CN103062835B - 集中供热管网用户用热异常状态监控***及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及集中供热管网用户用热异常状态监控***及其监控方法，***包括中央计算机控制单元及依次连接的GPRS通讯器、集中器，用户用热状态监控单元，该单元包括本地测控终端、设在供水管上的开关控制阀及流量计、回水管上的自力式差压控制阀，开关控制阀及流量计与测控终端连接；监控方法步骤：测控终端采集瞬时供热流量F的数据，换算成瞬时流速V，通过与瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较判断用户用热状态，控制开关控制阀开闭，同时向中央计算机控制单元上传超限报警信号；中央计算机控制单元接收测控终端瞬时供热流量F的数据与超限报警信号，进行相同换算，计算及比较判断，发出报警，派员现场排除故障，使***正常供热。

Description

集中供热管网用户用热异常状态监控***及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种集中供热管网监控***，尤其涉及一种集中供热管网用户用热异常状态监控***及其监控方法。

背景技术

随着社会技术进步及经济的发展，我国集中供热管网发展迅速，为广大采暖用户提供了温暖舒适的生活环境，但在供热***运行中也存在一些问题，如：因用户擅自更改或增装室内换热装置及设备故障引发的管路跑、冒、滴、漏、***堵塞现象及用户私自使用供热用水等现象时有发生，均造成热力资源的严重损失，并给供热***、用户带来不安全性。然而目前我国的集中供热管网***中还没有针对用户用热异常状态的监控***，不能实时了解、判断用户的用热状态，缺乏对异常用热现象的检测和控制手段。如何实现供热***正常稳定供热，提高供热***的安全性，提高用户用热的舒适性和安全性，成为供热领域关注的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种集中供热管网用户用热异常状态监控***及其监控方法，通过对用户供热流量的监控及时排除异常用热状态，保证供热***正常稳定供热，提高供热***的安全性，提高用户用热的舒适性和安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种集中供热管网用户用热异常状态监控***，其特征在于包括设于供热管网管理中心的监测用户用热状态的远程中央计算机控制单元及其依次连接的分别对应各个楼栋设置的GPRS通讯器及集中器，以及各楼栋内用户分别设置的用户用热状态监控单元，所述用户用热状态监控单元包括与用户所在楼栋对应的集中器连接的本地测控终端、沿供水方向依次设置在所述供热管网供水管入户端的开关控制阀及流量计、设置在供热管网回水管入户端的自力式差压控制阀，所述自力式差压控制阀的两引压管分别连接在该控制阀的出水侧回水管和所述开关控制阀进水侧供水管上，开关控制阀及流量计均与所述测控终端连接。

所述开关控制阀与测控终端通过M-BUS总线连接。

一种应用上述集中供热管网用户用热异常状态监控***进行用户用热异常状态监控的方法，其特征在于包括如下步骤：

⑴***开始运行，测控终端采集瞬时供热流量F的数据并执行步骤⑵；同时询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，将所述数据上传给中央计算机控制单元，并执行步骤⑶，当远程通讯中断时，该数据溢出，继续保持询问状态；

⑵测控终端将瞬时供热流量F换算成瞬时流速V,并与设定的瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较，判断用户用热状态：

(2.1)当瞬时流速值V大于瞬时流速高限值V1时,关闭开关控制阀，程序结束；同时产生本地超高限报警信号并询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，向中央计算机控制单元上传本地超高限报警信号，此时执行步骤⑷；当远程通讯中断时，所述本地超高限报警信号数据溢出，继续保持询问状态；

(2.2)当瞬时流速值V小于等于瞬时流速高限值V1时，进一步判定瞬时流速值V是否小于瞬时流速低限值V2：

(2.2.1)当瞬时流速值V小于瞬时流速低限值V2时，产生本地超低限报警信号并询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，向中央计算机控制单元上传本地超低限报警信号，此时执行步骤⑸；当远程通讯中断时，所述本地超低限报警信号数据溢出，继续保持询问状态；

(2.2.2)当瞬时流速值V大于等于瞬时流速低限值V2时,说明用户用热正常，继续循环；

⑶.中央计算机控制单元接收测控终端上传的瞬时供热流量F并进行计算和判断用热状态：

(3.1)将瞬时供热流量F换算成瞬时流速V,并与设定的瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较，判断用户用热状态：

(3.1.1)判断瞬时流速值V是否大于瞬时流速高限值V1，若瞬时流速值V大于瞬时流速高限值V1，则发出远程超高限声光报警信号,此时管理中心通知人员现场排除故障；若瞬时流速值V小于等于瞬时流速高限值V1则执行以下步骤：

