一種暖氣自動(dòng)計量系統的設計

摘要：介紹了一種用儀表總線(xiàn)實(shí)現的暖氣自動(dòng)計量系統的設計方案及結構組成，可解決采暖供熱的收費問(wèn)題，具有良好的應用前景。

關(guān)鍵詞：暖氣表 儀表總線(xiàn) 集中器

隨著(zhù)市場(chǎng)經(jīng)濟的拓展，采暖供熱收費問(wèn)題的矛盾日益突出，迫切地需要有一個(gè)適于安裝在城鎮居民家中的智能供熱計量計費裝置。有了科學(xué)的計量手段，可以充分地利用經(jīng)濟杠桿促使用戶(hù)合理用熱，避免浪費，以促進(jìn)城市供熱系統發(fā)展的良性循環(huán)；有了科學(xué)的計量手段，還可以使進(jìn)熱部門(mén)對供熱系統進(jìn)行科學(xué)的管理，及時(shí)了解系統的發(fā)展，及時(shí)發(fā)展系統、管線(xiàn)和用戶(hù)的故障。

目前，我國大多數地區都采用水暖供熱，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的供熱計量裝置，即安裝于用戶(hù)家中的智能暖氣表就成為當務(wù)之急。暖氣自動(dòng)計量系統可為供熱部門(mén)提供強力的供熱計量手段，使供熱部門(mén)能科學(xué)有效地對供熱進(jìn)行計費，對供熱網(wǎng)絡(luò )進(jìn)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(xiàn)結構——儀表總線(xiàn)，該方案具有可靠性和性能價(jià)格比高的特點(diǎn)，所組成的暖氣自動(dòng)計費管理系統，除了可對暖氣表實(shí)行遠程計費管理外，還可在供熱計量的同時(shí)對水、電、煤氣等進(jìn)行計量管理。有了自動(dòng)計費管理系統，可以做到各種表計抄表不入戶(hù)，科學(xué)公正計量，徹底改變了暖氣公司過(guò)去按戶(hù)頭、按人頭收費的不合理管理模式，同時(shí)還可減少抄表帶三角形布條治安隱患等。

2 系統總線(xiàn)方案設計

暖氣自動(dòng)計費管理系統的總體結構如圖1所示。主要由智能暖氣表、儀表總線(xiàn)收發(fā)裝置、集中器、抄表服務(wù)器以及計算機計費管理系統等組成。其原理是將智能暖氣表的相關(guān)數據經(jīng)儀表總線(xiàn)傳至集中器，再通過(guò)電信網(wǎng)絡(luò )有線(xiàn)傳輸，經(jīng)計算機管理，實(shí)現暖氣表數據的自動(dòng)抄收。

2.1 智能暖氣表

智能暖氣表安裝于暖氣用戶(hù)家中，不論用戶(hù)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(hù)水進(jìn)水溫度和出水溫度，用一只傳感器測量水的流量，三個(gè)信號在暖氣表中進(jìn)行處理和運算后得到用戶(hù)的用熱量Q。暖氣表裝有8位的數碼顯示器，時(shí)刻顯示著(zhù)用戶(hù)的累計用熱量。

暖氣表原理框圖如圖2所示。

2.2 儀表總線(xiàn)收發(fā)裝置

采用儀表總線(xiàn)技術(shù)設計暖氣自動(dòng)計量系統，只要將一條雙絞線(xiàn)（一根為信號線(xiàn)，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(xiàn)上發(fā)裝置采用專(zhuān)用收發(fā)器芯片TSS721A構成，可實(shí)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，在這里特單獨介紹。圖3為T(mén)SS721A與暖氣表及儀表總線(xiàn)之間的連接。

2.3 集中器

集中器是對一定區域內、一定數量的用戶(hù)進(jìn)行集中管理?？蛇M(jìn)行信號的整形、傳送，并將每個(gè)用戶(hù)的熱能數據傳送至計算機管理系統。集中器以單片機為核心，是暖氣表與計算機計費管理系統之間的樞組。

2.4 計算機計費管理系統

暖氣表通過(guò)遠程抄表系統傳送數據，計算機管理系統通過(guò)對各暖氣表所報送的數據的分析，可隨時(shí)了解供熱管網(wǎng)系統的運行狀況，及時(shí)地發(fā)現系統運行中的問(wèn)題。例如管路有熱損失、泄露或有用戶(hù)表前竊熱等，此時(shí)系統將會(huì )提示操作人員注意。對拖欠費用的用戶(hù)，計費系統還可計算其滯納金。

3 系統的主要技術(shù)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

本系統的研制成功，可為供熱部門(mén)提供強有力的供熱計量手段，使供熱部門(mén)能科學(xué)、有效地對供熱進(jìn)行計費，對供熱網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行管理。

利用“暖氣自動(dòng)計費管理系統”的軟硬件資源條件，還可在供熱計量的同時(shí)對水、電、煤氣等進(jìn)行計量管理。這樣，大大提高了系統的利用率。