城市供暖CDMA/GPRS無線解決方案

一、項(xiàng)目背景

　　我國北方地區(qū)冬季目前普遍采用集中供暖方式進(jìn)行供熱。熱電廠通過城市高溫供熱管道將熱水送至各居民小區(qū)、企業(yè)中的換熱站。在換熱站，高溫管道（以下簡(jiǎn)稱一次網(wǎng)）中的熱水與進(jìn)居室暖氣片（以下簡(jiǎn)稱二次網(wǎng)）的熱水通過換熱器交換熱量。經(jīng)過換熱后，二次網(wǎng)中熱水流入各居室中。

　　在以上過程中，供熱調(diào)度部門需要對(duì)分散在不同地理位置換熱站中溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)集中實(shí)時(shí)監(jiān)視，控制換熱站中各設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)，根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的各換熱站運(yùn)行參數(shù)，調(diào)節(jié)熱電廠運(yùn)行狀況，保證冬季整個(gè)供暖的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　我國現(xiàn)行的熱力站運(yùn)行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：缺少全面的參數(shù)測(cè)量手段，無法對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷；系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，造成用戶冷熱不均；供熱參數(shù)未能在最佳工況下運(yùn)行，供熱量與需熱量不匹配；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)量化管理。 　

　　二、無線遠(yuǎn)程監(jiān)控方案的優(yōu)勢(shì)

　　要搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術(shù)水平。因此，通過建立基于GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各換熱站現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的采集、調(diào)度室與各換熱站的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊控制，有效提高供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，并且能很大程度上提高供熱行業(yè)的管理水平。供熱工程中的自動(dòng)控制對(duì)于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)具有十分重要的作用。

　　三、北京映翰通提供的無線解決方案

　　（一） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　整個(gè)熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：現(xiàn)場(chǎng)換熱站控制部分、InRouter 數(shù)據(jù)無線傳輸部分、調(diào)度室數(shù)據(jù)中心。

　　通過控制模塊完成與InRouter3xxG系列無線數(shù)傳產(chǎn)品的數(shù)據(jù)交互。PLC 定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送給InRouter，InRouter在收到PLC 發(fā)來的數(shù)據(jù)會(huì)立即轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心。同時(shí)PLC 實(shí)時(shí)接收InRouter 發(fā)來的數(shù)據(jù)完成相應(yīng)控制功能。

　　 (1) 現(xiàn)場(chǎng)換熱站

　　PLC 將各溫度、壓力、水量等傳感器的參數(shù)實(shí)時(shí)采集后通過RS-232 串口/RJ-45網(wǎng)口將數(shù)據(jù)送往InRouter通信模塊；同時(shí)，還可通過該通信模塊接收調(diào)度控制中心的指令。

　　(2) 無線數(shù)據(jù)傳輸

　　采用北京映翰通的無線通訊產(chǎn)品InRouter 3xx系列，通過RS232串口/RJ-45網(wǎng)口與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集處理單元RTU連接，把從供暖管網(wǎng)上采集的數(shù)據(jù)傳輸至移動(dòng)公司提供的專用的GPRS網(wǎng)絡(luò)；然后再傳輸至數(shù)據(jù)中心的上位機(jī)，經(jīng)過處理后顯示并存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

　　如需要高可靠性數(shù)據(jù)傳輸,中國移動(dòng)為這種應(yīng)用提供了直接接入GPRS 網(wǎng)絡(luò)的方式。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過專線方式直接接入GPRS 移動(dòng)基站，并獲得一個(gè)固定的IP 地址。各熱交換站點(diǎn)的數(shù)據(jù)無需路由到Internet 網(wǎng)絡(luò)，InRouter也采用擁有固定IP 地址的SIM 卡。采用這種方式組成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性好、安全性高的特點(diǎn)，但接入費(fèi)用相對(duì)較高。

北京映翰通InRouter3xxG產(chǎn)品特點(diǎn)

　　Ø 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)：接入2.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)Internet接入，接入帶寬與承載網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬一致，在3G通信網(wǎng)絡(luò)得到正式商用時(shí)，可以快速支持新的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更高速的移動(dòng)接入。

　　Ø VPN技術(shù)：采用基于標(biāo)準(zhǔn)的VPN技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)異地網(wǎng)絡(luò)的安全互聯(lián)，構(gòu)建無縫的工業(yè)領(lǐng)域虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。

　　Ø 連接管理技術(shù)：提供可管理的連接，可以按照用戶的需求在網(wǎng)絡(luò)任何一方發(fā)起連接或者斷開連接，并可實(shí)現(xiàn)按需連接、自動(dòng)斷線、手動(dòng)激活等功能。

　　Ø 斷線檢測(cè)、自動(dòng)修復(fù)技術(shù)：解決移動(dòng)數(shù)據(jù)通信可靠性較差、容易掉線等問題，為上層應(yīng)用提供可靠通信鏈路。

　　Ø 流量管理技術(shù)：針對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)通信帶寬較小等問題，應(yīng)用流量管理策略，通過劃分不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)別對(duì)數(shù)據(jù)流量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)度，保證關(guān)鍵應(yīng)用的帶寬要求，高效利用有限的帶寬。

　　Ø 嵌入式技術(shù)：系統(tǒng)硬件平臺(tái)采用32位嵌入式CPU，提供強(qiáng)大的處理能力；軟件平臺(tái)采用嵌入式操作系統(tǒng)，安全、成熟、穩(wěn)定、可靠。

　　Ø 模塊化實(shí)現(xiàn)技術(shù)：系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)均采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，容易升級(jí)以支持新技術(shù)、新應(yīng)用。

　　 (3) 調(diào)度室數(shù)據(jù)中心

　　數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過VPN路由器接收來自各換熱站的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歷史趨勢(shì)分析、報(bào)表打印等，以提高響應(yīng)速度。 　

　　四、總結(jié)

　　本方案是通過Internet(CMNET)實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱站運(yùn)行參數(shù)的集中監(jiān)視、控制，用戶的實(shí)現(xiàn)成本和建筑成本比較低.

　　與老系統(tǒng)相比，可以大量的減少維護(hù)人員，部分換熱站還實(shí)現(xiàn)了無人值守，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。與使用傳統(tǒng)無線電臺(tái)相比，該方案具備更好的抗干擾性（尤其是在城市中）、數(shù)據(jù)傳輸安全性。北京映翰通提供的這種成熟的遠(yuǎn)程監(jiān)控方案在城市管網(wǎng)、熱網(wǎng)、石油、地震檢測(cè)、電力等行業(yè)中得到了大范圍的應(yīng)用。