(3.1.2)判断瞬时流速值V是否小于瞬时流速低限值V2,若瞬时流速值V小于瞬时流速低限值V2，则发出远程超低限声光报警信号,此时管理中心通知人员现场排除故障；若瞬时流速值V大于等于瞬时流速低限值V2，说明用户用热正常；

⑷中央计算机控制单元发出本地超高限声光报警信号，此时，管理中心通知人员现场排除故障；

⑸中央计算机控制单元发出本地超低限声光报警信号，此时，管理中心通知人员现场排除故障。

所述瞬时流速高限值V1＝1.5-2m/s；所述瞬时流速低限值V2＝0.1-0.3m/s。

本发明的有益效果是：通过采用流量计随时测量用户瞬时供热流量，并采取了本地闭环控制和中央计算机控制单元实时监测的双重结构达到对异常用热状态可靠、及时判断、及时解决的效果，当瞬时供热流量增大且超过设定高限值则可能是发生了泄露事故或用户户内私自用水，此时可紧急关闭开关控制阀，并通过上传报警，派相关人员进入现场进行实际查看，排除故障，消除用热异常状态；当瞬时供热流量减小且超过设定低限值，则可能是用户发生了管路堵塞，或在计量表户外侧私自引接用水或用户人为关闭了户内采暖设施上的阀门，此时通过上传报警，管理中心派相关人员进入现场进行实际查看，解决和消除用热异常状态。同时，中央计算机控制单元通过接受的瞬时供热流量数据，也进行监测报警及现场排除故障。总之，通过对用户供热流量的监控及时排除异常用热状态，保证供热***正常稳定供热，防止资源浪费，提高供热***的安全性，提高用户用热的舒适性和安全性。

附图说明

图1是集中供热管网用户用热异常状态监控***的结构框图；

图2是集中供热管网用户用热异常状态监控***的用户用热异常状态监控程序流程图。

图中：1中央计算机控制单元，21-2n GPRS通讯器，31-3n集中器，4测控终端，5M-bus总线，6除污器，7开关控制阀，8流量计，80供水管，9自力式差压控制阀，91、92引压管，90回水管，10球阀，A1-An楼栋，B1-Bm用户，C1-Cm用户用热状态监控单元。

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

具体实施方式

图1示出某供热居民区的集中供热管网用户用热异常状态监控***，本实施例中，图中的n为9，m为15。即该供热居民区有9个楼栋A1-A9，每个楼栋中有15个用户B1-B15。

基于上述供热区域，该集中供热管网用户用热异常状态监控***的特征在于包括设于供热管网管理中心的监测用户用热状态的远程中央计算机控制单元1及其依次连接的分别对应各个楼栋设置的GPRS通讯器21-29及集中器31-39，以及各楼栋内用户分别设置的用户用热状态监控单元C1-C15，上述用户用热状态监控单元包括与用户所在楼栋对应的集中器连接的本地测控终端4、沿供水方向依次设置在上述供热管网供水管80入户端的开关控制阀7及流量计8、设置在供热管网回水管90入户端的自力式差压控制阀9，自力式差压控制阀9的两引压管91、92分别连接在该控制阀的出水侧回水管和上述开关控制阀进水侧供水管上，开关控制阀7及流量计8均与测控终端4连接。

如图1所示，在供水管80及回水管90上分别设有控制管路开、闭的球阀10，在供水管80上还设有对管路中的杂质进行除污净化的除污器6，这些设施是入户热力小室中的标准配置设备。

上述流量计8采用天津讯尔仪表公司的型号为ldg-25s-t2f100的高精度流量计，其功能是对用户用热流量进行测量、采集，并通过有线形式传至测控终端4。

开关控制阀7的功能是在测控终端的控制下完成对用户的异常用热时的关闭，并在用户解除异常用热状态后开启开关控制阀。上述开关控制阀7采用了江苏迈拓智能仪表有限公司的MTV-25Y控制阀，与测控终端4通过M-BUS总线连接，由于电源与信号同时提供，可保证测试的准确可靠，M-BUS总线为市售产品。

