第一部分供熱行業(yè)預付費系統研發(fā)背景及依據
1、供熱行業(yè)背景
  熱電聯(lián)產(chǎn)作為我國政府節約能源、治理大氣污染的一項重點(diǎn)鼓勵產(chǎn)業(yè)，廣州西森自動(dòng)化控制設備有限公司將石油行業(yè)的石油管道輸送中的成熟經(jīng)驗，應用于供熱行業(yè)的城市管網(wǎng)建設中。在供熱管網(wǎng)的流量、壓力、安全控制等方面的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)贏(yíng)得了客戶(hù)良好的口碑。隨著(zhù)各地熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱的快速發(fā)展，以及煤炭?jì)r(jià)格的節節攀升，一系列的計量收費問(wèn)題逐步出現，應廣大客戶(hù)的要求，公司于2002年開(kāi)始研發(fā)預付費系統并經(jīng)過(guò)2-3年的逐步完善，在2005年正式應用于市場(chǎng)。

2、西森預付費系統主要解決的問(wèn)題
  2.1蒸汽計量損失大的問(wèn)題
  作為供熱行業(yè)，從電廠(chǎng)管道出口開(kāi)始計量到各個(gè)每個(gè)分戶(hù)計量的總合計總是差別很大，有的供熱公司差額甚至超過(guò)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(shí))管道損失最多不應超過(guò)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(gè)方面：
  a.正常的熱量損失
  蒸汽在管道中輸送時(shí)，溫度會(huì )逐漸下降，產(chǎn)生少量冷凝水，這部分冷凝水在分戶(hù)計量中儀表無(wú)法計量，冷凝水的多少與蒸汽在管道中的流速有關(guān)系，流速越大，冷凝水越少，流速越小，冷凝水產(chǎn)生的則越多，屬于正常損失。
  b.計量?jì)x表特性原因，造成的少計、漏計
  目前在供熱行業(yè)的蒸汽測量中，因為其溫度高的原因沒(méi)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(lái)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(shí)，儀表就會(huì )漏計甚至不計;當管道內流量超出儀表的測量范圍時(shí)，流體會(huì )出現射流、流量?jì)x表更是無(wú)法計量，儀表計量的數據遠遠小于實(shí)際流量。當用戶(hù)使用量忽大忽小，波動(dòng)很大時(shí)，那么總體計量誤差就會(huì )加大，表現出來(lái)的是少計、漏計，自然是供熱公司的損失，這種現象在生產(chǎn)企業(yè)最為明顯。
  c.惡意偷汽造成的

  蒸汽價(jià)格從96年60元一噸一直到現在的300元一噸，用戶(hù)想盡辦法偷汽的情況也越來(lái)越多，手段也五花八門(mén)，主要的偷汽手段有以下幾種：
  1)、用大頭針刺儀表信號線(xiàn)、造成溫度、壓力或者流量信號線(xiàn)短路，以達到偷汽目的。當溫度信號短路時(shí)，溫度顯示常溫，蒸汽密度下降，瞬時(shí)流量幾倍的下降。壓力、流量信號短路時(shí)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(cháng)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?jì)x表斷電，使儀表在使用過(guò)程中不工作，從而偷汽。蒸汽價(jià)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(wèn)題
  蒸汽單價(jià)高，一般用戶(hù)每個(gè)月都是幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的費用，一旦遇到不良客戶(hù)惡意欠款，供熱公司將陷入被動(dòng)局面。一方面煤炭見(jiàn)款發(fā)貨，另一方面汽費收不回來(lái)，一旦形成包袱就會(huì )出現資金周轉問(wèn)題。預付費系統可以把錢(qián)先預收，利用這邊資金可以組織煤炭的庫存等。

3、西森預付費系統設計開(kāi)發(fā)的依據
  3.1、設計所依據的標準及規范
  本方案提供的軟硬件設備和技術(shù)均符合國家和地方的法律法規，并嚴格按照ISO9001質(zhì)量保證體系的要求組織生產(chǎn)和提供技術(shù)服務(wù)，執行最新版本的國際標準、國家標準及行業(yè)標準和有關(guān)規范，符合環(huán)保要求。

