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M-BUS技术在计量供热中的应用

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2011-08-04  来源:互联网  作者:互联网  浏览次数:249

      随着科技的进步和人们对信息化要求的提高,智能住宅将逐渐在全国范围内得到推广。智能化居住区的主要功能应当体现在快捷、高效、安全和方便上,智能楼宇控制系统中的智能抄表系统是智能建筑优点的充分体现。自动抄表系统是利用当代微机技术、数字通讯技术与户用仪表计量技术完满结合,集计量、数据采集、处理于一体,将城市居民用水、电、气、热信息加以综合处理的系统,使供水、供电、供气、供热公司及物业部门从根本上减少人工上门抄表的繁杂劳动强度。准确而便捷的收费系统,既可节省人工又可减少各部门与客户之间的纠纷,它不但能提高管理部门的工作效率,也适应现代用户对缴费的新需求。

      随着城市供热领域改革的不断深化,以户内系统供热计量方式的计量供热,已经逐步健全深入推广。仅以天津市2008年统计的数据为例,以户内安装热计量表计量供热的用户已达1579万平方米,有近20万用热装表户。

      我们借鉴国外的热计量技术管理经验,现已初步形成计量供热管理模式,但仍处于不断改进、完善的过程之中。实现计量供热,以户内系统热计量方式,用户独立安装热计量表,由供热单位派员入户查表﹑抄表,与用户核准表数,与用户结算热费,在这个看似简单﹑但操作复杂的过程存在诸多弊病。

      一.人工查抄户用热计量表存在的问题

1.人工抄表受人的行为因素﹑影响查抄数据准确性

      人是人工抄表的实施主体,但人的行为容易受到情绪等因素的影响,还容易受到天气等环境因素的影响。人的行为不确定性直接影响到抄表数据的准确性。

2.楼宇表井安装情况复杂影响抄读表数

      目前住宅楼宇建设,基本都是各种计量器具与入户管道都集中在同一表井中,热计量表安装在表井之内,由于楼宇房型不同,热表安装位置不同,表井大小不同,在无照明的情况下,抄表人员读取表数非常困难,影响了查抄数据的准确性。

3.人工查表增加后续人工成本

      现代居民小区以高层建筑居多,要雇用大量的人力进行抄表工作,据测算每人每天可完成100块热表的抄表工作,以20万户为例:要雇用2000人才能完成一次抄表工作。所以对于这种临时性较强,但又必须要求查抄数据准确,供热管理单位在人力组织上是非常困难的。

4.人工抄表很难做到统一时点抄表

      热计量的数据是从供热开始的统一时间开始,对于初装热计量表用户,初次确定表数应从热计量表计数开始,人工抄表从第一户开始到最后一户,热计量表数已经产生了差异,所以人工抄表很难统一时点查抄数据,容易造成纠纷。

5.人工抄表不利于对热表的监控

      用户的热表通常是在供热前统计,供热结束统计,以表数为准,结算用热费,在整个供热期间若发生热表故障,用热户用热发生变化,供热单位根本无法掌握。

      综上所述,实施计量供热如何准确,准时对热用户用热统计,是推进供热改革实行计量供热的一大屏障,我们在计量供热系统中引进M-BUS技术,实现户用热计量表数据远传抄表,从根本上解决了这一难题。

      二、  目前国内远传抄表系统现状

1、总线制系统:即在一条总线上面传输各种数据,总线制系统具有线路简单、易布线、易施工、成本低、抗干扰性强、可靠性强等优点。

2、分线制系统:有线制系统的早期产品,即每只表都有一条与控制中心的连线,通过这条连线传输各种数据。缺点是线路复杂、布线施工较繁杂、抗干扰性差、可靠性不强等。

3 、IC卡智能仪表系统:即将IC技术应用于智能抄表,通过读取IC上面的数据信息来进行管理,特点是可实现预付费的功能,缺点是单表价格高、不能实现实时监控仪表的功能、管理漏洞多等。

