专利名称：供热监测系统及方法
技术领域：
本发明涉及供热领域，特别涉及一种应用于供热行业自动化信息化技术领域内的供热监测系统及方法。
背景技术：
随着社会发展，供热管网、供热面积、エ业蒸汽热负荷、热换站都在迅速増加。整个管网水网、汽网交错、情况复杂、调节难度大，如果对于整个管网系统运行状况不了解，调整力度不够，就会出现一系列的问题。在现有技术中，没有建立供热监测系统的供热企业，需每日派专人到热源厂及用户处抄表，手工计算日网损、周网损及月网损，并作生产报表。在这种环境下，即使仅算月网 损在多部门的协同下也需要三天才能够完成，且即使得到有关数据后，要先由各站长统计，经各分厂汇总后再由生产部汇总，这种层层的汇总再上报的机制浪费人力且严重影响供热企业对供热现场的调配以及生产状况的改善。同时，为完成抄表任务，公司往往配置了较多的抄表员，但在这种方式中，计量数据即使有异常也很难发现，有个别企业为降低生产成本，降低供热费用开支，在计量表上做手脚，达到热费的下降，且手段繁多不易于发现，例如(I)个别蒸汽用户，在计量表系统元件上修改參数，以达到減少蒸汽用量的目的；(2)个别热水一次水用户，使用表口径较大的西门子流量计，由于向产品流量仪供电的不是电池而需外接220V电源，在抄表员抄表时间外，采取切断电源的方式，使计量仪在断电期间无流量值无记录，以达到減少结算热量目的；(3)住宅居民超声波热水表，拆出计量仪电池，折断供回水温度线的内芯线，但供回水温度线的外皮仍然良好，达到減少流量与热量值的目的；以上种种情况导致了供热的很多非正常损失，在贸易结算时用户与供热企业经常会产生纠纷。因此，供热监测系统的建立就显得尤为重要。然而，即使存在ー些较为先进的供热企业，已建立起供热监测系统，这些企业换热站用电话拨号方式进行监控，用户数据及热源厂关ロ使用自设电台方式220兆或诺特网作为通讯方式；由于对传输方式的错误选择，在成本的迫使下很多供热企业只对十几个蒸汽使用大户与热源厂关口数据进行远传监測。此外，仍然存在由于种种原因不能建立自动的网损统计分析系统，统计日网损、周网损及月网损的工作仍需采用抄表与人工计算结合的方式进行。落后的技术，小范围的监测系统，根本无法实现自动化、信息化管理的要求，与供热事业的发展不匹配。另外随着区域的壮大，热用户日益增多，现有的仅由供热企业发现问题或者用户出现供热异常再通知供热企业，而后供热企业再进行供热现场的调控或者设备的维修，无法很好地服务用户；如何为用户提供更加优质的服务，变被动为主动，这就同样要求供热监测系统不但要建立，而且作为供热现代化管理的重要手段之一，供热监测系统的全面实施也已经迫在眉睫了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现供热行业的热カ网数据的远传以及实时在线数据统计、计算及分析并根据分析结果对供热现场进行调控的供热监测系统及方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下ー种供热监测系统，包括采集供热管网中预设的监测点处的供热信息的采集模块、传输采集模块采集到的供热信息的传输模块，此外，还包括对传输模块中传输的供热信息进行存储、计算以及分析的分析存储模块以及根据预设程序结合由传输模块传输来的供热企业下发的控制信息对现场设备进行控制的控制模块；采集模块、传输模块以及分析存储模块顺次连接，控制模块从传输模块处接出、构成另一井列支路；分析存储模块包括数据库服务器以及存储于数据库服务器中的数据库管理子系统，该数据库管理子系统包含有设定的功能模块使得分析存储模块对传输模块传输的数据进行存储、预定的调用、计算与分析，得出为判别运行生产状况是否合理提供支持数据的瞬时网损、预设分析周期的网损、在各传输管路的支路中传输导致的支路网损以及运行状况，然后将计算的各结果分别与国家标准值和/或历史数据进行分析、比较，得出结果并存储回分析存储模块。