

從行政大樓信息中心機(jī)房敷設(shè)了至熱網(wǎng)中心監(jiān)控室的光纖，多臺電腦連接交換機(jī)可訪問Internet，亦可通過內(nèi)網(wǎng)訪問熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)；

所述廠內(nèi)供熱總管總表計量設(shè)備：位于供熱聯(lián)箱出口低壓蒸汽，裝設(shè)壓力變送器和溫度傳感器各1套，并配套具備GPRS無線采集數(shù)據(jù)功能的二次儀表控制箱，具有帶壓力、溫度補償功能，與熱網(wǎng)中心控制服務(wù)器之間無線通訊采集數(shù)據(jù)，流量積算儀有一路有線模擬信號輸出至電廠主控室的DCS；

在廠內(nèi)供汽端供熱聯(lián)箱出口低壓蒸汽裝有一次儀表箱和二次儀表控制箱，用于監(jiān)控計量供熱的用汽總量；將一次儀表箱內(nèi)測得的各用汽參數(shù)模擬電信號進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并就地顯示、控制、輸出的測量設(shè)備，稱為二次儀表控制箱；供熱改造項目中二次儀表包括：流量積算儀表、UPS電源、GPRS通信模塊和防雷電模塊；二次儀表實時循環(huán)顯示數(shù)據(jù)包括：瞬時流量、溫度、壓力、累計流量數(shù)據(jù)；在二次儀表控制箱內(nèi)GPRS通信模塊通過RS232數(shù)據(jù)線與二次儀表相連，定時或觸發(fā)讀取二次儀表輸出的溫度、壓力、流量數(shù)字信號，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行打包、壓縮、加密處理后，通過GPRS無線移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給熱管中心的監(jiān)控服務(wù)器；UPS電源具有限流、限壓充放電保護(hù)功能，延長蓄電池的壽命；在外接220V交流電斷電狀態(tài)下,蓄電池能持續(xù)給子站儀表、設(shè)備供電不低于72小時；

熱用戶計量監(jiān)控：二次儀表控制箱的選用及原理與廠內(nèi)供熱總管總表計量設(shè)備相同，不同的是熱用戶計量監(jiān)控點作為熱網(wǎng)中心的子站；通訊數(shù)據(jù)和控制信號，通過子站GPRS無線移動網(wǎng)絡(luò)與熱管中心的監(jiān)控服務(wù)器之間進(jìn)行通訊交換；熱用戶側(cè)配有電動控制閥門，且其壓力變送器、溫度傳感器、渦街流量計和流量積算儀按用戶流量選配；具有開關(guān)控制報警、交流電停電報警的防盜和管理功能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電廠單線供熱熱網(wǎng)監(jiān)控計量系統(tǒng)，其特征是：工作方法：

（一）、通過Web訪問地址外網(wǎng)或內(nèi)網(wǎng)，進(jìn)入熱網(wǎng)系統(tǒng)；

（二）進(jìn)入熱網(wǎng)系統(tǒng)

（1）實時數(shù)據(jù)的獲取過程

實時數(shù)據(jù)是本系統(tǒng)所有監(jiān)控、計量和管理的依據(jù)，是信息管理的原始數(shù)據(jù)；系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)掃描總間隔時間為180S；

單獨一次實時數(shù)據(jù)獲取流程：

（a）對應(yīng)子站，選擇從第一組二次儀表開始獲取實時數(shù)據(jù)；

（b）通過互聯(lián)網(wǎng)和GPRS移動網(wǎng)絡(luò)建立起對包括廠內(nèi)總表和各用戶二次表之間的通訊；

（c）跳過通訊信號狀態(tài)不正常的子站；

（d）總表和所有各用戶的實時數(shù)據(jù)，用戶的實時數(shù)據(jù)分別通過標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議對應(yīng)傳輸?shù)紾PRS遠(yuǎn)傳模塊中；