4 、直读式无源远传系统:通过光电管加电后读取表头的实时字轮或指针读数数据,通过编码传输的一种远传系统。

5、无线远传系统:通过无线通讯系统传输数据的一种远传系统。优点是:无须布线,施工简单。缺点是:单表成本较高。

      三、远传抄表形式的选择

      总线制抄表系统相对于分线制抄表系统具有无可比拟的优点,它兼顾具有IC卡表的优点,又具有远程抄控功能。

      总线制智能表由于采集计数工作单元均装配在智能表内并密封,表的数据采集、处理、存贮等基础工作全由智能表本身完成,手抄器或电脑不参与底层数据采集,仅进行通讯联系,消除了外界因素对计量的影响。另外因智能表引出的总线通、断不影响单表数据采集和保存(仅影响本表数据的读出),也不影响其它仪表数据的读出,即使本次读数时该表总线出现故障,只需重新挂接好总线,无需重新置数,仪表的真实读数仍可继续读出,其安全性、稳定性是比较可靠的。

      由于各表输出的总线只需挂接,可以减少分线制抄表方式大量烦琐的布线、系统调试任务以及后期使用过程中线路、系统维护等繁重劳动强度,也方便高层次设计如网络结构的设计、与其他系统(如安防、照明、空调、消防)共享开放式网络的设计,进而为用户提供完善、综合的配套服务。

      四、数据传输方式的选择

      总线制抄表系统的传输方式在国内普遍使用RS-485总线接口,RS-485接口为工业仪表总线,其设计使用为工厂仪表控制,对安装要求较高,拓扑结构要求为总线结构,电源分正负极,信号有A、B极,不能反接,在工厂中调试、安装容易,但在住宅小区中安装比较困难;M-Bus是一种专门用于远程抄表的一种高可靠性、高速、价廉的家用电子系统(HES)仪表总线。是一种用于水表、电表、气表、热表等各种测量装置的自动抄表总线结构。因此,采用M-Bus总线的远传智能表更适宜住宅小区的远程抄表。

      M-Bus总线制与RS-485总线制的比较:

比较内容 M-Bus RS-4 8 5 拓朴结构 自由拓朴结构 星型结构(短距离)+总线结构 通信距离 4Km 1.2Km 通讯线电气特性 2芯线,且无极性要求,可自由对接。要求屏蔽,电磁环境恶劣情况下需接地。 4芯线,有极性要求,电源分正负,信号分AB。线路需匹配终接电阻和接地保护。 远程供电功能 有供电功能(M-Bus从站可向负载供电) 无供电功能 施工 施工简单,对施工人员素质要求低,施工成本低,材料费用低 需专业人员施工,材料消耗量大,费用高 系统可靠性 有短路保护即不影响系统其它表具的数据通信 无短路保护,影响整个系统的数据通信

 

 

 

 

 

      M-Bus总线方式通讯相对于传统脉冲总线远传方式具有如下优势:

      ·M-Bus(Meter-BUS,EN1434-3)是消费类仪表国际通行标准。其拓扑结构为总线结构。采用普通的两芯电缆连接,同时完成提供表计电源和数据通信的功能。

      ·M-Bus总线在连接时不用区分极性,可按照任意拓扑结构布线施工,其施工成本和难度大大下降。

      ·M-Bus总线具有良好的开放性

      五、M-BUS技术与应用

      M-Bus是Paderborn大学的Dr.Horst Ziegler与TI公司的Deutschland GmbH和TechemGmbH共同提出的,专门用于公共事业仪表的总线结构,称Meter-Bus,简称M-Bus。
      M-Bus仪表总线属于局域网(Local Area Net-work,简称LAN),是处于同一幢建筑、同一大学或方圆几公里远地域内的专用网络,被用于连接远程监控计算机和工作站、测量仪表等设备,以便资源共享和数据传输。
     M-Bus仪表总线具有LAN的3个基本特征:(1)范围,(2)传输技术,(3)拓扑结构。LAN具有星形、环形和总线形拓扑结构。M-Bus一般采用总线形拓扑结构。
    M-Bus仪表总线可以满足由电池供电或远程供电的计量仪表的特殊要求。当计量仪表收到数据发送请求时,将当前测量的数据传送到主站,(主站可以是手持单元、计算机或其它终端)。主站定期地读取计量仪表的数据。
    一般而言,挂接在仪表总线上的计量仪表的数目可达数百个,数据传输距离达数千米。在总线上传送的数据具有高度的完整性和快速性。