优选的，采集模块包括设置于各预设的监测点的多个热量表；该采集模块还可以包括采集压力的压カ传感器以及采集温度的温度传感器，这样供热企业可以通过由压カ传感器和温度传感器采集得到的供热压カ和温度，全方位地得到供热现场的相关数据从而更好地做出对供热现场运行状况的判断。传输模块包括GPRS调制解调器以及通讯服务器，由于供热管网管路较为庞大且复杂，热源监测点以及各用户监测点分布分散，因而不便于采用ADSL或者光纤这种不便于架设的有线的数据传输，而特别适合突发性、频繁的小流量数据传输的GPRS业务很好地满足了供热管网中的监测点处的供热信息的传输的要求。在GPRS调制解调器中放入ー张开通GPRS功能的SIM卡，就能够通过GPRS网络实现采集模块与分析存储模块之间的连接，不但网络覆盖范围广、安全保密性好同时能够实现用户实时在线，按照流量计费最大程度地 节省成本。从热源监测点以及各用户监测点采集到的监测点处的供热信息通过通讯服务器进入分析存储模块，同时，供热企业对于现场的控制信息经过传输模块中的通讯服务器传输至GPRS调制解调器，再由GPRS调制解调器经GPRS网络传输至分散分布的各个供热现场的换热站控制器，由于每个热源监测点以及各用户监测点SIM卡号码唯一，并且每ー卡号对应ー个IP地址，建立ー个独立的传输通道，因此数据不会发生混淆。优选的，控制模块包括多个换热站控制器及分别与换热站控制器可控连接的多个温控调节阀，换热站控制器接收到传输模块传来的控制信息后通过调节温控调节阀的开度，调节现场设备的供热。优选的，本发明的供热监测系统还可以包括将分析存储模块中的数据显示出来的显示模块，显示模块包括web服务器、局域网客户端以及互联网客户端，供热企业直接通过局域网中的局域网客户端就可以快速、实时地访问分析存储模块中的数据对供热现场进行监测，而各个用户则可以通过互联网中的互联网客户端进行访问。ー种使用上述的供热监测系统的供热监测方法，包括以下步骤步骤一、采集模块采集供热管网中的监测点处的供热信息；
步骤ニ、传输模块每间隔一定时间将采集模块采集到的供热管网中的监测点处的供热信息传输至分析存储模块；步骤三、分析存储模块对传输模块传输的数据进行存储、预定的调用与计算，得出为判别运行生产状况是否合理提供支持数据的エ况參数，将计算的各结果分别与国家标准值和/或历史数据进行分析、比较并存储在分析存储模块中；步骤四、显示模块收到局域网客户端或互联网客户端的调用请求后显示分析存储模块中对应的被调用的数据；步骤五、供热企业根据外部环境以及显示模块显示的分析存储模块中供热现场的エ况參数下发相应的控制信息至传输模块，并由传输模块传输至控制模块；步骤六、控制模块接收由传输模块传输来的控制信息后，根据预设的程序通过调节温控调节阀对现场设备进行控制。
优选的，步骤ニ中传输模块传输至分析存储模块中的供热信息包括监测点处的瞬时流量、累积流量/和累积热量。优选的，步骤三中分析存储模块根据供热的热媒的不同得出各自的相应的エ况參数，井分别存储至分析存储模块中。优选的，步骤三种的エ况參数包括瞬时网损、预设分析周期的网损及在各传输管路的支路中传输导致的支路网损。优选的，步骤五中传输模块传输至控制模块中的控制信息包括室外温度以及供热企业下发的补充操作信息，因此，内部存储有结合换热站エ艺要求和换热站日常管理经验而制定出的室外温度和供热关系曲线的控制模块就可以结合接收到的室外温度通过调节温控调节阀对现场设备进行控制，从而自动地调整供热。同时，供热企业也可以根据实际供热以及天气等情况下发补充操作信息通过传输模块传输至控制模块，再由控制模块执行，从而调整供热。优选的，步骤ニ中的传输模块传输供热信息的间隔时间一般结合传输过程中产生的费用以及需要的精度范围决定；在本发明中在热媒为蒸汽时选用每5-30分钟传输一次；在热媒为热水时，对于热水一次水选用姆5-30分钟传输一次,对于热水二次水选用姆6-12小时传输一次。