第一部分供熱行業(yè)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)研發(fā)背景及依據(jù)
1、供熱行業(yè)背景
  熱電聯(lián)產(chǎn)作為我國(guó)政府節(jié)約能源、治理大氣污染的一項(xiàng)重點(diǎn)鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)，廣州西森自動(dòng)化控制設(shè)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(yàn)，應(yīng)用于供熱行業(yè)的城市管網(wǎng)建設(shè)中。在供熱管網(wǎng)的流量、壓力、安全控制等方面的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)贏得了客戶良好的口碑。隨著各地?zé)犭娐?lián)產(chǎn)、集中供熱的快速發(fā)展，以及煤炭?jī)r(jià)格的節(jié)節(jié)攀升，一系列的計(jì)量收費(fèi)問題逐步出現(xiàn)，應(yīng)廣大客戶的要求，公司于2002年開始研發(fā)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)并經(jīng)過2-3年的逐步完善，在2005年正式應(yīng)用于市場(chǎng)。

2、西森預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)主要解決的問題
  2.1蒸汽計(jì)量損失大的問題
  作為供熱行業(yè)，從電廠管道出口開始計(jì)量到各個(gè)每個(gè)分戶計(jì)量的總合計(jì)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(shí))管道損失最多不應(yīng)超過1.5%，如果超出1.5%的計(jì)量誤差，那就表明有不正常的損失存在。管道損失出現(xiàn)大的誤差主要出現(xiàn)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計(jì)量中儀表無法計(jì)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(jì)量?jī)x表特性原因，造成的少計(jì)、漏計(jì)
  目前在供熱行業(yè)的蒸汽測(cè)量中，因?yàn)槠錅囟雀叩脑驔]有很多流量計(jì)可以選擇，主要使用渦街、孔板、V椎、彎管這四種流量計(jì)來計(jì)量。這四種流量計(jì)除了渦街、V錐能達(dá)到1：10—1：15的量程范圍外，孔板、彎管流量計(jì)量程比為1：3。在流量計(jì)的測(cè)量范圍之內(nèi)，儀表都能保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，但是當(dāng)使用流量低于流量計(jì)的測(cè)量下限時(shí)，儀表就會(huì)漏計(jì)甚至不計(jì);當(dāng)管道內(nèi)流量超出儀表的測(cè)量范圍時(shí)，流體會(huì)出現(xiàn)射流、流量?jī)x表更是無法計(jì)量，儀表計(jì)量的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)際流量。當(dāng)用戶使用量忽大忽小，波動(dòng)很大時(shí)，那么總體計(jì)量誤差就會(huì)加大，表現(xiàn)出來的是少計(jì)、漏計(jì)，自然是供熱公司的損失，這種現(xiàn)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(xiàn)在的300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(hào)線、造成溫度、壓力或者流量信號(hào)線短路，以達(dá)到偷汽目的。當(dāng)溫度信號(hào)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(hào)短路時(shí)直接顯示測(cè)量值為零，致使流量不計(jì)或者密度下降。
  2)、利用流量計(jì)測(cè)量范圍特性，虛報(bào)用氣量，造成供熱公司流量計(jì)選型錯(cuò)誤，使儀表長(zhǎng)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(shù)致使儀表少計(jì)，以達(dá)到偷汽目的。
  4)、惡意給計(jì)量?jī)x表斷電，使儀表在使用過程中不工作，從而偷汽。蒸汽價(jià)格高，使用量大，一旦出現(xiàn)惡意偷汽現(xiàn)象，損失數(shù)額巨大。
  2.2惡意欠款及資金周轉(zhuǎn)問題
  蒸汽單價(jià)高，一般用戶每個(gè)月都是幾十萬甚至上百萬的費(fèi)用，一旦遇到不良客戶惡意欠款，供熱公司將陷入被動(dòng)局面。一方面煤炭見款發(fā)貨，另一方面汽費(fèi)收不回來，一旦形成包袱就會(huì)出現(xiàn)資金周轉(zhuǎn)問題。預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)可以把錢先預(yù)收，利用這邊資金可以組織煤炭的庫(kù)存等。

