一、引言
我国现行的热力站运行管理仍处于手工操作阶段，影响了集中供热优越性的充分发挥。主要反映在：缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断；系统运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况下运行，供热量与需热量不匹配；运行数据不全，难以实现量化管理。
搞好城市集中供热工程，必须要全面提高供热技术水平。一是要提高供热系统的自动化控制水平，另一点就是要提高供热行业的管理水平。供热工程中的自动控制对于保证供热系统优质供热、安全运行、经济节能、环境保护具有十分重要的作用。
二、组成结构
三、主要技术原理：
1 ． GPRS 数据通信技术概述
GPRS 是通用分组无线业务 (General Packet Radio Service) 的英文简称，是在现有 GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为 GSM 用户提供分组形式的数据业务。 GPRS 采用与 GSM 同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的 TDMA 帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统 (BSS) 从一开始就可提供全面的 GPRS 覆盖。 GPRS 允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。 GPRS 理论带宽可达 171.2Kbit/s ，实际应用带宽大约在40~100Kbit/s ，在此信道上提供 TCP/IP 连接，可以用于 INTERNET 连接、数据传输等应用。 GPRS 是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线 IP 或 X.25 服务。 GPRS 采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达 160Kbps 。使用 GPRS 技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。
ETPro-221Ai 产品介绍
ETPro-211Ai是一款内嵌TCP/IP协议的GPRS Modem,它分为IP模块和GPRS模块两个部分.GPRS模块采用工业级的SIEMENS MC35i,兼容MC35i的所有AT命令集;IP模块内嵌TPC/IP协议栈;软件接口为AT+I命令集,两个模块相对独立,但所有的标准AT命令均通过IP模块透明方式传给GPRS模块.
ETPro-211Ai通常适用于HOST主机没有TCP/IP协议栈,使用串口通讯的情况.例如单片机数据采集传输系统.
具有以下特点：
• 高度集成 GPRS 和 TCP/IP 技术，将互连网和无线网络有机的结合起来
• 支持多种 TCP/IP 协议， TCP ， UDP ， DNS ， PPP ， POP3 ， SMTP ， HTTP ， TELNET ， FTP ， DHCP ， WAP ， RAS 等 .
• 完全透明传输模式，可完全取代数传电台，最大限度减少系统更新的投入
• 支持基于 DNS 协议的动态 IP 解析功能，可节省租用固定 IP 的资金
• 可实现点对点，点对多点等灵活的组网方式
• 基于 WEB SERVER ， WAP 和短信息的远程维护功能，可用 IE 浏览器和手机对产品进行参数设定，软件升级，远程复位
• 支持 ALWAYS ONLINE （永远在线）模式，断线重拨和基于 PING 模式的心跳功能，保持链路畅通
• 透明模式下的短连接功能，链路的定时自动释放和自动重连，适合金融系统的无线 POS 等不需长连接的应用，节省费用
• 多种注册方式，建立链路后可将终端的 IP 地址，和 ID 号等信息通过 EMAIL 和 SOCKET 及 URL 等方式反馈
• 独立于的数据端口和命令端口，可接受远程 AT 命令
• GSM 通道的备份功能，在 GPRS 信号发生干扰时通过 RAS 通道进行远程升级，参数设定和复位
• 网络授时功能，可通过网络时间服务器获取标准时间
• 标准 RS232/485 接口，同类产品中体积最小，适合嵌入式集成
• 4.5~25V ， 700mA 供电，具有节能模式，适合移动设备使用
• 内部看门狗 WATCHDOG ，随时监控运行状态，保证产品稳定可靠的运行
新特性
ETPro-211Ai 除了完全兼容 4.0 版本的全部功能和 AT 指令集外 , 还有以下新的特性：
• 引脚由变成 30pin 双列直插。
• 输入电压范围变成 4.5v-25v 500mA 。
• 输出按用户要求出厂预设。
• 增加定时复位使能端。三段定时（ 2 、 4 、 8 时间）复位功能，也可以取消定时复位功能。
• 增加电话远程复位功能。当电话振铃 6 声时，系统自动复位。
• 复位引脚外引，并做特殊处理。复位更彻底，更有效，也理利于客户现场使用。
• 更加稳定的电源系统。
• SIM 卡接口引脚外引。
• DC 4.2V 高稳定电压输出。
• 与老版本兼容。
