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    蒸汽远程监控管理系统

  蒸汽远程监控管理系统

 
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供热行业预付费系统研发背景及依据

1、供热行业背景

       热电联产作为我国政府节约能源、治理大气污染的一项重点鼓励产业,自1998年开始在全国各地迅速展开,当时作为中国石油大学的校办企业将石油行业的石油管道输送中的成熟经验,应用于供热行业的城市管网建设中。在供热管网的流量、压力、安全控制等方面的无线数据传输技术赢得了客户良好的口碑。

随着各地热电联产、集中供热的快速发展,以及煤炭价格的节节攀升,一系列的计量收费问题逐步出现,应广大客户的要求,公司于2002年开始研发预付费系统并经过2-3年的逐步完善,在2005年正式应用于市场。

 

2 、西森自动化预付费系统主要解决的问题

2.1蒸汽计量损失大的问题

      作为供热行业,从电厂管道出口开始计量到各个每个分户计量的总合计总是差别很大,有的供热公司差额甚至超过10%,很不正常。作为正常的输送损失如果在大流量前提下(流速15米/秒以上时)管道损失最多不应超过1.5%,如果超出1.5%的计量误差,那就表明有不正常的损失存在。管道损失出现大的误差主要出现以下几个方面:

 

正常的热量损失

      蒸汽在管道中输送时,温度会逐渐下降,产生少量冷凝水,这部分冷凝水在分户计量中仪表无法计量,冷凝水的多少与      蒸汽在管道中的流速有关系,流速越大,冷凝水越少,流速越小,冷凝水产生的则越多,属于正常损失。

 

计量仪表特性原因,造成的少计、漏计

      目前在供热行业的蒸汽测量中,因为其温度高的原因没有很多流量计可以选择,主要使用涡街、孔板、V椎、弯管这四   种流量计来计量。这四种流量计除了涡街、V锥能达到1:10—1:15的量程范围外,孔板、弯管流量计量程比为1:3。在流   量计的测量范围之内,仪表都能保证测量的准确性,但是当使用流量低于流量计的测量下限时,仪表就会漏计甚至不计;   当管道内流量超出仪表的测量范围时,流体会出现射流、流量仪表更是无法计量,仪表计量的数据远远小于实际流量。下   图是一台DN100涡街流量计的误差与量程范围的关系图:

当用户使用量忽大忽小,波动很大时,

那么总体计量误差就会加大,

表现出来的是少计、漏计

自然是供热公司的损失,这种现象在生产企业最为明显。

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恶意偷汽造成的

       蒸汽价格从96年60元一吨一直到现在的240元一吨,用户想尽办法偷汽的情况也越来越多,手段也五花八门,主要的偷汽手段有以下几种:

1)、用大头针刺仪表信号线、造成温度、压力或者流量信号线短路,以达到偷汽目的。当温度信号短路时,温度显示常温,蒸汽密度下降,瞬时流量几倍的下降。压力、流量信号短路时直接显示测量值为零,致使流量不计或者密度下降。

2)、利用流量计测量范围特性,虚报用气量,造成供热公司流量计选型错误,使仪表长期在低下限流量或高上限流量工作。利用仪表的误差偷汽。

3)、贿赂供热公司的抄表或者维修人员,修改仪表参数致使仪表少计,以达到偷汽目的。

4)、恶意给计量仪表断电,使仪表在使用过程中不工作,从而偷汽。蒸汽价格高,使用量大,一旦出现恶意偷汽现象,损失数额巨大。

 

2.2恶意欠款及资金周转问题

       蒸汽单价高,一般用户每个月都是几十万甚至上百万的费用,一旦遇到不良客户恶意欠款,供热公司将陷入被动局面。一方面煤炭见款发货,另一方面汽费收不回来,一旦形成包袱就会出现资金周转问题。预付费系统可以把钱先预收,利用这边资金可以组织煤炭的库存、减少行业投入风险。

 

3 、西森预付费系统设计开发的依据

3.1、设计所依据的标准及规范

       本方案提供的软硬件设备和技术均符合国家和地方的法律法规,并严格按照ISO9001质量保证体系的要求组织生产和提供技术服务,执行最新版本的国际标准、国家标准及行业标准和有关规范,符合环保要求。范,符合环保要求。

 

GB 2887

计算站场地技术条件

GB 9361

计算站场地安全要求

GB 7260

不间断电源设备

GB 50174

电子计算机机房设计规

GB50343-2

建筑物电子信息系统防

GB 5007.

