預付費系統研發背景

1、供熱行業背景

熱電聯產作為我國政府節約能源、治理大氣污染的一項重點鼓勵產業，廣州西森自動化控制設備有限公司將石油行業的石油管道輸送中的成熟經驗，應用于供熱行業的城市管網建設中。在供熱管網的流量、壓力、安全控制等方面的無線數據傳輸技術贏得了客戶良好的口碑。

 隨著各地熱電聯產、集中供熱的快速發展，以及煤炭價格的節節攀升，一系列的計量收費問題逐步出現，應廣大客戶的要求，公司于2002年開始研發預付費系統并經過2-3年的逐步完善，在2005年正式應用于市場。

2、西森預付費系統主要解決的問題

2.1蒸汽計量損失大的問題

 作為供熱行業，從電廠管道出口開始計量到各個每個分戶計量的總合計總是差別很大，有的供熱公司差額甚至超過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）管道損失最多不應超過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方面：

正常的熱量損失

蒸汽在管道中輸送時，溫度會逐漸下降，產生少量冷凝水，這部分冷凝水在分戶計量中儀表無法計量，冷凝水的多少與蒸汽在管道中的流速有關系，流速越大，冷凝水越少，流速越小，冷凝水產生的則越多，屬于正常損失。

計量儀表特性原因，造成的少計、漏計

目前在供熱行業的蒸汽測量中，因為其溫度高的原因沒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，儀表就會漏計甚至不計；當管道內流量超出儀表的測量范圍時，流體會出現射流、流量儀表更是無法計量，儀表計量的數據遠遠小于實際流量。下圖是一臺DN100渦街流量計的誤差與量程范圍的關系圖：

     當用戶使用量忽大忽小，波動很大時，那么總體計量誤差就會加大，表現出來的是少計、漏計，自然是供熱公司的損失，這種現象在生產企業最為明顯。

惡意偷汽造成的

蒸汽價格從96年60元一噸一直到現在的240元一噸，用戶想盡辦法偷汽的情況也越來越多，手段也五花八門，主要的偷汽手段有以下幾種：

1）、用大頭針刺儀表信號線、造成溫度、壓力或者流量信號線短路，以達到偷汽目的。當溫度信號短路時，溫度顯示常溫，蒸汽密度下降，瞬時流量幾倍的下降。壓力、流量信號短路時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）、惡意給計量儀表斷電，使儀表在使用過程中不工作，從而偷汽。蒸汽價格高，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題

蒸汽單價高，一般用戶每個月都是幾十萬甚至上百萬的費用，一旦遇到不良客戶惡意欠款，供熱公司將陷入被動局面。一方面煤炭見款發貨，另一方面汽費收不回來，一旦形成包袱就會出現資金周轉問題。預付費系統可以把錢先預收，利用這邊資金可以組織煤炭的庫存等。

西森·中國IC卡蒸汽預付費管理系統

1、系統概述

由廣州西森自動化有限公司研制開發的IC卡蒸汽預付費遠程監控系統，是一種軟件與硬件結合的自動化網絡式管理系統。它是在蒸汽管道設備上安裝一個IC卡預付費控制箱，實現對用戶用蒸汽流量的監控、電動閥的開閉等控制，IC卡預付費控制箱內置GPRS/CDMA無線傳輸ＤＴＵ模塊，可輕松將用戶的瞬時流量、累計流量、溫度、壓力、余額、閥門開度、箱門開閉狀態等信息上傳到蒸汽資源管理中心計算機，實時對各用氣單位進行監管和控制。對欠繳蒸汽資源費的用戶，資源管理中心工作人員可通過計算機系統對用蒸汽單位的電動閥開閉進行異地遠程控制，實現蒸汽資源管理與監控的自動化和一體化。

2、系統組成

1.1、本系統主要由以下幾部分組成：

監控中心：計算機、IC卡充值器、蒸汽預售管理系統軟件、遠程熱網計量管理系統軟件

通信網絡:基于移動GPRS或者電信CDMA的通信網絡平臺

GPRS/CDMA  IC卡預付費控制箱： 采集現場儀表信號：流量計、壓力變送器，熱電阻，閥門等，通過GPRS/CDMA網絡傳輸到監控中心，現場提供市電欠壓報警、門磁防入侵報警

測量儀表：流量積算儀、流量計、壓力變送器、熱電阻 等

蒸汽閥門：蒸汽電動閥門(具有開啟閥門角度功能)