采用发明的供热监测系统及方法具有以下优点I、在热カ网的供热监测系统全面实施的基础上，又建立了专有的数据分析系统，利用供热监测系统的远传对在线实时数据进行统计、计算、分析，最后得出热网网损并进行分析、比较及存储，这ー过程全部由预设的程序自动完成，无需手工操作；这一自动化程度较高的供热监测系统根据在线数据自动统计、计算网损，提供体现供热现场的实时生产状况的有关数据，速度快、准确度高、传统人工计算无以可比，极大地提高了效率。2、本发明的供热监测系统根据热媒的不同分为了蒸汽与热水两种不同的情况进行计算与分析，又根据监测点所在位置不同分为监测点分别在热源与用户处的全网总网损以及监测点分别在支路起始端以及支路末端的支路网损，将预设分析周期分为小时、日、周及月分别计算出小时网损、日网损、周网损及月网损，将热媒为热水的情形又细分为热源与换热站之间的热水一次水以及换热站与用户之间的热水二次水的不同情况，并且针对热水二次水的特殊性分别计算流量损失以及热量损失，最終用上述网损值与国家或行业标准值或者历史数据进行比较，得出热カ网网损失否合理经济的结论，方法科学合理且全面，在成本、生产、科学调度、生产匹配、生产安全等方面均提供了有力的数据支持，以达到节能降耗，安全可靠的生产目的。3、本发明的供热监测系统自带控制模块，若发现运行过程中的一些问题可以通过控制模块中设定的程序直接自动调整供热，从而依靠整个供热监测系统自行解决，也可以同时加入供热企业的补充操作信息，由传输模块传输至控制模块共同解决，很好地实现了供热行业的自动化、信息化生产。4、供热企业通过局域网进行实时エ况的监测，同时用户能够通过互联网实现实时数据的访问，任何一方发现计量数据不正常均能快速解决问题，而不再依赖供热企业单方面大規模的排查或者待用户发现供热异常后才进行解决，从而保证了能够为客户提供更加优质的服务。5、供热企业以及用户均能够快速准确地得到贸易结算表运行数据，大大降低了贸易结算时纠纷出现的可能性，保证了贸易结算的公正准确，減少了非正常损失。 6、供热所需压カ与实际压力不平衡问题、供热管网管径及流速等方面与运行不匹配的难题，都需要利用正在在运行的管网实际数据，本发明的供热监测系统及方法为生产运行提供了完整的在线实时网损分析，简化了供热现场出现问题的排查过程，也为解决这ー问题提供了依据，为进一歩对供热管网各參数的最优方案的设计提供了依据。7、室外温度由供热企业通过传输模块实时统ー下发，而不再由各个换热站单独采集并调控，克服了地面上的各换热站测点温度差过大，地面下的换热站测点没有安装条件的困难，更加利于根据室外温度调整供热的实现。
图I是本发明中各模块的结构示意图；图2是本发明中分析存储模块中的分析过程的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进ー步的详细说明。如图I所示，I为采集供热管网中预设的监测点处的供热信息的采集模块，2为传输采集模块I采集到的监测点处的供热信息以及供热企业下发的控制信息的传输模块，3为对传输模块2中传输来的监测点处的供热信息进行存储、调用、计算及分析、比较的分析存储模块，5为将分析存储模块3中的相关的数据显示出来的显示模块，4为根据预设程序结合由传输模块2传输来的供热企业下发的控制信息对现场设备进行控制的控制模块。采集模块I、传输模块2、分析存储模块3以及显示模块5顺次连接，控制模块4从传输模块2处接出、构成另一井列支路。分析存储模块3包括数据库服务器301以及存储于数据库服务器301中的数据库管理子系统。采集模块I包括设置于各预设的监测点的多个热量表101，传输模块2包括GPRS调制解调器201以及通讯服务器202，显示模块5包括web服务器501、局域网客户端502以及互联网客户端503，控制模块4包括多个换热站控制器401及分别与换热站控制器401可控连接的多个温控调节阀402。
