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摘要：节能环保现在已经越来越成为各个行业乃至整个国家最重视的一项任务之一了。供热行业又是重要的民生行业之一，作为供热行业的一员，如何能在满足热用户用热需要的同时提高热效率，实现节能环保，经济运行，这是摆在所有供热部门人员面前的重要课题。随着烟气回收，煤改气，不达标排放电厂的改造等措施的实施，供热行业同仁利用各种高科技手段实现着提高热效率和达到节能环保的目标。在这样的背景下，本文对供热数据采集与监测系统的特点进行了分析，分析了现有供热监控系统的现状，说明了建立新的供热数据采集与监测系统的背景和意义。
关键词：供热数据采集；监测系统；应用
引言
在我国尤其是北方地区，冬季供热系统时常出现热力不平衡、不能达到良好供热效果的现象。由于供热系统实时监控信息的缺乏，热能源分配受到极大浪费，难以达到最佳运行状态。为了提高供热的有效性，最大限度节约热力资源和人力资源，过去的传统办法是难以满足要求的。因此，应用智能供热监测系统，通过对用户室内温度的测量，将数据实时上传到网络终端，使热力部门更加方便地开展热力输送调整和人力资源派遣，使整个热力系统更加合理、高效运行。
1概述
热力生产和供热行业是惠及民生的行业，属于基建产业，对国民经济的发展起着全局性，先导性的影响。是国家在民生经济扶植中重点支持的产业。随着人们生活水平的提高和我国信息科技的迅猛发展，人们对生活品质的要求越来越高，从而使涉及民生的供热体验度及可靠性有了更高地要求。加之，随着加入WTO时间的推移，国际化进程更加深化，热力产业竞争也进一步加剧，企业如何能在愈演愈烈的竞争态势中脱颖而出，进一步达到节能减排，响应国家号召，同时避免人员浪费的目的是非常重要的。而立足信息科技的发展，细化供热数据采集和加强供热系统的监测功能，对热力各个节点的调度就显得尤为重要。
2系统结构
2.1集中供热管网的监控
依靠无线通信网络与各本地热力监控站进行数据的双向传输，对集中供热管网各换热站的运行工况参数（包括回水压力、供水温度、蒸汽阀门开度、变频循环泵的开度、补水泵的开关、室外温度等）进行定时巡检和显示，定期计算十次巡检参数的平均值并存储，从而便于工作人员对集中供热管网的历史运行记录进行分析。
2.2运行管理
系统会实时显示各换热站的现场运行参数，一旦发现某个变量超出限值则字体变为红色，并可以实时打印各换热站的统计和运行报表；
2.3警报
当发现监控变量（如补水箱液位、蒸汽管压力等）超出设置的报警上下限时，系统会发出警报，此时调度人员根据警报信息进行简单判断后采取必要的处理措施。各警报信息会及时存储到数据库中，当操作人员对警报信息进行确认后就可以对其采取消除处理。
2.4历史数据查询
操作人员可以对各站点的历史运行数据进行查询，从而便于下一步的供热计划和供热指导。
2.5系统管理
系统管理包括数据备份、密码管理、权限管理和数据恢复等功能，根据实际需求，系统用户划分为领导、管理员和工作人员三类，其中领导可以执行远程通讯、信息查询、场景浏览等操作；管理员可以执行远程通讯、用户管理、场景浏览、系统维护等操作；工作人员可以执行参数查询、远程控制、维修记录、远程通讯、场景浏览等操作。
3整体方案设计
供热数据采集监测系统的整体方案如图1所示。设计基于通信网络，实现供热用户温度数据的远程监测。主要由两部分构成：第一部分是底层硬件接口，主要用来采集底层数据，为数据传输做准备，其基于内核构架为Cortex-M9的ARM芯片；第二部分是基于网络的数据传输，是将微处理器采集到的数据通过TCP/IP协议传输给主监控器。整个系统由多部分组成：微处理器、网卡芯片、温度传感器、嵌入式操作系统以及TCP/IP协议栈。底层的温测芯片将实时测量到的各户温度通过网络传送给中心，中心不仅可以监测数据，还可以通过数据的集中处理分析管网中存在的问题，及时调控，最大限度实现供暖均衡化。
4供热数据采集与监测系统的详细设计
4.1数据库系统设计
数据库系统设计主要包括监控数据系统设计和数据库关系表的设计。监控数据系统设计，包括历史数据导入、实时数据转发和变量的创建。历史数据的导入即通过应用定制的程序将原Oracle数据库系统3年的全部历史数据信息导入到新工业数据库系统中去，使新系统对历史数据的查询操作直接对新系统工业库进行，以提高查询速度。实时数据转发即通过应用定制的程序将原Oracle数据库系统的实时数据导入读取到新的SCADA工业数据库系统中，当Oracle数据库的数据开始实时更新的时候，SCADA工业数据库系统中的实时数据也能得到及时更新，与此同时应用定制的程序将数据写入新系统的工业数据库中。变量的创建是经过统计与分析原系统Oracle数据库中的有关的全部数据节点的全部变量，在SCADA系统及工业库中建立相应变量，为后面的组态工作做好充分准备。
