一種暖氣自動計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：介紹了一種用儀表總線實(shí)現(xiàn)的暖氣自動計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)組成，可解決采暖供熱的收費(fèi)問題，具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：暖氣表 儀表總線 集中器

隨著市場經(jīng)濟(jì)的拓展，采暖供熱收費(fèi)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(jì)量計(jì)費(fèi)裝置。有了科學(xué)的計(jì)量手段，可以充分地利用經(jīng)濟(jì)杠桿促使用戶合理用熱，避免浪費(fèi)，以促進(jìn)城市供熱系統(tǒng)發(fā)展的良性循環(huán)；有了科學(xué)的計(jì)量手段，還可以使進(jìn)熱部門對供熱系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的管理，及時(shí)了解系統(tǒng)的發(fā)展，及時(shí)發(fā)展系統(tǒng)、管線和用戶的故障。

目前，我國大多數(shù)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(jì)量裝置，即安裝于用戶家中的智能暖氣表就成為當(dāng)務(wù)之急。暖氣自動計(jì)量系統(tǒng)可為供熱部門提供強(qiáng)力的供熱計(jì)量手段，使供熱部門能科學(xué)有效地對供熱進(jìn)行計(jì)費(fèi)，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(jì)量和顯示功能的獨(dú)立裝置，抄表方式可為手抄、抄表器抄、IC卡預(yù)付費(fèi)或遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)等，具體方式可根據(jù)需要選擇。本設(shè)計(jì)采用歐洲新型總線結(jié)構(gòu)——儀表總線，該方案具有可靠性和性能價(jià)格比高的特點(diǎn)，所組成的暖氣自動計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)，除了可對暖氣表實(shí)行遠(yuǎn)程計(jì)費(fèi)管理外，還可在供熱計(jì)量的同時(shí)對水、電、煤氣等進(jìn)行計(jì)量管理。有了自動計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)，可以做到各種表計(jì)抄表不入戶，科學(xué)公正計(jì)量，徹底改變了暖氣公司過去按戶頭、按人頭收費(fèi)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(tǒng)總線方案設(shè)計(jì)

暖氣自動計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)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(wù)器以及計(jì)算機(jī)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)等組成。其原理是將智能暖氣表的相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)儀表總線傳至集中器，再通過電信網(wǎng)絡(luò)有線傳輸，經(jīng)計(jì)算機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)暖氣表數(shù)據(jù)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(jī)為核心，用兩只溫度傳感器分別測量入戶水進(jìn)水溫度和出水溫度，用一只傳感器測量水的流量，三個信號在暖氣表中進(jìn)行處理和運(yùn)算后得到用戶的用熱量Q。暖氣表裝有8位的數(shù)碼顯示器，時(shí)刻顯示著用戶的累計(jì)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(shù)設(shè)計(jì)暖氣自動計(jì)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(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)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(dú)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(nèi)、一定數(shù)量的用戶進(jìn)行集中管理?？蛇M(jìn)行信號的整形、傳送，并將每個用戶的熱能數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。集中器以單片機(jī)為核心，是暖氣表與計(jì)算機(jī)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)之間的樞組。

2.4 計(jì)算機(jī)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)

暖氣表通過遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)通過對各暖氣表所報(bào)送的數(shù)據(jù)的分析，可隨時(shí)了解供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)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(shí)系統(tǒng)將會提示操作人員注意。對拖欠費(fèi)用的用戶，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)還可計(jì)算其滯納金。

3 系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)

（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(yīng)管道直徑：15、20、25mm（居民用）

（3）最大能量累計(jì)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(qiáng)有力的供熱計(jì)量手段，使供熱部門能科學(xué)、有效地對供熱進(jìn)行計(jì)費(fèi)，對供熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。

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