上述自力式差压控制阀9采用了Honeywell公司的型号为Kombi-3-plus的自力式差压控制阀,其功能是⑴.消除二次网垂直水力失调。⑵.限制开关控制阀回路的差压值，保证开关控制阀7的正常工作。自力式差压控制阀9的工作原理是当热水介质通过阀芯、阀座截流后，进入开关控制阀回路，而开关控制阀7的压差通过引压管分别引入自力式差压控制阀的上下膜室，在上下膜室内产生推动力，与其弹簧的反作用力相平衡，从而决定了阀芯与阀座的相对位置，而阀芯与阀座的相对位置确定了压差值的大小；当被控压差变化时，力的平衡被破坏，从而带动了阀芯运动，改变了阀的阻力系数，达到保证控制压差为设定值的作用,从而限制开关控制阀回路的差压值，确使工作压差不超过最大允许压差，保证开关控制阀7的正常工作。

设置在供热管网管理中心的中央计算机控制单元1为现有计算机硬件***，主机内存储用户用热状态监控程序及相应设定的对应供热流量高限和低限的换算值等参数以及计算过程的各种数据，其功能是监测用户用热状态，包括：通过GPRS通讯器21-29，集中器31-39接收来自各楼栋共135个用户的测控终端4的上传用户供水管的瞬时供热流量数据，进行转换计算并与设定高限值和低限值比较，对超限数据发出远程声光报警，并由供热管网管理中心通知相关人员进行现场检查，排除异常用热原因；中央计算机控制单元1还接收来自测控终端4上传的本地超限报警信号，并发出本地超限声光报警，同时由供热管网管理中心通知相关人员现场解决故障。

测控终端4采用了天津市蓝深科技发展有限公司的GT50测控终端，该测控终端是直接应用于工业现场的工控机，为包括多种模板的一体化设备，机内存储与中央计算机控制单元同样的用户用热状态监控程序、相应设定的对应供热流量高限和低限的换算值等参数以及计算过程的各种数据，其功能是直接处理流量计8的流量信号，通过流量计采集用户供水管的瞬时供热流量，在流量数据上传的同时进行本地换算和计算、并通过与设定高限值和低限值比较、控制开关控制阀的开启和关闭，实现本地闭环控制，同时在远程通讯正常状态下，可以将瞬时供热流量信号、本地超限报警信号通过集中器、GPRS通讯器上传给供热管网管理中心的中央计算机控制单元1。

GPRS通讯器的功能是实现测控终端与中央计算机控制单元的数据通讯的通讯***，采用目前常规使用的APN虚拟专网的通讯方式,本例中选用了天津市蓝深科技发展有限公司的GPRS通讯器。

集中器的功能是对一栋楼内所有用户异常用热控制单元的测控终端的信号进行集中上传。本例中,集中器采用了秦皇岛市荣创科技发展有限公司的集中器。

以下为采用上述集中供热管网用户用热异常状态监控***进行用户用热异常状态监控的方法，参见图2。

本方法的特征在于包括如下步骤：

⑴***开始运行，测控终端4采集瞬时供热流量F的数据并执行步骤⑵；同时询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，将上述数据上传给中央计算机控制单元1，并执行步骤⑶，当远程通讯中断时，该数据溢出，继续保持询问状态；

⑵测控终端4将瞬时供热流量F换算成瞬时流速V,并与设定的瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较，判断用户用热状态：

(2.1)当瞬时流速值V大于瞬时流速高限值V1时,此时说明可能是发生了管路泄漏事故或用户户内私自用水，须关闭开关控制阀7，程序结束；同时产生本地超高限报警信号并询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，向中央计算机控制单元上传本地超高限报警信号，此时执行步骤⑷；当远程通讯中断时，所述本地超高限报警信号数据溢出，继续保持询问状态；

(2.2)当瞬时流速值V小于等于瞬时流速高限值V1时，进一步判定瞬时流速值V是否小于瞬时流速低限值V2：

(2.2.1)当瞬时流速值V小于瞬时流速低限值V2时，此时说明可能是采暖用户发生了管路堵塞或用户在计量表户外侧私自引接用水或人为关闭了户内采暖设施上的阀门，此时产生本地超低限报警信号并询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，向中央计算机控制单元上传本地超低限报警信号，此时执行步骤⑸；当远程通讯中断时，上述本地超低限报警信号数据溢出，继续保持询问状态；

(2.2.2)当瞬时流速值V大于等于瞬时流速低限值V2时,说明用户用热正常，继续循环；

⑶.中央计算机控制单元接收测控终端上传的瞬时供热流量F并进行计算和判断用热状态：

(3.1)将瞬时供热流量F换算成瞬时流速V,并与设定的瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较，判断用户用热状态：

(3.1.1)判断瞬时流速值V是否大于瞬时流速高限值V1，若瞬时流速值V大于瞬时流速高限值V1，则发出远程超高限声光报警信号,此时管理中心通知人员现场排除故障；等于瞬时流速高限值V1则执行以下步骤：