第一种实施方式供热的热媒为蒸汽，此时，采集模块I还可以包括采集监测点处蒸汽压カ的压カ传感器以及采集监测点处蒸汽温度的温度传感器，使用本发明的供热监测系统的供热监测方法，包括以下步骤步骤一、采集模块I采集供热管网中的监测点处的蒸汽的瞬时流量及累积流量，同时被采集到的还包括监测点处的蒸汽压カ及蒸汽温度等；步骤ニ、传输模块2每5-30分钟将采集模块I采集到的监测点处的蒸汽的瞬时流量及累积流量发送至分析存储模块3，同时被传输的还包括由监测点处的压カ传感器以及温度传感器采集到的蒸汽压カ以及蒸汽温度；步骤三、分析存储模块3存储由传输模块2传输来的各数据，并对蒸汽的瞬时流量与累积流量进行调用及预定的计算，得出为判别运行生产状况是否合理提供支持数据的蒸汽瞬时流量网损以及蒸汽预设分析周期流量网损并存储；其中，蒸汽瞬时流量网损又可以细分为整个供热网的全网总的蒸汽瞬时流量网损以及判断整个供热网传输管路中各支路运行状况的支路的蒸汽瞬时流量网损，蒸汽预设分析周期流量网损又可以细分为全网总的蒸汽预设分析周期流量网损以及支路的蒸汽预设分析周期流量网损；以上网损值的计算方法如下I)蒸汽瞬时流量网损g=h — i.....................................................................(公式 101)g' =h' — i'............................................................(公式 102)-100%...............................................................(公式 I)k为全网总的/支路的蒸汽瞬时流量网损，g为热源处的/支路起始端的监测点的蒸汽瞬时流量，g,为用户处的/支路末端的监测点的蒸汽瞬时流量，h为各热源处的/支 路起始端的监测点的蒸汽瞬时流量的总和，h'为各用户处的/支路末端的监测点的蒸汽瞬时流量的总和，i为热源处的/支路起始端的监测点25分钟未上传数据因而导致分析存储模块3中热源的/支路起始端的数据库未更新而得到的仍然为上一次存储的数据从而被误加入h的热源的/支路起始端的无效蒸汽瞬时流量，i /为用户处的/支路末端的监测点25分钟未上传数据因而导致分析存储模块3中用户的/支路末端的数据库未更新而得到的仍然为上一次存储的数据从而被误加入h'的用户的/支路末端的无效蒸汽瞬时流量，2)蒸汽预设分析周期流量网损蒸汽预设分析周期流量网损能够根据两种方式计算，方式I :系统软件根据瞬时流量计算预设分析周期内总的累积流量，再计算蒸汽预设分析周期流量网损。a=J^n).....................................................................(公式 201)ポ=_..................................................................(公式 202)
-X 100%..................................................................(公式 2)
f= a
f为全网总的/支路的蒸汽预设分析周期流量网损，a为热源处的/支路起始端的监测点在预设分析周期内总的蒸汽累积流量，a'为用户处的/支路末端的监测点在预设分析周期内总的蒸汽累积流量，η为采集模块I及传输模块2采集并传输监测点处的供热信息的间隔时间即采集传输周期，且η在5-30之间取值，b为热源处的/支路起始端的监测点在预设分析周期内的每η分钟的蒸汽瞬时流量的总和，b'为用户处的/支路末端的监测点的在预设分析周期内的每η分钟的蒸汽瞬时流量的总和，此种方法多用于累积流量值异常次数多、不能保证正常显示，影响网损计算的情況，方式II :直接利用分析存储模块接收到的传输模块传输的累积流量进行预设分析周期的蒸汽网损值的计算
权利要求
1.ー种供热监测系统，包括采集供热管网中预设的监测点处的供热信息的采集模块(1)、传输所述采集模块(I)采集到的所述供热信息的传输模块(2)，其特征在于还包括对所述传输模块(2)中传输的所述供热信息进行存储、调用、计算以及分析的分析存储模块(3)以及根据预设程序结合由所述传输模块(2)传输来的供热企业下发的控制信息对现场设备进行控制的控制模块(4);所述采集模块(I)、传输模块(2)以及分析存储模块(3)顺次连接，所述控制模块(4)从所述传输模块(2)处接出、构成另一井列支路；所述分析存储模块(3)包括数据库服务器(301)以及存储于所述数据库服务器(301)中的数据库管理子系统。
