[发明专利]电厂单线供热热网监控计量系统

权利要求书

1.一种电厂单线供热热网监控计量系统，其特征是：包括热网中心控制设备、厂内供热总管总表计量设备、各用户二次仪表及控制箱设备；

所述热网中心控制设备是电信公司Internet网络接入单元；包括设在电厂信息中心机房内的交换机、防火墙和热网监控主题专用服务器，服务器上装有专门的热网监控计量系统软件；还包括设在电厂热网中心的交换机、路由器和热网监控工作站；电厂信息中心机房热网交换机与热网中心热网交换机之间通过光纤连通，工作站监控电脑可通过浏览器实时监控和管理系统，手机可下载专用APP查询和管理；为了提高系统对外连接的安全性，除在软件系统设计上增加安全措施外，在供热改造监控计量服务器与前端与Internet互联网之间，架设了硬件防火墙进行隔离，确保热网安全；热管中心服务器放置于行政楼信息中心机房内，并通过移动宽带连接主站；子站经由GPRS无线网络相连，它的主要作用是：定时采集或接受主站和子站的GPRS通信终端数据，对通过移动网络发来的供热用户的用汽信息进行处理分析，数据存入数据库；远程发送控制子站的操作命令、远程监控子站运行状况；监控中心服务器将采集到的子站信息的数据存入数据库；实时对热用户的用汽量进行结算管理；获得授权许可的人员可以通过互联网访问、查询热网数据；通过监控中心远程监控软件对数据进行实时监控、报警、统计分析，使现场的计量设备发生故障时能得到及时维护，及时发现和防止某些不良用户的用汽舞弊行为；热网中心服务器安装运行正版微软windowsserver 2008操作系统、安装了微软专用杀毒软件和热网监控计量管理系统软件；

网络与查询：电厂供热局域网连接着若干台计算机，在所有这些计算机上无需安装任何其它软件即可访问热网现场的所有信息；经授权的访问者，通过内网、外网Internet访问热网监控管理中心的主网页和相关链接；未经许可的用户和网络数据无法进入该网络；

从行政大楼信息中心机房敷设了至热网中心监控室的光纤，多台电脑连接交换机可访问Internet，亦可通过内网访问热网监控系统；

所述厂内供热总管总表计量设备：位于供热联箱出口低压蒸汽，装设压力变送器和温度传感器各1套，并配套具备GPRS无线采集数据功能的二次仪表控制箱，具有带压力、温度补偿功能，与热网中心控制服务器之间无线通讯采集数据，流量积算仪有一路有线模拟信号输出至电厂主控室的DCS；

在厂内供汽端供热联箱出口低压蒸汽装有一次仪表箱和二次仪表控制箱，用于监控计量供热的用汽总量；将一次仪表箱内测得的各用汽参数模拟电信号进行处理，转换成数字信号，并就地显示、控制、输出的测量设备，称为二次仪表控制箱；供热改造项目中二次仪表包括：流量积算仪表、UPS电源、GPRS通信模块和防雷电模块；二次仪表实时循环显示数据包括：瞬时流量、温度、压力、累计流量数据；在二次仪表控制箱内GPRS通信模块通过RS232数据线与二次仪表相连，定时或触发读取二次仪表输出的温度、压力、流量数字信号，并对数据进行打包、压缩、加密处理后，通过GPRS无线移动网络发送给热管中心的监控服务器；UPS电源具有限流、限压充放电保护功能，延长蓄电池的寿命；在外接220V交流电断电状态下,蓄电池能持续给子站仪表、设备供电不低于72小时；

热用户计量监控：二次仪表控制箱的选用及原理与厂内供热总管总表计量设备相同，不同的是热用户计量监控点作为热网中心的子站；通讯数据和控制信号，通过子站GPRS无线移动网络与热管中心的监控服务器之间进行通讯交换；热用户侧配有电动控制阀门，且其压力变送器、温度传感器、涡街流量计和流量积算仪按用户流量选配；具有开关控制报警、交流电停电报警的防盗和管理功能。

2.根据权利要求1所述的电厂单线供热热网监控计量系统，其特征是：工作方法：

（一）、通过Web访问地址外网或内网，进入热网系统；

（二）进入热网系统

（1）实时数据的获取过程

实时数据是本系统所有监控、计量和管理的依据，是信息管理的原始数据；系统实时数据扫描总间隔时间为180S；

单独一次实时数据获取流程：

（a）对应子站，选择从第一组二次仪表开始获取实时数据；

（b）通过互联网和GPRS移动网络建立起对包括厂内总表和各用户二次表之间的通讯；

（c）跳过通讯信号状态不正常的子站；

（d）总表和所有各用户的实时数据，用户的实时数据分别通过标准modbus协议对应传输到GPRS远传模块中；

（e）读取的数据由GPRS远传模块传输到服务器端，分别保存至监控软件数据库；

（f）每个子站读取数据后，进入下一个监控计量子站，直至全部扫描一遍；

（g）180秒后发起下一遍扫描；

（2）热网中心对每个用户实时数据处理的流程：

（a）读取SQL数据库预缴费余额，根据供汽定价计算余量；

（b）余额和余量显示并写入远程二次表；

（c）读取瞬时流量、温度、压力、密度、累计流量并显示；

（d）余额和余量不足时，报警警告；

（e）通信状态不正常时，显示超时；

（f）供电为应急电源时，报警警告；

（g）控制箱门未关闭时，报警警告；

（2）报表管理

报表管理分用户年报表，日常报表，用户月报表，充值查询和历史数据；

（a）年报：用户年报表单击进入，在左侧选择需要查看的用户日期后，点击查询按键后即可显示当前用户的年用气量；打印按键可打印出当前用户的年用气表，导出按键则可以导出当前用户的表格，保存到操作人员想要保存的位置，返回按键则返回到报表管理界面；