(3.1.2)判断瞬时流速值V是否小于瞬时流速低限值V2,若瞬时流速值V小于瞬时流速低限值V2，则发出远程超低限声光报警信号,此时管理中心通知人员现场排除故障；若瞬时流速值V大于等于瞬时流速低限值V2，说明用户用热正常；

⑷当中央计算机控制单元1接收到测控终端4上传的本地超高限报警信号时，发出本地超高限声光报警信号，此时，管理中心通知人员现场排除故障；

⑸当中央计算机控制单元接收到测控终端4上传的本地超低限报警信号时，发出本地超低限声光报警信号，此时，管理中心通知人员现场排除故障。

上述瞬时流速高限值V1＝1.5-2m/s，瞬时流速低限值V2＝0.1-0.3m/s。

综上所述，采用了本发明提供的集中供热管网用户用热异常状态监控***及上述监控方法，实现了对用户用热异常状态可靠、及时的判断并可及时解决，当瞬时供热流量增大且超过设定高限值则可能是发生了泄露事故或用户户内私自用水，此时可通过测控终端4的本地控制紧急关闭开关控制阀7，并通过上传本地报警信号，由管理中心派相关人员进入现场进行实际查看，排除故障，消除用热异常状态。当瞬时供热流量减小且超过设定低限值，则可能是用户发生了管路堵塞，或用户在计量表户外侧私自引接用水或人为关闭了户内采暖设施上的阀门，此时通过上传本地报警信号，由管理中心派相关人员进入现场进行实际查看，解决和消除异常用热状态。同时，中央计算机控制单元通过接受的瞬时供热流量数据，同时进行计算、判断并对异常用热状态发出远程报警，并排除现场故障。由此保证供热***正常稳定供热，防止资源浪费，提高供热***的安全性，提高用户用热的舒适性和安全性。

Claims (2)

1.一种集中供热管网用户用热异常状态监控方法，其特征在于包括如下步骤：

⑴***开始运行，测控终端采集瞬时供热流量F的数据并执行步骤⑵；同时询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，将所述数据上传给中央计算机控制单元，并执行步骤⑶，当远程通讯中断时，该数据溢出，继续保持询问状态；

⑵测控终端将瞬时供热流量F换算成瞬时流速V,并与设定的瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较，判断用户用热状态：

(2.1)当瞬时流速值V大于瞬时流速高限值V1时,关闭开关控制阀，程序结束；同时产生本地超高限报警信号并询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，向中央计算机控制单元上传本地超高限报警信号，此时执行步骤⑷；当远程通讯中断时，所述本地超高限报警信号数据溢出，继续保持询问状态；

(2.2)当瞬时流速值V小于等于瞬时流速高限值V1时，进一步判定瞬时流速值V是否小于瞬时流速低限值V2：

(2.2.1)当瞬时流速值V小于瞬时流速低限值V2时，产生本地超低限报警信号并询问远程通讯是否正常，当远程通讯正常时，向中央计算机控制单元上传本地超低限报警信号，此时执行步骤⑸；当远程通讯中断时，所述本地超低限报警信号数据溢出，继续保持询问状态；

(2.2.2)当瞬时流速值V大于等于瞬时流速低限值V2时,说明用户用热正常，继续循环；

⑶.中央计算机控制单元接收测控终端上传的瞬时供热流量F并进行计算和判断用热状态：

(3.1)将瞬时供热流量F换算成瞬时流速V,并与设定的瞬时流速高限值V1和瞬时流速低限值V2比较，判断用户用热状态：

(3.1.1)判断瞬时流速值V是否大于瞬时流速高限值V1，若瞬时流速值V大于瞬时流速高限值V1，则发出远程超高限声光报警信号,此时管理中心通知人员现场排除故障；若瞬时流速值V小于等于瞬时流速高限值V1则执行以下步骤：

(3.1.2)判断瞬时流速值V是否小于瞬时流速低限值V2,若瞬时流速值V小于瞬时流速低限值V2，则发出远程超低限声光报警信号,此时管理中心通知人员现场排除故障；若瞬时流速值V大于等于瞬时流速低限值V2，说明用户用热正常；

⑷中央计算机控制单元发出本地超高限声光报警信号，此时，管理中心通知人员现场排除故障；

⑸中央计算机控制单元发出本地超低限声光报警信号，此时，管理中心通知人员现场排除故障。

2.根据权利要求1所述的集中供热管网用户用热异常状态监控方法，其特征在于所述瞬时流速高限值V1＝1.5-2m/s；所述瞬时流速低限值V2＝0.1-0.3m/s。