2.根据权利要求I所述的供热监测系统，其特征在于所述采集模块(I)包括设置于各预设的监测点的多个热量表(101)。
3.根据权利要求I所述的供热监测系统，其特征在于所述传输模块(2)包括GPRS调制解调器(201)以及通讯服务器(202)。
4.根据权利要求I所述的供热监测系统，其特征在于所述控制模块(4)包括多个换热站控制器(401)及分别与所述换热站控制器(401)可控连接的多个温控调节阀(402)。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的供热监测系统，其特征在于所述供热监测系统还包括将所述分析存储模块(3)中的数据显示出来的显示模块(5)，所述显示模块(5)包括web服务器(501)、局域网客户端(502)以及互联网客户端(503)。
6.ー种使用权利要求5所述的供热监测系统的供热监测方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、所述采集模块(I)采集供热管网中的所述供热信息； 步骤ニ、所述传输模块(2)每间隔一定时间将所述采集模块(I)采集到的所述供热信息传输至所述分析存储模块(3)； 步骤三、所述分析存储模块(3)对所述传输模块(2)传输的数据进行存储、调用与计算，得出为判别运行生产状况是否合理提供支持数据的エ况參数，将计算的各结果分别与国家标准值和/或历史数据进行分析、比较并存储在所述分析存储模块(3)中； 步骤四、所述显示模块(5)收到局域网客户端(502)或互联网客户端(503)的调用请求后显示所述分析存储模块(3)中被调用的数据；步骤五、供热企业根据外部环境以及所述显示模块(5)显示的所述分析存储模块(3)中供热现场的所述エ况參数下发相应的控制信息至所述传输模块(2)，并由所述传输模块(2)传输至所述控制模块(4)； 步骤六、所述控制模块⑷接收由所述传输模块⑵传输来的所述控制信息后，根据预设的程序通过调节所述温控调节阀(402)对现场设备进行控制。
7.根据权利要求6所述的供热监测方法，其特征在于步骤ニ中所述传输模块(2)传输至所述分析存储模块(3)中的所述供热信息包括监测点处的瞬时流量、累积流量/和累积热量。
8.根据权利要求6所述的供热监测方法，其特征在于步骤三中所述分析存储模块(3)根据供热的热媒的不同得出各自相应的所述エ况參数，井分别存储至所述分析存储模块(3)中。
9.根据权利要求6所述的供热监测方法，其特征在于步骤三中所述エ况參数包括瞬时网损、预设分析周期的网损及在各传输管路的支路中传输导致的支路网损。
10.根据权利要求6所述的供热监测方法，其特征在于步骤五中所述传输模块(2)传输至所述控制模块(4)中的所述控制信息包括室外温度以及供热企业下发的补充操作信息。
全文摘要
本发明公开了一种供热监测系统，包括采集监测点处的供热信息的采集模块、传输采集模块采集到的供热信息的传输模块、对传输模块中传输的供热信息进行存储、计算及分析的分析存储模块、根据预设程序结合由传输模块传输来的控制信息及供热企业下发的控制信息对现场设备进行控制的控制模块以及将分析存储模块中的数据显示出来的显示模块。一种使用本发明的供热监测系统的供热监测方法，步骤为采集模块采集供热信息、传输模块传输供热信息、分析存储模块处理数据、显示模块显示结果、控制模块调整供热。采用本发明的供热监测系统及方法能够实现供热行业的热力网数据的远传以及实时在线数据统计、计算及分析并根据分析结果对供热现场进行调控。
文档编号G05B19/418GK102662387SQ201210179319
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者张克 申请人:张克