蒸汽預付費遠程計量監控系統

蒸汽預付費遠程計量監控系統研發背景

1、供熱行業背景

熱電聯產作為我國政府節約能源、治理大氣污染的一項重點鼓勵產業，為此我公司將石油行業的石油管道輸送監控中的成熟經驗，應用于分布式能源熱電聯產管網建設中。

隨著各地熱電聯產、集中供熱的快速發展，以及能源原料價格的節節攀升，一系列的計量收費問題逐步出現，應廣大客戶的要求，我公司研發的蒸汽預付費遠程計量監控系統經過多次的逐步完善，正式應用于市場。在供熱管網的蒸汽計量計費、安全控制、遠程監控、數據分析等技術應用，贏得了客戶良好的口碑。

2、蒸汽預付費計量監控系統主要解決的問題

2.1蒸汽計量損失大的問題

 作為供熱行業，從電廠蒸汽管道出口開始計量到各個分戶計量的總合計總是差別很大，有的供熱公司差額甚至超過10%，很不正常。作為正常的輸送損失如果在大流量前提下（流速15米/秒以上時）管道損失最多不應超過1.5%，如果超出1.5%的計量誤差，那就表明有不正常的損失存在。管道損失出現大的誤差主要出現以下幾個方面：

正常的熱量損失

蒸汽在管道中輸送時，溫度會逐漸下降，產生少量冷凝水，這部分冷凝水在分戶計量中儀表無法計量，冷凝水的多少與蒸汽在管道中的流速有關系，流速越大，冷凝水越少，流速越小，冷凝水產生的則越多，屬于正常損失。

計量儀表特性原因，造成的少計、漏計

目前在供熱行業的蒸汽測量中，因為其溫度高的原因沒有很多流量計可以選擇，主要使用渦街、孔板、V椎、彎管這四種流量計來計量。這四種流量計除了渦街、V錐能達到1：10—1：15的量程范圍外，孔板、彎管流量計量程比為1：3。在流量計的測量范圍之內，儀表都能保證測量的準確性，但是當使用流量低于流量計的測量下限時，儀表就會漏計甚至不計；當管道內流量超出儀表的測量范圍時，流體會出現射流、流量儀表更是無法計量，儀表計量的數據遠遠小于實際流量。

下圖是一臺DN100渦街流量計的誤差與量程范圍的關系圖(僅供參考)：

 當用戶使用量忽大忽小，波動很大時，那么總體計量誤差就會加大，表現出來的是少計、漏計，自然是供熱公司的損失，這種現象在生產企業最為明顯。

惡意偷汽造成的

蒸汽價格從96年60元一噸一直到現在的240元一噸，用戶想盡辦法偷汽的情況也越來越多，手段也五花八門，主要的偷汽手段有以下幾種：

1）、用大頭針刺儀表信號線、造成溫度、壓力或者流量信號線短路，以達到偷汽目的。當溫度信號短路時，溫度顯示常溫，蒸汽密度下降，瞬時流量幾倍的下降。壓力、流量信號短路時直接顯示測量值為零，致使流量不計或者密度下降。

2）、利用流量計測量范圍特性，虛報用氣量，造成供熱公司流量計選型錯誤，使儀表長期在低下限流量或高上限流量工作。利用儀表的誤差偷汽。

3）、賄賂供熱公司的抄表或者維修人員，修改儀表參數致使儀表少計，以達到偷汽目的。

4）、惡意給計量儀表斷電，使儀表在使用過程中不工作，從而偷汽。蒸汽價格高，使用量大，一旦出現惡意偷汽現象，損失數額巨大。

2.2惡意欠款及資金周轉問題

蒸汽單價高，一般用戶每個月都是幾十萬甚至上百萬的費用，一旦遇到不良客戶惡意欠款，供熱公司將陷入被動局面。一方面煤炭見款發貨，另一方面汽費收不回來，一旦形成包袱就會出現資金周轉問題。預付費遠程計量監控系統可以把錢先預收，利用這邊資金可以組織原料的庫存等。

