微机远程测控技术在集中供热系统的设计与应用

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 1、引 言

    集中供热系统采用微机控制，是节约能源、降低成本、提高企业效益的重要途径。集中供热远程测控系统是在消化吸收国内外先进技术的基础上研制成功的一套先进的微机远程测控技术，具有测量精度高，测点覆盖面积大，可靠性、稳定性好，操作简便，自控程度高，功能强等特点，可以对集中供热、换热站，管网工况及用户的温度、压力、流量及热量等参数进行测量并集中监视。

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    计算机监控是近年来广泛采用的一门控制技术，采用这种技术进行自动监控，具有自动化程度高、稳定可靠等特点。计算机监控系统的信号传输有两种形式，一种是采用有线电缆敷设形式。另一种是采用无线数字传输形式。由于热力管网分布区域大、距离较远，因此，现在，多采用无线数字传输形式传输信号。这种形式工作可靠、投入成本较少，运行费用低，可扩展性强，性价比较高。

    2、系统构成及工作原理

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    2.1 系统构成

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图1 系统构成

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    2.2 系统功能

    （1）Estar智能终端

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    Estar智能终端的作用是完成数据的采集、量化以及现场显示。具体为：

    ·接收0～10 mA或4～2OmA电流信号或脉冲信号、按照预定的标度转换为需要的值；
    ·接收IX；12~24V电压开关信号；
    ·键盘设定各参量量程；
    ·跳线器设定流量变送器的类型；
    ·RS485数字通讯接口；
    ·MODBUS RTU通信协议；
    ·时钟显示。

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    （2）RS485网络

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    ·通过屏蔽双绞线将所有的Estar智能终端连接起来。
    ·将采集的数据加入容错码，按照MODBUSRTU通信协议传送。
    ·具有可设定的站点地址，作为检测的识别，调整后站点号由EEPROM保存。

    （3）RS485转换器

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    ·将RS485信号转换为RS232信号。
    ·通过串行口1与工控机连接，及时响应工控机的请求，将数据传送给工控机。

    （4）模拟屏

    ·自带CPU，通过串行口2与工控机的串行口相连接，接收工控机的数据信号。
    ·实时显示各检钡4点的参数变化。
    ·汉字显示标语口号。
    ·实时计算机时钟显示。
    ·安全工作日显示。

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    （5）工控机

    ·通过串行口1与RS485网络连接，采集数据，发送控制命令。
    ·通过串行口2与模拟屏连接，控制模拟屏实时显示各检测点的温度、压力、流量等参数。
    ·显示各种故障代码。
    ·各检测点参数实时屏幕显示，具有棒条、表格显示功能。
    ·历史数据自动保护功能。
    ·历史数据查阅、打印功能。
    ·通过以太网卡与局域网进行连接，实现数据共享。
    ·通过键盘及鼠标进行数据输入、参数设定等。

    （6） 打印机

    ·自动定时打印日报表。
    ·手动打印历史数据。

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    3、Estar智能终端的工作原理

    Estar智能终端是一种可自动定标、量程设定、具有通讯功能的智能数显仪表，其功能稳定，精度高，操作简单，可靠性高，显示内容丰富。用于测量饱和蒸气、过热蒸气、热水等的温度、压力、流量、热量的瞬时值及其累计值。具有蒸气温度、压力补偿功能。具有打印机接口，连接微型打印机后，可自动打印各项运行参数曲线，其原理框图见图2。

图2 Estar智能终端的工作原理

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    4、RS485网络

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    RS485网络及监测点分布参考系统结构图。

    5、工艺控制计算机

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    整个监控系统的核心结构见图3。

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图3 监控系统的核心结构

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    (1) 通过RS485网络给Estar智能终端发送命令，并采集其数据。
    (2) 通过A／D板，采集管线的温度、压力、流量运行参数。
    (3) 控制模拟显示屏将各个参数进行实时显示，并进行超限报警。
    (4) 控制打印机定时打印参数报表。
    (5) 控制键盘接受用户命令。

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    6、监控程序

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    监控程序采用再WINDOWS操作系统下VB与VC编制。VC主要用来编写串行口通讯以及A／D数据采集动态连接库(DLL)，所编写程序实时性强、稳定性高。VB用来编写人机界面以及数据库操作，其特点是真正面向对象的语言，编写界面程序直观、稳定、快捷、易于修改，其嵌入式数据库功能强大，易于编程。

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    整个监控程序，运行稳定可靠，界面美观，操作简便。并可提供局域网服务功能，以实现数据库共享。

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    7、系统特点

    (1) 整个系统采用模块化结构，可组可分。各主要模块均能独立运行，不依赖于其他部分，便于安装调试及部件更换。

    (2) 所采用的RS485网络技术成熟、稳定可靠、安装方便，并且运营费用很低。

    (3) 系统各个环节出现故障能及时在模拟屏上显示出来，可以根据故障代码判断出故障原因，易于维护。