热网计量系统利用485中继器实现树形拓扑结构
概述 系统描述 解决方案 连接示意图 适用产品型号

热网系统最开始是利用人工巡查抄表,人工制表结算的方式进行管理,由于热管网分布面积较广,而单纯采用人工采集数据效率较低,不能及时将用户数据采集上来,而滞后的数据则会导致热电厂对于运行现场的问题不能及时发现处理,而人工采集的数据由于需要抄表工来回跑动,采集数据的时隔较长,不能提供详尽的数据用于热网系统的管理,从而可能导致出现监控不力管损过高的情况。利用电子技术对热网实现集中监控以及量化精细管理是大势所趋,能够有效提高管理效率。

系统描述

热网计量系统利用现场总线技术,无线传输技术以及计算机技术实现对热网系统的实时监控以及热网计量的自动化,通过热网计量系统将各个地方的数据实时(一般都是数秒时间为一个采集周期)采集至监控中心,实时掌握各个区域的用汽情况以及各个区域的蒸汽质量情况,通过对热网系统收集的相关数据进行分析之后,通过相应软件的处理之后,为热电厂以及热网的生产调度管理提供依据,保证实现科学化管理,降低能耗控制成本,提高热网管理效率,确保热管网安全经济稳定运行。

解决方案

热网计量系统数据通信系统一般分为无线数据通信网络和有线数据通信网络,一般无线数据通信网络分为无线数传系统(其传输速率较低且通信稳定性相对较差)和GPRS公网系统(需要租用移动网络每月支付相应的流量费用),有线数据通信网络一般都是采用现场总线技术采集数据,大多采用RS-485总线技术(前期布线成本较高,通信稳定可靠)。一般热网计量系统都是采用无线数据通信网络(GPRS公网系统)与有线数据通信网络(RS-485总线网络)相结合的方式组网通信。

综上所述,采用GPRS公网采集数据,可以不受距离的限制,只要有GPRS网络信号就可以采集数据,但是利用GPRS网络的话,每个网络节点需要每月支付一定的流量费用,如果数量众多的话,日积月累下来,累计的费用就相当可观。而采用RS-485总线网络,前期需要支付建设成本,后期则无需支付额外的费用,但是其通信距离受到一定的限制,特别是通信距离过远,则直接采用布线方式建设专用通信网络的话,由于热网面积较广,其建设成本则难以承受。所以热网计量系统通信网络大多采用无线数据通信网络与有线数据通信网络相结合的方式组网通信,即在小区域内采用RS-485总线建设较小的通信网络,将数据汇聚之后经由GPRS DTU将RS-485串口数据转换为GPRS网络数据再通过GPRS网络将相关数据采集至监控中心,采用无线与有线相结合的方式,能够有效的保证通信的稳定性,又可以尽可能的减少相应的通信费用。

在本文我们重点阐述RS-485总线网络在热网计量系统上的应用,而GPRS公网通信我们在其他应用案例中再做阐述。RS-485总线由于其支持点对多点通信模式,传输距离远(1200米),布线方便,外围支持众多等特点得到了广泛的应用,其中热网计量设备大多具备RS-485接口通信,采用RS-485总线作为热网计量系统的有线数据通信网络是成本最低的最优选择。但是RS-485总线在布线方式上与热网计量系统存在一定的冲突,按照RS-485总线布线规范,其布线方式必须采用手牵手菊花链拓扑结构布线,而热网计量设备由于需沿热网管线分布,其分布方式采用树形拓扑结构布线时最为合适的,但是RS-485总线单纯采用树形拓扑结构则会出现信号反射问题导致RS-485总线数据通信不稳定的情况,严重影响数据采集。

在此我们推荐使用深圳市鼎信鸿达科技有限公司的N-109型485中继器来解决类似问题,N-109型485中继器在两个RS-485接口之间带有光电隔离芯片,将两个RS-485端口实现物理上的隔离,端口采用独立驱动,使得接入N-109的RS-485总线在逻辑上为一条RS-485总线,在物理上实质隔离位两条RS-485总线,相互独立的RS-485总线依然按照手牵手菊花链拓扑结构布线,这样就通过N-109型485中继器的信号隔离作用,整体的树形拓扑结构被N-109分割为多条独立的RS-485总线,由于相互独立的RS-485总线按照总线式拓扑结构布线,有效的避免了信号反射问题,保证了数据通信的稳定性。

连接示意图
热网计量系统利用485中继器实现树形拓扑结构
适用产品型号
NG-316型GPRS DTU模块 N-109型485中继器

 

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