为便于调试和安装， ETPro-211Ai 配制了接口转接板，并将相应的接口和电源转换成标准形式。建议在初始调试过程中使用接口转接板，在实际系统中两种都可使用。
进行这类系统调试的时候 , 请遵循以下步骤进行测试：
• 使用“超级终端”作为 HOST 主机与 ETPro-211Ai 相连，进行测试。
• 使用用户自己的单片机系统与 ETPro-211Ai 相连，进行测试。
常见的组网结构如下 ：
2 ．力控组态软件：
* 强大的 Web 功能和 Internet/Intranet 浏览器技术，直接支持多文档。 WWW 功能全部用 VC++ 实现，因此当在 Internet 上远程访问监控画面时，具有更好的实时性。同时易于使用 ASP 等快速开发工具构建 B/S 系统结构，并可以直接访问单窗口。
* 国内领先的网络体系构架，支持 B/S 和 C/S 访问方式，支持多层次网络冗余及故障切换。提供多重冗余结构，支持 IO 设备冗余、网络冗余、数据库冗余等；
* 率先通过国内各主流的 GPRS DTU 产品实现与控制设备如 PLC 、仪表和模块等通过移动网络进行互连；
* 可同时连接多个不同厂家的 GPRS 终端与控制设备进行远程通讯；
* 通过 GSM 手机短信报警管理系统方便管理报警信息；
* 适用于各种管网（如热、水、电、油、煤气等）、矿山、水文、交通、环保等系统进行远程监控
四、系统功能详解
数据采集和处理功能
通过无线方式（ ETPro-211Ai ）把各个换热站的运行数据采集到调度站，在调度站上进行显示，运算，处理。
画面显示功能
主画面显示整个主网的干线动态工艺流程图，流程图上标有各个换热站的实际位置，并显示换热站的主要参数。换热站传输上来的数据也可以表格或者棒图的方式进行显示。在主画面通过按钮可以切换到任一个换热站，查看换热站的详细信息。
设备报警功能
当换热站的设备出现运行故障时，自动把故障信息传输到调度站，及时提醒操作人员。
CRT 屏幕显示故障区域流程图 , 事故设备图形变色。报警窗口会弹出报警信息，报告报警种类，时间，报警值，是否恢复等信息。报警系统发出声音报告事故情况。
通讯自诊断功能
在画面上显示通讯站号，通讯速率，通讯口信息，当和某一换热站通讯出现故障时，画面上会出现信息提示。
管理功能
通过内部运算，可以运算出换热效率，一二次网失水率，热量平衡关系。
历史数据查询
总调度站把各个换热站传输上来的数据存入历史数据库，可以通过查询历史数据曲线查询某一段时间的运行数据。
报表打印功能
按换热站把数据进行归纳，分类。调度站的打印机可以把这些数据进行输出，形成日报表，月报表，实时报表。
生产调度功能
调度站的值班人员可以根据换热站的实际运行状况给操作人员下达调度指令。
五、系统控制原理
1 ．数据中心：
数据中心采用 ADSL 方式与 INTELNET 公网连接，采用公网固定 IP 或域名。此种方案需要先在 INTERNET 运营商申请 ADSL 等宽带业务。其中，数据中心采用公网固定 IP 的方式，监控点直接向中心发起连接，运行相对可靠、稳定。
计算机监控系统的基本结构如主图所示。系统中的测量传感器（温度，压力，液位，流量等）对被控对象进行检测，把被控量转变成统一的电信号，经模 / 数转换器转变成数字信号送入过程控制器（工控机或 PLC ）内。计算机将此测量值与给定值进行比较，按一定的控制算法，产生控制指令，经数 / 模转换器将数字信号转换成电信号，通过执行机构控制被控对象，达到预期的控制目标。换热站的数据通过 GPRS DTU 与数据中心调度站交换数据。
计算机监控系统作为监督、管理系统，它除了实现现场参数的显示、记录、打印和报警功能外，还可以对供水温度进行最优化计算，用来指挥直接控制系统，以此去自动调整给定值，从而使供热过程处于最优状态。
2 ．换热站：
各换热站通过 PLC 控制器对站内供热运行的温度、压力、流量、热量等参数的检测，直接将数据通过 ETPro-211Ai 发送到数据中心的力控软件中；数据中心将收到的数据处理后保存，将处理结果用控制指令发送到各换热站，真正达到了无人职守。
在所有的自控系统中，有线网络是最常用的网络，但对于热网系统来说，由于多在市区内，而且距离较远，敷设通讯电缆非常困难，一般较少采用。
六、总结
1 ．提高了采暖收费工作的工作效率及准确度，保证收费工作高效、稳定运行
2 ．提高了工程设计水平及技术档案管理水平，公司热力设施的基础数据全部使用地理信息系统进行管理，使得公司所有的技术人员都可以在办公网络上查询到公司热力设施的基础数据，方便了供热运行。
3 ．提高热网运行调度水平，提高供热服务质量，热网投入自动运行后，换热站二级管网的供回水温度始终在规定的范围内运行，同时热网自动运行可以快速跟踪室外温度的变化，当室外温度出现大的变化时，二级管网供回水温度同时也跟着变化，保证采暖用户的室内温度始终比较均衡，避免了热网温度滞后现象，大大提高了供热服务质量，同时在白天室外气温较高时减少了供热量，这样就可以节约大量的热量和电量，减少了热网运行成本。
4 ．远程访问，远程控制。如主图所示，供热公司的调度者，通过登陆 Internet （无线或有线），进入数据中心的力控服务器。获得权限以后，可以随时调节热网运行参数，在节假日可以人为提高供热运行参数，保证了用户室内温度，得到了用户的好评，为热力公司树立了良好的企业形象。