3、西森預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的依據(jù)
  3.1、設(shè)計(jì)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
  本方案提供的軟硬件設(shè)備和技術(shù)均符合國(guó)家和地方的法律法規(guī)，并嚴(yán)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(zhí)行最新版本的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范，符合環(huán)保要求。

  所有計(jì)量單位均遵循國(guó)際單位制(SI制)。以下為常用參數(shù)的計(jì)量單位：

第二部分西森防盜型預(yù)付費(fèi)控制箱功能介紹

西森防盜型預(yù)付費(fèi)控制箱功能簡(jiǎn)介

  ●無線遠(yuǎn)傳功能：

  數(shù)據(jù)上傳：西森防盜性預(yù)付控制箱，內(nèi)置GPRS/CDMA無線傳輸DTU模塊，可輕松將用戶的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、溫度、壓力、余額、閥門開度、箱門開閉狀態(tài)等信息上傳到監(jiān)控室的電腦。同時(shí)可結(jié)合上位機(jī)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)避免客戶利用針刺信號(hào)線實(shí)施偷汽的行為，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表功能。
  指令下傳：可以通過監(jiān)控電腦，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的意外情況，遠(yuǎn)程將閥門關(guān)閉、開啟，不受任何距離限制。

  ●開箱門報(bào)警記錄功能：
  為避免客戶串通檢修、抄表人員開箱修改儀表系數(shù)，控制箱不僅設(shè)置有雙鎖設(shè)施，同時(shí)具有開箱報(bào)警功能。箱門一旦打開，系統(tǒng)自動(dòng)上傳開箱時(shí)間及狀態(tài)，并記錄下來，同時(shí)可以選擇開箱報(bào)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。

  ●歷史曲線存儲(chǔ)功能：
  西森防盜型預(yù)付費(fèi)控制儀全中文畫面，同時(shí)可存儲(chǔ)溫度、壓力、流量365天的歷史記錄，一旦出現(xiàn)意外糾紛可方便查詢，同時(shí)避免客戶作弊偷汽。
  ●報(bào)表功能：
  控制儀具有自動(dòng)報(bào)表功能，日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年度累計(jì)，方便查詢抄表。
  ●充值記錄顯示功能：
  記錄每次充值記錄，方便客戶在現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)查詢。
  ●超量程關(guān)閥功能：
  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表的測(cè)量范圍可設(shè)置超出量程范圍關(guān)閥，在超出上限量程時(shí)，預(yù)付費(fèi)控制儀會(huì)自動(dòng)關(guān)小閥門，將流量控制在流量范圍之內(nèi);在小于測(cè)量范圍時(shí)或零流量時(shí)，可根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)關(guān)閉閥門。以防止用戶惡意超量程偷汽行為。
  ●超量程自動(dòng)補(bǔ)償功能：
  根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表的測(cè)量范圍可設(shè)置超出量程范圍自動(dòng)補(bǔ)償損失，在超出上限、下限量程時(shí)，預(yù)付費(fèi)控制儀會(huì)自動(dòng)根據(jù)設(shè)定要求進(jìn)行補(bǔ)償;用于補(bǔ)償因超量程而造成損失。
  ●透支授權(quán)功能：
  根據(jù)客戶信用度，可任意設(shè)置透支授權(quán)額度，以避免在非工作時(shí)間因余額不足而關(guān)閉閥門給客戶造成損失。
  ●余額不足報(bào)警功能：
  充費(fèi)于額根據(jù)客戶用量設(shè)置報(bào)警值，提前通過聲光報(bào)警提示用戶，同時(shí)上傳到上位機(jī)，通過供熱公司服務(wù)人員電話告知用戶，避免影響客戶的正常使用。
  ●斷電時(shí)間記錄功能：
  為避免用戶通過斷電的手段偷盜，控制儀設(shè)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。
  ●UPS后備電源功能：
  系統(tǒng)設(shè)置后備UPS電源，可連續(xù)維持24小時(shí)以上的供電時(shí)間。并及時(shí)告知上位系統(tǒng)留意。

