一種暖氣自動計量系統(tǒng)的設計
摘要:介紹了一種用儀表總線實現的暖氣自動計量系統(tǒng)的設計方案及結構組成,可解決采暖供熱的收費問題,具有良好的應用前景。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/255592.htm關鍵詞:暖氣表 儀表總線 集中器
隨著市場經濟的拓展,采暖供熱收費問題的矛盾日益突出,迫切地需要有一個適于安裝在城鎮(zhèn)居民家中的智能供熱計量計費裝置。有了科學的計量手段,可以充分地利用經濟杠桿促使用戶合理用熱,避免浪費,以促進城市供熱系統(tǒng)發(fā)展的良性循環(huán);有了科學的計量手段,還可以使進熱部門對供熱系統(tǒng)進行科學的管理,及時了解系統(tǒng)的發(fā)展,及時發(fā)展系統(tǒng)、管線和用戶的故障。
目前,我國大多數地區(qū)都采用水暖供熱,也就是用熱水作為熱量傳送的載體。因此,研制適用于水暖供熱系統(tǒng)的供熱計量裝置,即安裝于用戶家中的智能暖氣表就成為當務之急。暖氣自動計量系統(tǒng)可為供熱部門提供強力的供熱計量手段,使供熱部門能科學有效地對供熱進行計費,對供熱網絡進行管理。
1 方案的選擇
智能暖氣表是具有計量和顯示功能的獨立裝置,抄表方式可為手抄、抄表器抄、IC卡預付費或遠程抄表系統(tǒng)傳送數據等,具體方式可根據需要選擇。本設計采用歐洲新型總線結構——儀表總線,該方案具有可靠性和性能價格比高的特點,所組成的暖氣自動計費管理系統(tǒng),除了可對暖氣表實行遠程計費管理外,還可在供熱計量的同時對水、電、煤氣等進行計量管理。有了自動計費管理系統(tǒng),可以做到各種表計抄表不入戶,科學公正計量,徹底改變了暖氣公司過去按戶頭、按人頭收費的不合理管理模式,同時還可減少抄表帶三角形布條治安隱患等。
2 系統(tǒng)總線方案設計
暖氣自動計費管理系統(tǒng)的總體結構如圖1所示。主要由智能暖氣表、儀表總線收發(fā)裝置、集中器、抄表服務器以及計算機計費管理系統(tǒng)等組成。其原理是將智能暖氣表的相關數據經儀表總線傳至集中器,再通過電信網絡有線傳輸,經計算機管理,實現暖氣表數據的自動抄收。
2.1 智能暖氣表
智能暖氣表安裝于暖氣用戶家中,不論用戶家中安裝有幾只暖氣,原則上都可只安裝一只暖氣表。暖氣表是以單片機為核心,用兩只溫度傳感器分別測量入戶水進水溫度和出水溫度,用一只傳感器測量水的流量,三個信號在暖氣表中進行處理和運算后得到用戶的用熱量Q。暖氣表裝有8位的數碼顯示器,時刻顯示著用戶的累計用熱量。
暖氣表原理框圖如圖2所示。
2.2 儀表總線收發(fā)裝置
采用儀表總線技術設計暖氣自動計量系統(tǒng),只要將一條雙絞線(一根為信號線,一根為地址)從集中器拉向暖氣表,然后將各暖氣表掛在其上即可。儀表總線上發(fā)裝置采用專用收發(fā)器芯片TSS721A構成,可實現暖氣表與集中器之間的信息傳輸。該裝置可與暖氣表形成一體,為了能清楚地介紹本系統(tǒng),在這里特單獨介紹。圖3為TSS721A與暖氣表及儀表總線之間的連接。
2.3 集中器
集中器是對一定區(qū)域內、一定數量的用戶進行集中管理??蛇M行信號的整形、傳送,并將每個用戶的熱能數據傳送至計算機管理系統(tǒng)。集中器以單片機為核心,是暖氣表與計算機計費管理系統(tǒng)之間的樞組。
2.4 計算機計費管理系統(tǒng)
暖氣表通過遠程抄表系統(tǒng)傳送數據,計算機管理系統(tǒng)通過對各暖氣表所報送的數據的分析,可隨時了解供熱管網系統(tǒng)的運行狀況,及時地發(fā)現系統(tǒng)運行中的問題。例如管路有熱損失、泄露或有用戶表前竊熱等,此時系統(tǒng)將會提示操作人員注意。對拖欠費用的用戶,計費系統(tǒng)還可計算其滯納金。
3 系統(tǒng)的主要技術指標
(1)適用范圍
熱載體溫度范圍:5℃~90℃。
熱載體溫差范圍:2℃~75℃
(2)適應管道直徑:15、20、25mm(居民用)
(3)最大能量累計值:9999999.9MJ
(4)額定工作壓力:16bar
(5)最大流量:3~7m3/h
最小流量:0.03m3/h
本系統(tǒng)的研制成功,可為供熱部門提供強有力的供熱計量手段,使供熱部門能科學、有效地對供熱進行計費,對供熱網絡進行管理。
利用“暖氣自動計費管理系統(tǒng)”的軟硬件資源條件,還可在供熱計量的同時對水、電、煤氣等進行計量管理。這樣,大大提高了系統(tǒng)的利用率。
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