2.3實時監管問題

由于用蒸汽用戶分散、使用環境、用汽量不統一、數據匯總難等問題。預付費遠程計量監控系統可以通過無線熱網監控的方式實時監控整體熱網數據變化、可細分到每個用戶、每條管道的蒸汽量情況，并匯總分析。

IC卡蒸汽預付費遠程計量監控系統

1、系統概述

由我公司研制開發的IC卡蒸汽預付費遠程計量監控系統，是一種軟件系統與硬件采集控制互相結合的智能自動化網絡式管理系統。它是在現場蒸汽管道上安裝蒸汽采集與控制設備，并通過現場的‘蒸汽預付費計量控制箱’，實現對用戶所用蒸汽流量的計量、計費、控制、遠傳。對欠繳蒸汽資源費的用戶，管理中心工作人員可通過計算機系統對用蒸汽單位的電動閥開閉進行異地遠程或自動控制，實現熱網資源計量、計費與監控的一體化管理。

2、系統功能及組成

2.1、系統主要功能：

2.2、系統構成圖：

u 刷卡充值功能：

采用非接觸式IC卡，操作簡單使用方便，避免接觸式IC卡接觸不良的缺陷。

充值設備具有唯一編號，數據動態加密，實現一表一卡、一卡一密、一對一捆綁，具有更高的保密性能。

u 打印小票功能(選配)：

刷卡充值后可自動打印小票功能。

u 余額透支功能：

透支金額在下次充值時立即扣除。

u 余額提醒功能：

當IC卡預付費余額達到報警值時，控制器配合遠程監控系統進行語音提醒和指定負責人手機短信提示。

u 自動關閥門功能：

當控制器余額小于關閥門余額時?？刂破髯詣影l出關閉閥門信號，并發送信息到指定手機號碼提示。

u 無線遠傳功能：

數據上傳：內置GPRS無線傳輸單元，可輕松將用戶的瞬時流量、累計流量、溫度、壓力、箱門開閉狀態等信息上傳到監控室的電腦。同時可結合上位機監控系統軟件分析溫度、壓力、流量的異常以判斷儀表故障，同時避免客戶利用針刺信號線實施偷汽的行為，同時實現遠程抄表功能。

u 開箱門報警記錄功能：

為避免客戶串通檢修、抄表人員開箱修改儀表系數，控制箱不僅設置有雙鎖設施，同時具有開箱報警功能。箱門一旦打開，系統自動上傳開箱時間及狀態，并記錄下來，同時可以選擇開箱報警拍照功能，將抓拍的照片自動上傳或者短息提示管理層。

u 斷電報警功能：

系統設置后備ＵＰＳ電源，可連續維持12或24小時的供電時間。市電斷電后自動切換后備電源并及時告知上位系統留意。

u 歷史曲線存儲功能：

流量積算儀全中文畫面，同時可存儲溫度、壓力、流量３６５天的歷史記錄，一旦出現意外糾紛可方便查詢，同時避免客戶作弊偷汽。

u 報表功能：

流量積算儀具有自動報表功能，日報表、月報表、年度累計，方便查詢抄表。

u 超量程自動補償功能：

根據現場儀表的測量范圍可設置超出量程范圍自動補償損失，在超出上限、下限量程時，流量積算儀會自動根據設定要求進行補償；用于補償因超量程而造成損失。

u 斷電時間記錄功能：

為避免用戶通過斷電的手段偷盜，積算儀設置有斷電記錄功能，可記錄最近３０次斷電上電時間，方便查詢。

4、軟件功能

4.1、IC卡預付費充值管理軟件功能及特點：

IC卡的發行有USB發卡器和IC卡預付費充值管理軟件來實現，操作一般在控制中心電腦上完成。本智能IC卡充值采用原裝PHILIPS非接觸式射頻卡(圖一)，射頻寫卡器(圖二)，在寫卡器和射頻卡之間的數據傳輸采用加密算法。同時卡與設備雙向驗證，通訊錯誤自動提醒，并能在充值管理軟件上實現充值歷史記錄的查詢。