  所有計量單位均遵循國際單位制(SI制)。以下為常用參數的計量單位：

第二部分西森防盜型預付費控制箱功能介紹

西森防盜型預付費控制箱功能簡(jiǎn)介

  ●無(wú)線(xiàn)遠傳功能：

  數據上傳：西森防盜性預付控制箱，內置GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)傳輸DTU模塊，可輕松將用戶(hù)的瞬時(shí)流量、累計流量、溫度、壓力、余額、閥門(mén)開(kāi)度、箱門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)等信息上傳到監控室的電腦。同時(shí)可結合上位機組態(tài)軟件分析溫度、壓力、流量的異常以判斷儀表故障，同時(shí)避免客戶(hù)利用針刺信號線(xiàn)實(shí)施偷汽的行為，同時(shí)實(shí)現遠程抄表功能。
  指令下傳：可以通過(guò)監控電腦，根據現場(chǎng)出現的意外情況，遠程將閥門(mén)關(guān)閉、開(kāi)啟，不受任何距離限制。

  ●開(kāi)箱門(mén)報警記錄功能：
  為避免客戶(hù)串通檢修、抄表人員開(kāi)箱修改儀表系數，控制箱不僅設置有雙鎖設施，同時(shí)具有開(kāi)箱報警功能。箱門(mén)一旦打開(kāi)，系統自動(dòng)上傳開(kāi)箱時(shí)間及狀態(tài)，并記錄下來(lái)，同時(shí)可以選擇開(kāi)箱報警拍照功能，將抓拍的照片自動(dòng)上傳或者短息提示管理層。

  ●歷史曲線(xiàn)存儲功能：
  西森防盜型預付費控制儀全中文畫(huà)面，同時(shí)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(xún)，同時(shí)避免客戶(hù)作弊偷汽。
  ●報表功能：
  控制儀具有自動(dòng)報表功能，日報表、月報表、年度累計，方便查詢(xún)抄表。
  ●充值記錄顯示功能：
  記錄每次充值記錄，方便客戶(hù)在現場(chǎng)核對查詢(xún)。
  ●超量程關(guān)閥功能：
  根據現場(chǎng)儀表的測量范圍可設置超出量程范圍關(guān)閥，在超出上限量程時(shí)，預付費控制儀會(huì )自動(dòng)關(guān)小閥門(mén)，將流量控制在流量范圍之內;在小于測量范圍時(shí)或零流量時(shí)，可根據設定值自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)。以防止用戶(hù)惡意超量程偷汽行為。
  ●超量程自動(dòng)補償功能：
  根據現場(chǎng)儀表的測量范圍可設置超出量程范圍自動(dòng)補償損失，在超出上限、下限量程時(shí)，預付費控制儀會(huì )自動(dòng)根據設定要求進(jìn)行補償;用于補償因超量程而造成損失。
  ●透支授權功能：
  根據客戶(hù)信用度，可任意設置透支授權額度，以避免在非工作時(shí)間因余額不足而關(guān)閉閥門(mén)給客戶(hù)造成損失。
  ●余額不足報警功能：
  充費于額根據客戶(hù)用量設置報警值，提前通過(guò)聲光報警提示用戶(hù)，同時(shí)上傳到上位機，通過(guò)供熱公司服務(wù)人員電話(huà)告知用戶(hù)，避免影響客戶(hù)的正常使用。
  ●斷電時(shí)間記錄功能：
  為避免用戶(hù)通過(guò)斷電的手段偷盜，控制儀設置有斷電記錄功能，可記錄最近30次斷電上電時(shí)間，方便查詢(xún)。
  ●UPS后備電源功能：
  系統設置后備UPS電源，可連續維持24小時(shí)以上的供電時(shí)間。并及時(shí)告知上位系統留意。