  系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  熱電聯(lián)產(chǎn)作為我國(guó)政府節(jié)約能源、治理大氣污染的一項(xiàng)重點(diǎn)鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)，廣州西森自動(dòng)化控制設(shè)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(yàn)，應(yīng)用于供熱行業(yè)的城市管網(wǎng)建設(shè)中。在供熱管網(wǎng)的流量、壓力、安全控制等方面的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)贏得了客戶良好的口碑。

  根據(jù)客戶要求可整體組網(wǎng)，每個(gè)站點(diǎn)通過連接1個(gè)無線傳輸模塊，傳輸至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：

 

一、硬件部分：
  監(jiān)控主機(jī)：選用機(jī)架式U型服務(wù)器，包含1臺(tái)冗余數(shù)據(jù)服務(wù)器、1臺(tái)WEB服務(wù)器。(配置22寸液晶顯示器)類型：企業(yè)級(jí)類別：機(jī)架式結(jié)構(gòu)：4U
  處理器：CPU類型：XeonE7420CPU頻率：2130MHz，配2個(gè)XeonE7420處理器
  最大處理器數(shù)量：4、制程工藝：45納米、三級(jí)緩存：8MB、CPU核心：四核(Dunnington)
  主板：FSB(總線)：1066MHz、擴(kuò)展槽：7個(gè)PCI-Express插槽(4個(gè)x8,3個(gè)x4)
  內(nèi)存：內(nèi)存類型：FB-DIMM、內(nèi)存大小：2GB、最大內(nèi)存容量：128GB
  存儲(chǔ)：硬盤大小：2*146GB、硬盤類型：SAS、硬盤最大容量：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,
  接口類型：標(biāo)準(zhǔn)接口：后部:2個(gè)通用串行總線(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(lán)/橙色LED指示燈的ID按鈕、前部:2個(gè)通用串行總線(USB)2.0端口,帶有系統(tǒng)警報(bào)滾動(dòng)顯示屏的LCD面板，15針視頻接口,系統(tǒng)電源開/關(guān)按鈕、內(nèi)部:1個(gè)通用串行總線(USB)

二、系統(tǒng)軟件構(gòu)成：
  用戶監(jiān)控畫面與數(shù)據(jù)時(shí)，客戶只要從網(wǎng)站輸入用戶自己指定的帳號(hào)與密碼登陸即可。不論客戶在何時(shí)何地，只要能上網(wǎng)，即可隨時(shí)隨地掌控監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
  主要功能有：
  ●24小時(shí)在線運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集各用戶子站的溫度、壓力、流量和其他運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)采集計(jì)量?jī)x表的運(yùn)行情況，而現(xiàn)場(chǎng)采集計(jì)量?jī)x表出現(xiàn)故障也可以在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并將故障時(shí)間紀(jì)錄備案，避免計(jì)量方面的損失;
  ●進(jìn)行整個(gè)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的運(yùn)行分析，具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)查詢功能，可以查詢?nèi)我庥脩羧我鈺r(shí)段內(nèi)的用汽情況;實(shí)時(shí)有效的分析管線的管損情況;
  ●對(duì)用戶端市電斷電、采集參數(shù)異常的情況，進(jìn)行報(bào)警，并記錄備查;
  ●根據(jù)需要生成結(jié)算帳單(日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表)，并可以直接打印輸出;
  ●圖表曲線功能，可以直觀的反映出各個(gè)用戶的用汽情況;
  ●網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，支持遠(yuǎn)程訪問功能;
  ●實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合使用保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性。
強(qiáng)大的軟件功能結(jié)合高性能、低誤碼率的數(shù)傳通信設(shè)備以及UPS不間斷電源設(shè)計(jì)，保證了整個(gè)系統(tǒng)性能的穩(wěn)定可靠。