2、系統結構圖：

3、硬件功能

1.1、GPRS/CDMA IC卡蒸汽預付費控制箱基本功能及特點：

◎ 精準采集采集現場儀表信號：流量計、壓力變送器，熱電阻，閥門等；

◎ IC卡購蒸汽量，先付費再消費；

◎ 根據用戶的購蒸汽量控制電動先導閥門，限制用戶欠費用汽；

◎ 通過無線網絡向監控中心實時傳輸數據；

◎ 現場220V或380V市電斷電加后備蓄電池自動供電方式，并提供斷電報警提醒；

◎ 具有非操作人員打開計量控制柜，防入侵報警提醒；

◎ 顯示功能：液晶顯示器在工作時顯示，累積用量、剩余量等信息,并提供剩余量短信查詢提醒；

◎ 購汽方式：IC卡充值購買和遠程銀行充值繳費雙功能；

4、軟件功能

◆ IC卡售蒸汽量功能；

◆ 用蒸汽單位剩余量查詢、顯示、剩余量不足短信提醒及報警功能；

◆ 蒸汽源、用戶數據電子地圖實時監測顯示（流量、先導閥狀態等信息）；

◆ 可依據用戶繳納蒸汽費情況控制供或停，并提供欠費信譽的額度設定功能；

◆ 主動召測功能：

即任何時候可以在調度中心的服務器上主動提取監測點的數據；

◆ 報表功能：

自動生成日報、月報、年報，也可隨時進行統計報表、打印。可以設置自動打印功能；

◆ 數據存儲備份功能：

系統數據庫可以本地存儲，其存儲時間根據需求和計算機配置決定；

◆ 故障自動報警功能：

監測點自動將故障信息上報到監測中心，自動打印報警信息。自動檢測的故障有：流量計通訊故障、220v交流停電、IC卡故障等；

◆ 系統擴充升級功能：

系統具有開放的數據接口，方便后期監測點的增加和擴容；

◆ 系統安全權限設置功能：

權限設置提供完善的安全認證，非法用戶不能進入系統，合法用戶根據權限可進行相應的操作。

售汽管理系統軟件界面如下：

遠程監控系統界面如下：

IC卡充值界面如下：

5、系統特點

基于GPRS或CDMA無線網絡實現大范圍內管線運行狀態監測，為用戶省去了昂貴的網絡建設和維護費用，實時性高，組網費用低；

監測信息豐富真實，系統響應速度快；

大容量數據庫，歷史數據存儲沒有后顧之憂；

多個分中心支持，無線接入，方便用戶管理；

高可靠工業級設計，維護簡單；

經濟效益、社會效益顯著,運行成本低廉；

系統擴展性：系統應具備強大的擴展功能，可隨時增加用戶，硬拷貝功能、報表打印功能、計算工具功能。

6、整體細節描述

（1）財務部充值管理系統：

負責蒸汽預付費的繳費充值、貿易結算和蒸汽用戶付費情況的監控。

具有登陸級別識別功能，根據不同系統登陸級別管理查看用戶繳費信息。

充值收費管理系統預留與銀行系統對接接口方便用戶繳費充值。

（2） 遠程蒸汽數據管理系統：

負責現場蒸汽參數的產看、匯總、分析，具有蒸汽數據異常提醒、斷電報警、計量柜開箱報警功能。

可設定用欠費額度，當用戶的剩余熱量還剩20%時，用熱單位的相關領導及財務人員會收到一條善意的提醒短信，當剩余熱量還剩10%時，會收到催促繳費的短信，當還剩5%時，會收到警告關閥的短信，欠費后自動關閉閥門，并短信告知。

可根據操作員權限遠程控制閥門啟停。

用可按區域劃分不同的用戶、注明長期用戶和季節性用戶，能單獨顯示用戶子站的全測量參數及設置參數。自動生成各熱用戶的瞬時流量、溫度、壓力、累計流量、頻率或差壓的并行歷史曲線，并可查詢任意用戶、任意參數、任意時段的歷史數據，歷史數據和曲線應便于轉存和打印。能生成各熱用戶的用汽量日報表，月報表及年報表，且可生成分時等特殊報表的功能。任意組合用戶測量趨勢、測量參數累計、故障時段等趨勢記錄通過打印機打印輸出。

IC卡預付費控制箱：

（1）負責通過與現場積算儀或流量計的通訊采集流量或熱量數據，并根據使用流量扣除余額流量或熱量，具有余額不足分階段短信提醒功能，當用戶發生欠費時，蒸汽閥門自動關閉，并主動上報中心閥門狀態。

（2）具有蒸汽數據異常自動提醒功能，發現差異化數據主動上報中心蒸汽數據異常狀態，并可根據異常狀態提醒中心是否關閉蒸汽閥門。

（3）具有閥門階段性開啟功能，由于蒸汽管道長時間關閉閥門有冷凝水現象，如果較大口徑蒸汽管道一次性開啟閥門會造成蒸汽管道震動現象，造成對管道和人員安全，所以IC卡預付費控制箱會根據時間階段緩慢開啟蒸汽閥門，防止這一現象的發生。

（4）具有計量柜開箱報警功能，發現有人打開箱門自動上報開箱狀態，并可以短信報警聯動。

（5）具有市電斷電自動報警功能，當220v或380v市電斷電，自動轉為UPS供電并上報斷電提醒。

其它擴展功能：

（1）非法闖入計量間自動探測感應，抓拍圖像，自動上傳中心圖像及入侵報警。

      （2）手機APP充值(需要第三方銀行、微信、支付寶支持)、查看充值歷史數據功能。