汉字编码字符集

GBJ 93

工业自动化仪表工程施工及验

GBJ 131

自动化仪表安装工程质量检

GB 18030

信息交换用汉字编码字符集基本集的

所有计量单位均遵循国际单位制(SI制)。以下为常用参数的计量单位:      图片关键词

 

西森 防盗型远程监控控制箱功能简介

无线远传功能:

      数据上传:西森自动化防盗性预付控制箱,内置GPRS/CDMA无线传输DTU模块,可轻松将用户的瞬时流量、累计流量、温度、压力、余额、阀门开度、箱门开闭状态等信息上传到监控室的电脑。同时可结合上位机组态软件分析温度、压力、流量的异常以判断仪表故障,同时避免客户利用针刺信号线实施偷汽的行为,同时实现远程抄表功能。
指令下传:可以通过监控电脑,根据现场出现的意外情况,远程将阀门关闭、开启,不受任何距离限制。
 
开箱门报警记录功能:
       为避免客户串通检修、抄表人员开箱修改仪表系数,控制箱不仅设置有双锁设施,同时具有开箱报警功能。箱门一旦打开,系统自动上传开箱时间及状态,并记录下来,同时可以选择开箱报警拍照功能,将抓拍的照片自动上传或者短息提示管理层。
 
历史曲线存储功能:
  西森自动化防盗型预付费控制仪全中文画面,同时
可存储温度、压力、流量365天的历史记录,
一旦出现意外纠纷可方便查询,同时避免客户作弊偷汽。
 
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报表功能:
      控制仪具有自动报表功能,日报表、月报表、年度累计,方便查询抄表。

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充值记录显示功能:
记录每次充值记录,方便客户在现场核对查询。
 

 

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超量程关阀功能:
      根据现场仪表的测量范围可设置超出量程范围关阀,在超出上限量程时,预付费控制仪会自动关小阀门,将流量控制在流量范围之内;在小于测量范围时或零流量时,可根据设定值自动关闭阀门。以防止用户恶意超量程偷汽行为。
 
超量程自动补偿功能:
      根据现场仪表的测量范围可设置超出量程范围自动补偿损失,在超出上限、下限量程时,预付费控制仪会自动根据设定要求进行补偿;用于补偿因超量程而造成损失。
 
透支授权功能:
根据客户信用度,可任意设置透支授权额度,以避免在非工作时间因余额不足而关闭阀门给客户造成损失。
 
余额不足报警功能:
      充费于额根据客户用量设置报警值,提前通过声光报警提示用户,同时上传到上位机,通过供热公司服务人员电话告知用户,避免影响客户的正常使用。
 
断电时间记录功能:
为避免用户通过断电的手段偷盗,控制仪设置有断电记录功能,可记录最近30次断电上电时间,方便查询。
 
UPS后备电源功能:
系统设置后备UPS电源,可连续维持24小时以上的供电时间。并及时告知上位系统留意。
 

系统整体结构设计

一、数据监控系统部分: 
根据客户要求可整体组网,每个站点通过连接1个无线传输模块,传输至数据中心服务器。监控系统构成如下图所示:
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1、硬件部分:
监控主机:选用机架式U型服务器,包含1台冗余数据服务器、1台WEB服务器。(配置22寸液晶显示器)

类型:企业级类        别:机架式结构:4U

处 理 器:CPU类型:Xeon E7420CPU频率:2130MHz,配2个Xeon E7420处理器最大处理器数量:

4、制程工艺:45纳米、三级缓存:8MB、CPU核心:四核(Dunnington)

主     板:FSB(总线):1066MHz、扩展槽:7个PCI-Express插槽(4个x8,3个x4)