  系統整體結構設計
  熱電聯(lián)產(chǎn)作為我國政府節約能源、治理大氣污染的一項重點(diǎn)鼓勵產(chǎn)業(yè)，廣州西森自動(dòng)化控制設備有限公司將石油行業(yè)的石油管道輸送中的成熟經(jīng)驗，應用于供熱行業(yè)的城市管網(wǎng)建設中。在供熱管網(wǎng)的流量、壓力、安全控制等方面的無(wú)線(xiàn)數據傳輸技術(shù)贏(yíng)得了客戶(hù)良好的口碑。

  根據客戶(hù)要求可整體組網(wǎng)，每個(gè)站點(diǎn)通過(guò)連接1個(gè)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，傳輸至數據中心服務(wù)器。監控系統構成如下圖所示：

 

一、硬件部分：
  監控主機：選用機架式U型服務(wù)器，包含1臺冗余數據服務(wù)器、1臺WEB服務(wù)器。(配置22寸液晶顯示器)類(lèi)型：企業(yè)級類(lèi)別：機架式結構：4U
  處理器：CPU類(lèi)型：XeonE7420CPU頻率：2130MHz，配2個(gè)XeonE7420處理器
  最大處理器數量：4、制程工藝：45納米、三級緩存：8MB、CPU核心：四核(Dunnington)
  主板：FSB(總線(xiàn))：1066MHz、擴展槽：7個(gè)PCI-Express插槽(4個(gè)x8,3個(gè)x4)
  內存：內存類(lèi)型：FB-DIMM、內存大?。?span lang="EN-US">2GB、最大內存容量：128GB
  存儲：硬盤(pán)大?。?span lang="EN-US">2*146GB、硬盤(pán)類(lèi)型：SAS、硬盤(pán)最大容量：1.5TB
  網(wǎng)絡(luò )：網(wǎng)絡(luò )控制器：4個(gè)嵌入式BroadcomNetXtremeIITM5708Gigabit5以太網(wǎng)卡,
  接口類(lèi)型：標準接口：后部:2個(gè)通用串行總線(xiàn)(USB)2.0端口,9針串行端口,視頻接口,適合DRAC的千兆以太網(wǎng)接口,帶有藍/橙色LED指示燈的ID按鈕、前部:2個(gè)通用串行總線(xiàn)(USB)2.0端口,帶有系統警報滾動(dòng)顯示屏的LCD面板，15針視頻接口,系統電源開(kāi)/關(guān)按鈕、內部:1個(gè)通用串行總線(xiàn)(USB)

二、系統軟件構成：
  用戶(hù)監控畫(huà)面與數據時(shí)，客戶(hù)只要從網(wǎng)站輸入用戶(hù)自己指定的帳號與密碼登陸即可。不論客戶(hù)在何時(shí)何地，只要能上網(wǎng)，即可隨時(shí)隨地掌控監控數據。
  主要功能有：
  ●24小時(shí)在線(xiàn)運行，實(shí)時(shí)采集各用戶(hù)子站的溫度、壓力、流量和其他運行參數，實(shí)時(shí)監測每個(gè)采集計量?jì)x表的運行情況，而現場(chǎng)采集計量?jì)x表出現故障也可以在短時(shí)間內發(fā)現，并將故障時(shí)間紀錄備案，避免計量方面的損失;
  ●進(jìn)行整個(gè)管網(wǎng)數據的運行分析，具有強大的統計和數據庫查詢(xún)功能，可以查詢(xún)任意用戶(hù)任意時(shí)段內的用汽情況;實(shí)時(shí)有效的分析管線(xiàn)的管損情況;
  ●對用戶(hù)端市電斷電、采集參數異常的情況，進(jìn)行報警，并記錄備查;
  ●根據需要生成結算帳單(日報表、月報表和年報表)，并可以直接打印輸出;
  ●圖表曲線(xiàn)功能，可以直觀(guān)的反映出各個(gè)用戶(hù)的用汽情況;
  ●網(wǎng)絡(luò )化設計，支持遠程訪(fǎng)問(wèn)功能;
  ●實(shí)時(shí)數據庫與關(guān)系型數據庫的結合使用保證了數據的穩定性和安全性。
強大的軟件功能結合高性能、低誤碼率的數傳通信設備以及UPS不間斷電源設計，保證了整個(gè)系統性能的穩定可靠。