（e）讀取的數(shù)據(jù)由GPRS遠(yuǎn)傳模塊傳輸?shù)椒?wù)器端，分別保存至監(jiān)控軟件數(shù)據(jù)庫；

（f）每個子站讀取數(shù)據(jù)后，進(jìn)入下一個監(jiān)控計量子站，直至全部掃描一遍；

（g）180秒后發(fā)起下一遍掃描；

（2）熱網(wǎng)中心對每個用戶實時數(shù)據(jù)處理的流程：

（a）讀取SQL數(shù)據(jù)庫預(yù)繳費余額，根據(jù)供汽定價計算余量；

（b）余額和余量顯示并寫入遠(yuǎn)程二次表；

（c）讀取瞬時流量、溫度、壓力、密度、累計流量并顯示；

（d）余額和余量不足時，報警警告；

（e）通信狀態(tài)不正常時，顯示超時；

（f）供電為應(yīng)急電源時，報警警告；

（g）控制箱門未關(guān)閉時，報警警告；

（2）報表管理

報表管理分用戶年報表，日常報表，用戶月報表，充值查詢和歷史數(shù)據(jù)；

（a）年報：用戶年報表單擊進(jìn)入，在左側(cè)選擇需要查看的用戶日期后，點擊查詢按鍵后即可顯示當(dāng)前用戶的年用氣量；打印按鍵可打印出當(dāng)前用戶的年用氣表，導(dǎo)出按鍵則可以導(dǎo)出當(dāng)前用戶的表格，保存到操作人員想要保存的位置，返回按鍵則返回到報表管理界面；

（b）日常報表

單擊進(jìn)入，在左側(cè)歷史查詢單擊進(jìn)入歷史查詢表；點擊開始時間選擇要起始時間，在點擊結(jié)束時間，就可以看見每1個用戶的用氣量；可以直接打印出報表或?qū)XIL文件；退出返回同年報表；

（c）用戶月報表

單擊進(jìn)入，在左側(cè)選擇需要查看的年份，月份，點擊查詢按鍵即可顯示當(dāng)前用戶的月用氣量；可以直接打印出月報表，也可以導(dǎo)出EXIL文件；返回同年報表；

（e）充值查詢單擊進(jìn)入，可查詢用戶充值的情況：幾號表，充值的用戶，充值的日期時間，充值的金額，是哪個管理人員進(jìn)行的充值；通過SQL數(shù)據(jù)庫將用戶操作信息儲存于SQL數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，通過自定義變量來判定用戶，時間，充值金額，操作人員最后以表格的形式顯示出來，此查詢表可以直接打印出來，也可以導(dǎo)出EXIL文件；

（f）歷史數(shù)據(jù)查詢

單擊“歷史數(shù)據(jù)”進(jìn)入歷史數(shù)據(jù)查詢，左側(cè)選擇當(dāng)前要查詢的用戶名，再點擊查詢選擇查詢歷史數(shù)據(jù)起始時間，時間長度和時間間隔；數(shù)據(jù)通過軟件后臺的數(shù)據(jù)定時保存來設(shè)定數(shù)據(jù)保存的時間是120秒保存一次或者別的時間保存一次，保存的數(shù)據(jù)在存放在軟件的數(shù)據(jù)庫中；

（3）歷史曲線

可選擇查看用戶的歷史曲線，左側(cè)選擇要查看的用戶，開始時間，時間間隔就可以看到用戶瞬時流量，壓力，溫度，頻率曲線；紅色表示瞬時流量，綠色壓力，紫色溫度，橙色頻率；點擊返回則返回到實時數(shù)據(jù)報表；同歷史數(shù)據(jù)一樣數(shù)據(jù)定時保存，點擊想看的數(shù)據(jù)在以曲線的形勢顯示出來；可設(shè)定用戶的最大采樣，或者底限高限；

（4）閥門開關(guān)