内     存:内存类型:FB-DIMM、内存大小:2GB、最大内存容量:128GB

存     储:硬盘大小:2*146GB、硬盘类型:SAS、硬盘最大容量:1.5TB

网     络:网络控制器:4个嵌入式Broadcom NetXtreme IITM 5708 Gigabit5以太网卡,

接口类型:标准接口:后部:2个通用串行总线(USB) 2.0端口,9针串行端口,视频接口,适合DRAC的千兆以太网接口,带有蓝/橙    色LED指示灯的ID按钮、前部:2个通用串行总线(USB)2.0端口,带有系统警报滚动显示屏的LCD面板,15针视频接口,系统    电源开/关按钮、内部:1个通用串行总线(USB)

 

二、系统软件构成:

用户监控画面与数据时,客户只要从网站输入用户自己指定的帐号与密码登陆即可。不论客户在何时何地,只要能上网,即可随时随地掌控监控数据。

 

主要功能有:

24小时在线运行,实时采集各用户子站的流量和其他运行参数,实时监测每个采集计量仪表的运行情况,而现场采集计量仪表出现故障也可以在短时间内发现,并将故障时间纪录备案,避免计量方面的损失;

进行整个管网数据的运行分析,具有强大的统计和数据库查询功能,可以查询任意用户任意时段内的用水情况;实时有效的分析管线的管损情况;

对用户端市电断电、采集参数异常的情况,进行报警,并记录备查;

根据需要生成结算帐单(日报表、月报表和年报表),并可以直接打印输出;

图表曲线功能,可以直观的反映出各个用户的用水情况;

网络化设计,支持远程访问功能;

实时数据库与关系型数据库的结合使用保证了数据的稳定性和安全性。

强大的软件功能结合高性能、低误码率的数传通信设备以及UPS不间断电源设计,保证了整个系统性能的稳定可靠。

 

三、以某热电厂监控系统为例:

点击上图“下图登陆”链接按钮,出现用户登陆框,如下图所示:

1.输入用户名和密码,即可进入此监控系统。

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2.实时报表功能:

      当前画面为实时报表画面,显示当前用户的实时数据(如流量、温度、压力、累积流量、设备传输时间等)。

 

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3.生产报表功能:

      通过查询时间的设置,可以打印各种用汽量报表。如日报表、月报表和年报表或任意时间段内的报表。

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4.结算报表功能:

      选择用户和查询的时间段,系统自动计算该段时间的用汽量,输入单价,即可打印出结算表。

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5.历史曲线功能:

       可选择查看任意参数的历史曲线,并可轻松查询的起始点和时间段。也可根据实际需要分段设置查看相应曲线。

6.工艺管路结构图:

     可根据现场实际管路设计传输管路图,使传输界面及数据一目了然。

 

 

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防盗型非接触IC卡预付费计量控制系统

1.前言

能否更有效的实现城市集中供热的计量收费管理,一直是科研人员和供热企业研究和探讨的课题。尤其是作为供热企业的热电厂、热力公司与作为用热大户的厂矿企业、事业单位、住宅小区之间的生产生活用热贸易计量收费系统,由于贸易额较大,在许多地方如果解决不好,很容易引起纠纷。  
  我公司引进新加坡的先进生产技术,结合广大能源企业多年的应用经验和中国石油大学科研人员的设计经验,研制成功了一款专为供热贸易计量收费量身定做的新型防盗计量系统——ST901B型IC卡(非接触式)预付费计量系统。该系统适合对各种能源(热水、蒸汽、燃气)的流量热量计量与收费。

 

2.系统构成与功能

   XS900型IC卡(非接触式)预付费计量系统由中心站客户收费及查询系统、中心站远程数据监控系统(高端客户)、客户端计量控制箱、客户端现场流量计、客户端阀门控制系统组成。

   2.1 中心站客户收费及查询系统包括收费微机、发卡机、客户查询机、客户收费查询软件一套。

 

上位机软件功能包括:

(1)发卡、充值、查询等基本功能。

(2)补卡、擦除(回收用户卡,生成新卡)功能。

(3)可以根据用户需要设定热量/流量单位等,方便操作的需要。

(4)报表打印功能。

(5)直观形象:每次充值自动调出该用户的所有充值记录信息,方便核对。

 

演示图如下:

a. IC充值系统登录界面:

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b. IC充值系统主界面:

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c. IC卡充值查询:

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2.2 中心站远程数据监控系统(高端客户-远程监控用户)

      供热企业可将IC卡预付费式计量系统联网,系统可通过光缆、无线电台、GPRS/CDMA、以太网等多种通讯方式实现组   网。用户可根据实际情况进行选择一种或几种方式混合组网。中心站可自建或委托我方代管服务器(需方可在任何地方凭帐户与密码登陆查询相关管网运行情况),系统可实时显示用户的各种参数,诸如:管网压力、温度、流量、累积、热量、密度、掉电时间、卡的余量、阀门的开关状态等,若客户有特殊需求可要求我公司软件定制。对于一些可公开的数据可以链接至企业的网站上,使热用户随时可通过互联网获得相关信息。

 

2.3 客户端计量控制箱                        

 计量控制箱除具备普通计量仪表箱所有功能,还具有以下特点:

 (1)控制箱模块化设计,操作、安装方便,自由配置巡显画面,方便观察。

 (2)采用非接触式IC卡,操作简单,使用方便,避免接触式IC卡触电不良的缺陷。

 (3)准确记录每次充值的时间和充值量,确保操作透明、安全。

 (4)数据动态加密,实现一卡一密,具有可靠的保密性。

 (5)仪表出厂具有唯一编号,真正实现一表一卡。

 (6)具有余量不足预警和透支功能,且可以设置预警余量和最大透支量。声光报警功能设计,提示客户及时充值。

 (7)具有开关量输出和模拟量输出两种方式可选,阀门选择多样性。

 (8)后备电源设计,保证市电断电24小时(或更长时间可选)的可靠工作;太阳电池板供电可选,方便用户灵活配置。

 (9)远传模块可选,可选择通过有线、电台、GPRS/CDMA、以太网等传输方式将数据上传中心站或者用户指定手机。

 

(10)针对破坏仪表箱的锁具及铅封问题,该系统设有开箱报警功能,现场开箱即可在中心站报警;

(11)针对超量程恶意偷汽,设有超量程关阀功能,当频率或质量流量(可选择)超出设定的值后,控制箱自动关闭或减小阀门开度,保证流量不超上限,并可自动运行在设定阀门开度。

 (12)针对小流量不计量问题,控制箱可选择小流量关阀与小流量补足功能,最大程度地减少了小流量不计量造成的损失。

 (13)压力、温度补偿信号出现异常自动调整功能可选,减少了贸易纠纷。

 (14)此系统有开箱照相、短信报警功能,如有异常,供能单位能及时发现。

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2.4  客户端现场流量计

      现场仪表可根据现场介质及工艺选用各种涡街流量计、v型锥流量计、涡轮流量计、节流装置(孔板等)流量计、电磁流量计、超声波流量计、威力巴流量计、阿牛巴流量计等等。 

 

2.5  客户端阀门控制系统

用户卡费余额不足或出现透支时,阀门自动关闭:

(1)  该系统选用进口特殊定制的阀门控制执行器,具有高度可靠型。

(2)  正常运行时电缆断电功能设计、保证运行安全。

(3)  意外断电阀门开关状态不变,防止意外关闭阀门引起双方纠纷;

(4)  抛弃传统的电磁阀设计,根据工艺管道合理选择关闭时间,防止阀门快关快开造成管道损坏。

(5)  阀门微泄漏量可选,以防管道冷凝结冰。

(6)  球阀、蝶阀多种阀门及材质可选,配置灵活。

 

3.计量仪主要技术指标:

 

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(1)4路输入通道,输入信号类型:两路温度、一路压力信号、一路流量信号;

(2)信号类型的量程以及管道流量测量参数和测量方式、介质类型可组态设定,可对一般流体、气体、热水或蒸汽进行热量和流量的计量;

(3)测量范围:温度:0-600℃;压力:0.05Mpa-9.9Mpa;
(4)测量精度0.1%,流量、热量计量精度0.2%;

(5)可对温度、压力、流量、热量以数字、曲线方式实时显示,可储存365天每天的日用能量、每次的付费记录,便于客    户查询。

 

4.贸易计量收费系统结构

以XS900系列IC卡预付费式流量热量计量仪为核心组成的新型的供热贸易计量收费系统的结构图如下所示:

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