4.2用户权限设计
供热数据采集系统最终面向的是供热企业各单位值班人员以及各层管理人员。监控系统面向两类人：管理单位人员，维护单位人员。对于管理单位来说，其查看关系如下：每层人员查看的数据范围与该人员的角色级别相关，比如：值班单位操作人员只能查看用户值班单位的数据，销售分公司人员可以查看所有单位的热力站数据，调度中心人员可以查看热源厂数据，热力站数据，输配管网数据。
4.3系统画面设计
（1）登录画面。不同角色用户转移到不同主页。用户登录成功之后，根据用户名查询出“用户角色”以及用户“单位属性”并对其属性进行赋值；根据用户类型进行判断，如果是供热系统监控管理的调度人员登录，可以直接浏览“热源数据”、“热力站数据”和“管网数据”；热源厂人员登录，转到热源厂简表；输配公司人员登录，转到管网数据；其他管理单位的用户，则打开管理单位“组织结构”画面；如果是维护单位人员，则打开维护单位“组织结构”画面。
（2）工艺画面设计。热源厂和输配小室工艺画面直接组态。对于热力站工艺画面如果每个站都单独组态的话，工作量太大，显然不可取，但是如果想做成像数据简表与数据详表那样，又不可能，因为画面无法做到统一。综合考虑，决定分两部分来做，具有通用性的用模板来做，不具有通用性的只能每个站一个画面。可以使用同一个模板是指两个站点的变量个数与参数名称（非变量全称）完全一致，如：一次回水温度，一次回水压力等，一个字都不能有差别。用画面模板来做的站点，画面中关联引用变量，在由数据详表切换至工艺画面的时候执行了引用指向操作，工艺画面就可显示相应站点的数据。
结束语
相较于传统的分散供热，集中供热在减轻环境污染、降低故障发生率、提高热利用率等方面具有显著的优势，因此近年来在我国城市中的应用日益普及。随着城市集中供热管网向着规模化及复杂化的方向不断发展，如何在确保用户舒适度的同时，通过管理和技术手段来对城市集中供热管网进行智能调控，是当前需要重点研究的问题。在这样的背景下，本文对供热数据采集以及监测系统的应用进行研究分析，以供参考。
参考文献：
[1]蔡麒，王文标，汪思源. 集中供热在线监测系统的设计與实现[J]. 科技与创新，2016，（01）：5-6.
[2]谷盛. 集中供热系统的监测与控制[J]. 山西建筑，2014，40（30）：144-146.
[3]吴忠仁. 城市集中供热管网保温节能监测技术分析[J]. 科技与企业，2013，（11）：142.
关键词：供热数据采集；监测系统；应用
引言
在我国尤其是北方地区，冬季供热系统时常出现热力不平衡、不能达到良好供热效果的现象。由于供热系统实时监控信息的缺乏，热能源分配受到极大浪费，难以达到最佳运行状态。为了提高供热的有效性，最大限度节约热力资源和人力资源，过去的传统办法是难以满足要求的。因此，应用智能供热监测系统，通过对用户室内温度的测量，将数据实时上传到网络终端，使热力部门更加方便地开展热力输送调整和人力资源派遣，使整个热力系统更加合理、高效运行。
1概述
热力生产和供热行业是惠及民生的行业，属于基建产业，对国民经济的发展起着全局性，先导性的影响。是国家在民生经济扶植中重点支持的产业。随着人们生活水平的提高和我国信息科技的迅猛发展，人们对生活品质的要求越来越高，从而使涉及民生的供热体验度及可靠性有了更高地要求。加之，随着加入WTO时间的推移，国际化进程更加深化，热力产业竞争也进一步加剧，企业如何能在愈演愈烈的竞争态势中脱颖而出，进一步达到节能减排，响应国家号召，同时避免人员浪费的目的是非常重要的。而立足信息科技的发展，细化供热数据采集和加强供热系统的监测功能，对热力各个节点的调度就显得尤为重要。
2系统结构
2.1集中供热管网的监控
依靠无线通信网络与各本地热力监控站进行数据的双向传输，对集中供热管网各换热站的运行工况参数（包括回水压力、供水温度、蒸汽阀门开度、变频循环泵的开度、补水泵的开关、室外温度等）进行定时巡检和显示，定期计算十次巡检参数的平均值并存储，从而便于工作人员对集中供热管网的历史运行记录进行分析。
2.2运行管理
系统会实时显示各换热站的现场运行参数，一旦发现某个变量超出限值则字体变为红色，并可以实时打印各换热站的统计和运行报表；
2.3警报
当发现监控变量（如补水箱液位、蒸汽管压力等）超出设置的报警上下限时，系统会发出警报，此时调度人员根据警报信息进行简单判断后采取必要的处理措施。各警报信息会及时存储到数据库中，当操作人员对警报信息进行确认后就可以对其采取消除处理。