（b）日常报表

单击进入，在左侧历史查询单击进入历史查询表；点击开始时间选择要起始时间，在点击结束时间，就可以看见每1个用户的用气量；可以直接打印出报表或导EXIL文件；退出返回同年报表；

（c）用户月报表

单击进入，在左侧选择需要查看的年份，月份，点击查询按键即可显示当前用户的月用气量；可以直接打印出月报表，也可以导出EXIL文件；返回同年报表；

（e）充值查询单击进入，可查询用户充值的情况：几号表，充值的用户，充值的日期时间，充值的金额，是哪个管理人员进行的充值；通过SQL数据库将用户操作信息储存于SQL数据库当中，通过自定义变量来判定用户，时间，充值金额，操作人员最后以表格的形式显示出来，此查询表可以直接打印出来，也可以导出EXIL文件；

（f）历史数据查询

单击“历史数据”进入历史数据查询，左侧选择当前要查询的用户名，再点击查询选择查询历史数据起始时间，时间长度和时间间隔；数据通过软件后台的数据定时保存来设定数据保存的时间是120秒保存一次或者别的时间保存一次，保存的数据在存放在软件的数据库中；

（3）历史曲线

可选择查看用户的历史曲线，左侧选择要查看的用户，开始时间，时间间隔就可以看到用户瞬时流量，压力，温度，频率曲线；红色表示瞬时流量，绿色压力，紫色温度，橙色频率；点击返回则返回到实时数据报表；同历史数据一样数据定时保存，点击想看的数据在以曲线的形势显示出来；可设定用户的最大采样，或者底限高限；

（4）阀门开关

可根据用户选择来确阀门是否打开还是关闭来管理，自动是指用户有预付费时，阀门是处于打开状态，一旦预缴费用完阀门就自动关闭；当然在用户预缴费快要用完以前系统会自动发送手机短信催款，以保证用户的正常用汽不受影响；通过的阀门界面周期运行时来判定用户通讯状态是否正常，正常的情况下可以点击关闭，打开或者自动来更改用户阀门的设置，因为二次表数据只能用数字显示所以这里做了转换处理为0时就显示为自动，1的时候显示为常开，2的时候就为关闭，case0:表示选择的第一个用户一直到endif结束，下个用户case1为选择的第2个用户以此内推；当上位机上发送表示常开的命令1时，程序先做判断通讯状态是否正常，如通讯状态正常则发送命令到GPRS远传模块传送给仪表，仪表此时执行此命令，如果判定为超时，则不执行此命令；

当通讯状态正常时可操作，超时时操作无效；

（5）缴费结算

（a）首先要选择确定的用户，然后显示该用户的当前余额，单价，在充值金额里输入要充值的金额，点击“充值确定”前要保证“通讯状态”要处于“正常”否则不能进行充值；确保无误情况下再点击“充值确定”完成一次充值，并且充值的金额，时间，哪个操作员进行的充值会保存到充值查询里；在单价修改里对单一用户修改当前用气价格，点击单价修改则完成操作；

此界面周期运行时，当tx1恒等于0并且用户为第1个用户时，做以下判定，通讯为正常，且显示第1个用户的单价，余额，并且可以选择给用户充值，否则单价余额为空白且通讯状态显示为超时；

缴费结算流程：

①管理员登录；

②选择确定的用户，显示该用户的当前余额，单价，在充值金额里输入要充值的金额，点击“充值确定”前要保证“通讯状态”要处于“正常”否则不能进行充值；确保无误情况下再点击“充值确定”完成一次充值，并且充值的金额，时间、操作员信息和进行的充值信息会保存到充值SQL数据库里；

③在单价修改里对单一用户修改当前用气价格，点击单价修改则完成操作；

④打印充值通知单；

⑤此界面周期运行时，当tx1恒等于0并且用户为第1个用户时，做以下判定，通讯为正常，且显示第1个用户的单价、余额，并且可以选择给用户充值，否则单价余额为空白且通讯状态显示为超时；

（b）单价查询

点击单价查询进入全部用户单价显示和修改界面，显示当前所有用户用气单价，左侧输入要修改的气价点击确认按钮即对所有用户用气单价进行修改；返回则返回到缴费结算画面；

（c）单价定时修改

选择“定时修改”按钮对所有用户用气价格进行定时修改；当软件运行时候后台做判断，设置好几月几日几时几分单价变化，当到那一时间段，全用户的单价自动修改为需要改变的单价；

（6）报警管理

当用户规定的正常量异常，监控系统可及时产生报警显示哪个用户在什么方面出现的异常问题；报警记录可以查询，选择历史报警就可以查过去的所有报警信息；在软件后台可以设置用户各个数据的报警高低限，余量低于20吨下则出现高级报警显示显示于报警界面中，在低于10吨以下则显示与紧急报警出现在报警界面；

（7）用户管理

单击进入用户管理界面，可看到用户的姓名和管理级别。