可根據(jù)用戶選擇來確閥門是否打開還是關(guān)閉來管理，自動是指用戶有預(yù)付費時，閥門是處于打開狀態(tài)，一旦預(yù)繳費用完閥門就自動關(guān)閉；當(dāng)然在用戶預(yù)繳費快要用完以前系統(tǒng)會自動發(fā)送手機(jī)短信催款，以保證用戶的正常用汽不受影響；通過的閥門界面周期運行時來判定用戶通訊狀態(tài)是否正常，正常的情況下可以點擊關(guān)閉，打開或者自動來更改用戶閥門的設(shè)置，因為二次表數(shù)據(jù)只能用數(shù)字顯示所以這里做了轉(zhuǎn)換處理為0時就顯示為自動，1的時候顯示為常開，2的時候就為關(guān)閉，case0:表示選擇的第一個用戶一直到endif結(jié)束，下個用戶case1為選擇的第2個用戶以此內(nèi)推；當(dāng)上位機(jī)上發(fā)送表示常開的命令1時，程序先做判斷通訊狀態(tài)是否正常，如通訊狀態(tài)正常則發(fā)送命令到GPRS遠(yuǎn)傳模塊傳送給儀表，儀表此時執(zhí)行此命令，如果判定為超時，則不執(zhí)行此命令；

當(dāng)通訊狀態(tài)正常時可操作，超時時操作無效；

（5）繳費結(jié)算

（a）首先要選擇確定的用戶，然后顯示該用戶的當(dāng)前余額，單價，在充值金額里輸入要充值的金額，點擊“充值確定”前要保證“通訊狀態(tài)”要處于“正常”否則不能進(jìn)行充值；確保無誤情況下再點擊“充值確定”完成一次充值，并且充值的金額，時間，哪個操作員進(jìn)行的充值會保存到充值查詢里；在單價修改里對單一用戶修改當(dāng)前用氣價格，點擊單價修改則完成操作；

此界面周期運行時，當(dāng)tx1恒等于0并且用戶為第1個用戶時，做以下判定，通訊為正常，且顯示第1個用戶的單價，余額，并且可以選擇給用戶充值，否則單價余額為空白且通訊狀態(tài)顯示為超時；

繳費結(jié)算流程：

①管理員登錄；

②選擇確定的用戶，顯示該用戶的當(dāng)前余額，單價，在充值金額里輸入要充值的金額，點擊“充值確定”前要保證“通訊狀態(tài)”要處于“正常”否則不能進(jìn)行充值；確保無誤情況下再點擊“充值確定”完成一次充值，并且充值的金額，時間、操作員信息和進(jìn)行的充值信息會保存到充值SQL數(shù)據(jù)庫里；

③在單價修改里對單一用戶修改當(dāng)前用氣價格，點擊單價修改則完成操作；

④打印充值通知單；

⑤此界面周期運行時，當(dāng)tx1恒等于0并且用戶為第1個用戶時，做以下判定，通訊為正常，且顯示第1個用戶的單價、余額，并且可以選擇給用戶充值，否則單價余額為空白且通訊狀態(tài)顯示為超時；

（b）單價查詢

點擊單價查詢進(jìn)入全部用戶單價顯示和修改界面，顯示當(dāng)前所有用戶用氣單價，左側(cè)輸入要修改的氣價點擊確認(rèn)按鈕即對所有用戶用氣單價進(jìn)行修改；返回則返回到繳費結(jié)算畫面；

（c）單價定時修改

選擇“定時修改”按鈕對所有用戶用氣價格進(jìn)行定時修改；當(dāng)軟件運行時候后臺做判斷，設(shè)置好幾月幾日幾時幾分單價變化，當(dāng)?shù)侥且粫r間段，全用戶的單價自動修改為需要改變的單價；

（6）報警管理

當(dāng)用戶規(guī)定的正常量異常，監(jiān)控系統(tǒng)可及時產(chǎn)生報警顯示哪個用戶在什么方面出現(xiàn)的異常問題；報警記錄可以查詢，選擇歷史報警就可以查過去的所有報警信息；在軟件后臺可以設(shè)置用戶各個數(shù)據(jù)的報警高低限，余量低于20噸下則出現(xiàn)高級報警顯示顯示于報警界面中，在低于10噸以下則顯示與緊急報警出現(xiàn)在報警界面；

（7）用戶管理

單擊進(jìn)入用戶管理界面，可看到用戶的姓名和管理級別。