u 制卡、開戶功能：

可制管理卡、用戶卡和其它卡種。并具有用戶卡開戶功能方便管理員查詢用戶信息。

u 充值功能：

可用寫卡器本地給IC卡充值，也可通過GPRS無線網絡遠程給控制器充值。

u 打印充值單據功能：

預付費充值管理軟件自帶打印機接口功能，外接票據打印機可打印充值單據。

u 充值記錄查詢功能：

可根據時間段、用戶單位檢索查詢用戶充值單價和充值金額。

u 操作權限管理功能：

具有登錄操作權限分配機制，杜絕操作員惡意操作，登錄記錄可查詢。

4.2、蒸汽熱網監控管理系統功能及特點：

系統功能

◆ 用蒸汽單位剩余金額查詢、顯示、剩余金額不足短信提醒及報警功能；

◆ 蒸汽源、用戶數據電子地圖實時監測顯示（流量、電動閥狀態等信息）；

◆ 可依據用戶繳納蒸汽費情況控制供或停，并提供欠費信譽的額度設定功能；

◆ 主動召測功能：

即任何時候可以在調度中心的服務器上主動提取監測點的數據；

◆ 報表功能：

自動生成日報、月報、年報，也可隨時進行統計報表、打印?？梢栽O置自動打印功能；

◆ 數據存儲備份功能：

系統數據庫可以本地存儲，其存儲時間根據需求和計算機配置決定；

◆ 故障自動報警功能：

監測點自動將故障信息上報到監測中心，可打印報警信息。自動檢測的故障有：流量計通訊故障、220V交流停電、IC卡故障等；

◆ 系統擴充升級功能：

系統具有開放的數據接口，方便后期監測點的增加和擴容；

◆ 系統安全權限設置功能：

權限設置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。

系統特點

基于GPRS或CDMA無線網絡實現大范圍內管線運行狀態監測，為用戶省去了昂貴的網絡建設和維護費用，實時性高，組網費用低；

監測信息豐富真實，系統響應速度快；

大容量數據庫，歷史數據存儲沒有后顧之憂；

多個分中心支持，無線接入，方便用戶管理；

高可靠工業級設計，維護簡單；

經濟效益、社會效益顯著,運行成本低廉；

系統擴展性：系統應具備強大的擴展功能，可隨時增加用戶，硬拷貝功能、報表打印功能、計算工具功能。

負責現場蒸汽參數的產看、匯總、分析，具有蒸汽數據異常提醒、斷電報警、計量柜開箱報警功能。

可設定用欠費額度，當用戶的剩余熱量還剩20%時，用熱單位的相關領導及財務人員會收到一條善意的提醒短信，當剩余熱量還剩10%時，會收到催促繳費的短信，當還剩5%時，會收到警告關閥的短信，欠費后自動關閉閥門，并短信告知。

可根據操作員權限遠程控制閥門啟停。

用可按區域劃分不同的用戶、注明長期用戶和季節性用戶，能單獨顯示用戶子站的全測量參數及設置參數。自動生成各熱用戶的瞬時流量、溫度、壓力、累計流量、頻率或差壓的并行歷史曲線，并可查詢任意用戶、任意參數、任意時段的歷史數據，歷史數據和曲線應便于轉存和打印。能生成各熱用戶的用汽量日報表，月報表及年報表，且可生成分時等特殊報表的功能。任意組合用戶測量趨勢、測量參數累計、故障時段等趨勢記錄通過打印機打印輸出。

4.2、管理員手機APP功能及特點：

 APP手機端功能

u 實時監測功能：

手機端具有實時數據監測界面，可設備列表查看也可單獨設備詳情瀏覽。

u 歷史數據查詢功能：

具有根據可選擇的時間段查詢歷史數據功能，方便時段數據的縱向對比。

u 歷史曲線查詢功能：

具有根據可選擇的時段查詢歷史曲線功能，方便時段數據的波動走向對比。

u 遠程指令功能：

具有遠程與現場預付費控制器雙向通訊功能，可下發控制閥門指令。

u 操作權限管理功能：

具有登錄操作權限分配機制，杜絕操作員惡意操作，登錄記錄可查詢。