2.4历史数据查询
操作人员可以对各站点的历史运行数据进行查询，从而便于下一步的供热计划和供热指导。
2.5系统管理
系统管理包括数据备份、密码管理、权限管理和数据恢复等功能，根据实际需求，系统用户划分为领导、管理员和工作人员三类，其中领导可以执行远程通讯、信息查询、场景浏览等操作；管理员可以执行远程通讯、用户管理、场景浏览、系统维护等操作；工作人员可以执行参数查询、远程控制、维修记录、远程通讯、场景浏览等操作。
3整体方案设计
供热数据采集监测系统的整体方案如图1所示。设计基于通信网络，实现供热用户温度数据的远程监测。主要由两部分构成：第一部分是底层硬件接口，主要用来采集底层数据，为数据传输做准备，其基于内核构架为Cortex-M9的ARM芯片；第二部分是基于网络的数据传输，是将微处理器采集到的数据通过TCP/IP协议传输给主监控器。整个系统由多部分组成：微处理器、网卡芯片、温度传感器、嵌入式操作系统以及TCP/IP协议栈。底层的温测芯片将实时测量到的各户温度通过网络传送给中心，中心不仅可以监测数据，还可以通过数据的集中处理分析管网中存在的问题，及时调控，最大限度实现供暖均衡化。
4供热数据采集与监测系统的详细设计
4.1数据库系统设计
数据库系统设计主要包括监控数据系统设计和数据库关系表的设计。监控数据系统设计，包括历史数据导入、实时数据转发和变量的创建。历史数据的导入即通过应用定制的程序将原Oracle数据库系统3年的全部历史数据信息导入到新工业数据库系统中去，使新系统对历史数据的查询操作直接对新系统工业库进行，以提高查询速度。实时数据转发即通过应用定制的程序将原Oracle数据库系统的实时数据导入读取到新的SCADA工业数据库系统中，当Oracle数据库的数据开始实时更新的时候，SCADA工业数据库系统中的实时数据也能得到及时更新，与此同时应用定制的程序将数据写入新系统的工业数据库中。变量的创建是经过统计与分析原系统Oracle数据库中的有关的全部数据节点的全部变量，在SCADA系统及工业库中建立相应变量，为后面的组态工作做好充分准备。
4.2用户权限设计
供热数据采集系统最终面向的是供热企业各单位值班人员以及各层管理人员。监控系统面向两类人：管理单位人员，维护单位人员。对于管理单位来说，其查看关系如下：每层人员查看的数据范围与该人员的角色级别相关，比如：值班单位操作人员只能查看用户值班单位的数据，销售分公司人员可以查看所有单位的热力站数据，调度中心人员可以查看热源厂数据，热力站数据，输配管网数据。
4.3系统画面设计
（1）登录画面。不同角色用户转移到不同主页。用户登录成功之后，根据用户名查询出“用户角色”以及用户“单位属性”并对其属性进行赋值；根据用户类型进行判断，如果是供热系统监控管理的调度人员登录，可以直接浏览“热源数据”、“热力站数据”和“管网数据”；热源厂人员登录，转到热源厂简表；输配公司人员登录，转到管网数据；其他管理单位的用户，则打开管理单位“组织结构”画面；如果是维护单位人员，则打开维护单位“组织结构”画面。
（2）工艺画面设计。热源厂和输配小室工艺画面直接组态。对于热力站工艺画面如果每个站都单独组态的话，工作量太大，显然不可取，但是如果想做成像数据简表与数据详表那样，又不可能，因为画面无法做到统一。综合考虑，决定分两部分来做，具有通用性的用模板来做，不具有通用性的只能每个站一个画面。可以使用同一个模板是指两个站点的变量个数与参数名称（非变量全称）完全一致，如：一次回水温度，一次回水压力等，一个字都不能有差别。用画面模板来做的站点，画面中关联引用变量，在由数据详表切换至工艺画面的时候执行了引用指向操作，工艺画面就可显示相应站点的数据。
结束语
相较于传统的分散供热，集中供热在减轻环境污染、降低故障发生率、提高热利用率等方面具有显著的优势，因此近年来在我国城市中的应用日益普及。随着城市集中供热管网向着规模化及复杂化的方向不断发展，如何在确保用户舒适度的同时，通过管理和技术手段来对城市集中供热管网进行智能调控，是当前需要重点研究的问题。在这样的背景下，本文对供热数据采集以及监测系统的应用进行研究分析，以供参考。
参考文献：
[1]蔡麒，王文标，汪思源. 集中供热在线监测系统的设计與实现[J]. 科技与创新，2016，（01）：5-6.
[2]谷盛. 集中供热系统的监测与控制[J]. 山西建筑，2014，40（30）：144-146.
[3]吴忠仁. 城市集中供热管网保温节能监测技术分析[J]. 科技与企业，2013，（11）：142.