M-Bus仪表总线是一种低成本的户用电子系统,可以实现公共事业仪表的联网和远程抄表功能。公共事业仪表包括户用电表、水表、热量表等计量仪表。家用公共事业仪表通过扩展M-Bus总线,使其具有与M-Bus 仪表总线通讯的功能,从而实现远程抄表。

六、M-BUS集中抄表系统

M-BUS集中抄表系统是指由主站(计算机)通过传输媒体(总线)将多个户用仪表(热量表)的数据集中抄读的系统。该系统主要由采集模块(M-BUS集中器)、信道(总线)、主站(计算机)等设备组成。
 

      差错控制:接收方检测到校验和、奇偶校验或格式出错,均放弃该信息帧,不予响应。

      七、M-BUS技术的应用

       2008年对天津市南开区金厦新都花园(650块表,供热面积六万平米)及众望大厦(280块表,供热面积三万平米)两个计量供热小区进行了M-BUS远传抄表试验,每块热量表抄户的数据包括:累计热量(kWh)、瞬间热量(kW)、供水温度(℃)、回水温度(℃)、供回水温差(℃)、累计流量(m3)、瞬间流量(m3/h)、累计运行时间(h)、累计出错时间(h)等十种显示功能外,并可显示当前日期、出厂编号、前十八个月每月用热量值,并有电池电量不足指示及自动错误诊断功能。抄每块表的平均用时为0.5秒。通过对远传数据的分析表明:数据传输可靠。

      试验条件下一次抄读成功率≥99;抄读全部数据准确无误。

      按下列公式计算系统对所有户用仪表的一次抄读成功率:

      以下为本采暖期两个实验小区数据情况分析:

      试验小区天津市南开区金厦新都花园:户用总热量为3.234 MWH,换热站总热量为3.587 MWH,偏差为9.84%。

      试验小区天津市南开区众望大厦:户用总热量为1.672MWH,  换热站总热量为1.882MWH,偏差为11.16%。

      以上数据说明试验数据符合标准要求,证明该系统工作情况稳定可靠,数据准确。

      八、.结论

      天津市南开区金厦新都花园及众望大厦两个计量供热小区应用M-BUS远传抄表技术,实现了热量表数据准确、快速的传输,解决了抄表难的问题,取得了如下良好的效果。

      1, M-BUS应用在集中抄表系统完全符合《欧洲标准EN1434.3》和《市政户用计量仪表信号传输技术条件》技术条件。彻底解决了人工抄表的弊端,真正达到了数据真实、监控及时、调控准确。

      2,M-BUS的应用提高了计量供热自动化控制管理水平,实现了查表抄表不入户的同时,在不增加工作量的情况下,可以不增加人工成本。

      3,供热管理部门运用M-BUS远程监控可随时掌握和监控户用热计量表的运行状态与用热情况,为后期大面积实现计量供热奠定了基础,而且对未来集中供热系统远程监控打下了良好的基础。

      4,M-BUS集中抄表系统用计算机抄表,数据存储量大,易于检索、数据查询、报警和交费单及打印。

      5,M-BUS集中抄表系统操作方便,在计算机上轻轻用鼠标一点,小区内所有热量表数据呈现在您的眼前。

      6,可靠性强、成本较低、易布线施工、维护简便。

      目前国内抄表系统存在种类繁多,市场混乱,售后服务脱钩等问题。而物业公司配备的人员不可能对抄表系统这类专用设备能深入了解,达到自维护的水平。M-Bus系统是欧洲专为家用仪表数据传输而设计的总线制系统,是一种用于水表、电表、气表、热量表等各种测量装置的自动抄表总线结构,它至今已成为欧洲标准,它具有可靠性强、成本较低、易布线施工、维护简便等优点。以无极性的两芯线即可实现多种方案,可靠地实现远传抄表、远传诊断、远程控制、分时计价等功能,具有良好的发展前景。

 

 
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