现有热网系统计量装置通过基于GPRS的测控通对贸易结算流量积算仪的数据进行传输，实现生产调度中心对热网系统运行状态的实时监测，平衡优化供用能结构，提高整体能源利用效率。昌晖仪表分享这种热网计量监测系统改造实践。

皖新文化产业投资(集团)有限公司有三个产品生产区，一个自备热电厂。热电厂工程建设是按“以热定电”的原则批复的，电能并网不上网。总规模为八炉六机，最大供汽能力800t/h，最大发电量142MW，最大供电量110MW。4路DN800的管道向三个生产区输送过热蒸汽，最远输送距离约10km。蒸汽主要通过板换、盘管等设备给给物料间接加热使用。一次冷凝水，在生产区就地回收再利用。集团公司对生产区和热电厂都进行单独考核，故供、用端都配置有蒸汽计量装置，用于能源计量核算。

整个热网系统具有以下特点：
①常年连续用汽，各生产区蒸汽用量占能源消耗比例较大；
②生产区分布分散，距离较远，不方便集中管理；
③抄表采用人工现场采集数据，每月抄录一次，需要核算过热蒸汽焓值，数据汇总时间较长；
④仪表故障发现及时率偏小，经常出现仪表不计量和少计量情况；
⑤不便于分析管路热量损失，也不便于掌握各生产区用汽信息，交班时用汽量波动较大，效率相对较低。
为了能够实时掌握热电厂供汽参数和生产区用汽负荷变化情况，加强对热力供应的有效调度，合理调配蒸汽供用，使热网系统运行工况平稳经济，进一步优化热电厂的经济运行模式；同时解决生产区的能源计量核算争议问题，公司决定对热网计量系统进行改造升级。

1、热网计量系统方案架构
根据管理需求，整个系统被分成三大部分。一部分是现场数据采集显示装置，实时采集显示现场的温度、压力、流量、密度、焓值、累积量等数据；第二部分是数据无线传输装置，基于GPRS网络通过测控通T40S将现场采集的数据打包传输到调度监控中心；第三部分是调度监控中心，调度监控中心增加热网计量监测功能，实现对热网数据的实时监测、数据存储、历史记录查询、报表打印、定期能源计量、管网热损分析等功能。
 
2、热网计量系统方案实施
①现场数据采集目前现场主要由热电偶、温度变送器、压力变送器、差压变送器以及贸易结算流量积算仪等组成蒸汽计量系统。各现场计量点配置仪表设备的品牌规格基本一致。现有0.2%精度贸易结算流量积算仪YR-GFQ802-82-AAG-2-2P-U-T根据采集的数据和设定的参数，能够计算并显示温度、压力、流量、密度、焓值、累积流量和累积热量等数据，满足热网计量监测系统参数类型的要求。原仪表带有RS485通信接口，本次改在利用这个通信口实现数据远传，即可满足本次升级改造功能要求。

②数据无线传输
a、无线传输优点依据公司设备现状和能源计量考核规划，先期对各生产区一级蒸汽计量表计进行改造升级，后续将逐渐完善热网三级计量系统的在线计量监测。综合考量后，改造方案选择基于GPRS网络的数据无线传输方式，相较于有线和数传电台等传输方式，在本次改造中数据无线传输具有下述优点：
①利用公网通讯，永远在线，数据稳定性、准确率、实时性有保证；
②安装方便，通讯环节故障较少、基本免维护，通信距离基本无限制，投资及运行费用较低；
③系统的通用性、扩展性较好，便于后期增加监测点。

b、测控通T40S硬件特点
测控通T40S内置4G通信模块，实现通信模块可编程，4G-GPRS无线组网更简便。可监控四路输入信号，控制两路输出信号。提供简易C语言、STL语言和梯形图三种编程语言平台。通讯上具有有线通讯接口(串口RS232、RS485、TTL电平和网口)、GPRS和短信三种通信方式。测控通T40S内部集成ModBUS-RTU设备协议和JammyBUS分站协议的协议解析器。同时T40S内置主站采集管理功能，通过自身串口、网口、GPRS或短信可采集任何支持Modbus和JammyBUS协议的从站数据。

测控通T40S硬件硬件具有以下特点：
①测控通内置远程测控专用JammyBUS协议，该协议相比传统协议省50%流量，提高了系统的实时性和稳定性；
②编程软件内置远程程序下载功能，不用亲临现场，即可实现远程程序下载、修改、上传；
③有DC9-24V和3.7V锂电池两种供电方式。支持省电睡眠模式，睡眠时工作电流低至36.8uA，非常适合在不便布线或移动的环境应用。

c、数据传输过程
测控通T40S通过RS485串口和贸易结算流量积算仪建立通信物理链路，从而完成积算仪数据的采集。然后通过GPRS网络将数据无线传送到数据交换服务器。数据交换服务器可由第三方提供，出于数据安全考虑，可以自行搭建。数据服务器可以搭建在软件终端主站上，也可以和主站分离搭建在独立的电脑系统上。

在网络组态时，需要建立对应通讯方式的网络信道。在本工程中选择建立远程通网络信道，填写对应的数据交换服务器地址，并设置相应的信道参数，包括身份地址、组号、心跳时间、心跳失败次数、间隔时间、注册失败次数等。数据传输的整个过程为：测控通T40S通过RS485串口采集积算仪数据，数据通过GPRS网络传送到Internet网络中的数据交换服务器，数据交换服务器完成数据接收、交换、转发等一系列工作。上位监控系统，通过和数据交换服务器的查询或者更改对应数据项，就可以获得相应的信息数据。
 
d、调度监控中心
调度监控中心，配置有防火墙、数据交换服务器、上位监控主站系统、大屏显示器等设备。监测系统具有热网系统数据分析、显示、查询、统计、预警、报表打印等功能，并能提供一个直观、简单的操作平台。
①各监测点瞬时数据实时显示在监控中心的大屏幕上，准确地反映管线的实际运行状态；能及时反映GPRS模块运行联机状态和仪表运行工作状态。
②对重要的数据进行在线存储，数据的存储时间最长为5年；可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式来检索历史数据。
③基于管线数据模型分析沿线的压力损失、流量损失、热量损失，对于异常情况发出告警。
④自动生成日报、月报、年报等固定格式报表，也可设置条件定制汇总统计报表；具备报表手动和自动打印功能。
⑤根据各部门职能需要，通过内网系统，提供不同权限的数据查询和监视功能；并具有用能简报定向发送到手机用户的功能。
⑥监测中心主动提取监测点的数据，监测点能够随时接受召测，上传相关数据。数据采用校验算法，保证数据可靠传输。
⑦系统具有开放的数据接口，方便后期监测点的增加和扩容。

热网计量监测系统的改造，以很少的硬件投入和低廉通讯费用，满足了系统稳定可靠运行的要求，并取得了良好的运行效果。借助于热网计量监测系统，能够实时了解热网蒸汽参数和生产区生产情况，及时调度减少用汽端负荷大幅波动现象，平衡蒸汽供用，进一步优化热电联产机组运行方式，提高了能源利用效率。热网监测系统的效能，不但降低了公司的人力资源成本，而且避免了人工抄表时间误差，减少了能源核算争议问题。