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摘要：近年來隨著工業互聯網技術在供熱行業的推廣應用，城市城鎮供熱已從局部自動化程度過渡為基于網絡的熱網自動化，并向供熱鏈路整體互聯化智能化發展。現階段國外供熱鏈路已從供熱鏈路“熱源-換熱站”逐漸向“熱源-換熱站-熱用戶”的模式進行精確化、精細化、智能化的方向發展。本文對工業互聯網熱網與熱用戶大數據應用監控管理系統進行了比較全面的論述，有助于推動其在更大的范圍內進行推廣應用。
一、前言
目前國外為向精確化、精細化、智能化供熱目標邁進，已推行熱力公司以“熱”的方式向熱用戶端以供熱管網傳輸的方式使熱用戶端室內溫度自行調節，保證供熱舒適性。熱力公司通過各個熱用戶端使用熱的情況合理性調節熱的生產、分配、輸送過程，進而達到精確化、精細化、智能化供熱，最終實現供熱舒適化、熱能合理性生產達到節能降耗的目的。我國現階段城市城鎮供熱已從人工監控調度方式轉為利用局部自動化技術控制，“熱源-換熱站-熱用戶”鏈路中熱源利用DCS技術已實現監控，換熱站環節部分利用自動化技術實現局域網內監控，但熱用戶端系統如何有效接入熱源-換熱站，并形成源網荷一體化的智能綜合服務系統尚處于探索研究階段。二-大數據應用監控管理系統的構成1-功能模塊基礎功能：數據采集功能，熱量按需調節，設備控制功能，數據傳輸功能，實時參數顯示功能，實時報警及管理，數據分析及報表打印功能，系統設置功能，設備供應管理功能，系統建設管理功能等。能；熱用戶以熱的形式提供個性化的室溫控制功能；熱用戶歷史繳費情況、可用熱等參數明細展示；為熱力公司提供熱用戶管理功能；為熱力公司提供真實有效的供熱投訴及解決功能等。
二、系統架構系統
由數據中心和若干個熱用戶遠程控制終端以及相關的通訊網絡組成。系統為拓撲結構支持擴展，分為三層級架構，具體表現為：管理級、控制級、現場級，如圖1所示。3-力公司基礎數據、管理數據、運維數據）；數據處理與計算層：采用數據模型批處理與單數據處理結合的方式，數據模型批處理主要處理換熱站運行數據報警、存儲方式，熱網管網數據異常分析，巡檢回傳數據分析處理等；單數據處理結合統一監控中心控制命令進行實時監控處理。數據采集與傳輸：系統支持與莫迪康的ModbusTcpServer通過以太網進行通訊，使用的協議為支持協議Modbus標準協議。使用該ModbusTcpServer協議，定義熱力站設備，定義時定義設備時請選擇：[PLC]>[莫迪康]>[ModbusTcpServer]>[TCP]。定義設備后，依據對接監控內容點號，定義變量。除此定義規則外，變量定義時其他屬性分為公共基本屬性、IO屬性、報警屬性、歷史屬性四個部分。公共基本屬性包括：初始值、最小值、做大值、死區、狀態、記錄事件、安全區、拓展域、狀態枚舉等屬性；IO屬性包括：訪問名稱、采集設置（強制讀、強制寫、允許）、最小實際值、做大實際值、數據轉換設置（線性、開方、查表、累計、無）等屬性；報警屬性包括是否啟用報警、受限報警設置、變化率報警、偏差值報警、狀態報警、報警組、界限值、報警約束、報警文本、優先級、狀態報警表等屬性；歷史屬性為歷史數據記錄設置內容有無（即不做歷史記錄）、改變記錄（設置死區）、間隔記錄（自定義記錄時間間隔）、備份、每次采集記錄等參數。數據采集系統工業互聯熱網與熱用戶大數據應用監控管理系統安裝在作為數據中心的服務器上，該服務器將采集現場控制機的數據，監測現場控制機的運行情況并指導操作員進行操作。服務器定期從現場控制機采集數據以保證其數據庫不斷更新。實時監控熱力站/換熱站運行情況。系統數據采集層：采用了批量采集和消息隊列的技術，采集匯聚了B數據采集（換熱站基礎信息數據、換熱站設備運行數據、熱網管網數據、熱源鍋爐數據）、M數據采集
三、熱大數據應用監控管理系統的優勢
1-能夠對熱網用戶的樓棟端
進行精準監控調節通過實時監控小區、樓棟電動閥門、流量閥門開度等運行情況，結合“互聯網+北斗”熱網運營管理系統提供的整個熱網供熱歷史數據中挖掘出不同室外溫度、天氣下的二網供回水溫度、壓力等參數，進行樓棟分時分區調節，計算各個小區、樓棟的耗熱需求，合理性調節小區、樓棟外控制閥（電動調節閥、流量閥等），自動分配熱用戶所需熱量；同時系統自動為熱力公司核算換熱站供熱量，為生產調度提供輔助策略，實現按需供熱，保質保量，節能運行。
2-為熱網用戶提供個性化的室溫控制和用能
采用分戶熱計量的管控方式，對二網熱用戶進行數字化、智能化、網絡化的控制管理。一方面滿足熱用戶根據自身要求，利用熱用戶室內溫度控制裝置（如暖氣溫控閥、流量節閥）在一定范圍內進行自主調節，實現個性化室溫控制；另一方面供熱企業通過監控熱用戶室內安裝的熱計量表、閥的數據，清晰專業的分析計算數據背后的用熱趨勢、規律和需求變動，為供熱企業轉變生產方式、經營管理方式，實現更好的熱平衡、熱體驗、熱效率，為更節約的能源管理提供巨大的幫助，為推進供熱領域的數字化、網絡化、智能化技術的發展提供有力的依據，是在供熱領域中實現工業互聯網、物聯信息化、工控自動化、云計算等技術的應用。
3-改善熱網用戶的熱計費收費
一方面實現對供熱熱用戶端的繳費情況進行管理，管理熱用戶端供熱面積、供熱熱計量、單位面積供熱系數、單位熱負荷系數等，以供熱季的形式按照面積法或流量算法選擇繳費。提供小區（或樓棟）繳費總價、繳費占比、未繳費占比、報停情況、報停占比等，若占比率未達標則自動關斷樓棟供熱調節閥不予提供供熱服務。另一方面，為熱用戶的繳費提供歷史用熱量、歷史繳費情況、剩余可使用熱量等明細，使熱用戶清晰明確的掌握用熱情況。
4-提高熱網用戶投訴的解決效率
通過提供熱力投訴模塊，接到供熱投訴時記錄投訴內容，包括小區、樓棟、單元、住戶、問題、處理方式等，解決熱用戶所投訴問題，并依據系統采集的住戶室內溫度等參數處理投訴或供熱異常，可有效提高現階段繳費難、繳費差、虛投訴等問題。
四、結語
總而言之，工業互聯網熱網與熱用戶大數據應用監控管理系統能夠實現對每個熱用戶的控制，單獨調節某戶不會影響其他熱用戶的正常供熱，通過工業自動化、網絡傳輸設備、互聯網采集的熱計量數據及時、清晰、明確的判斷熱用戶實際的供熱狀態，實時監測熱用戶端室內溫度、用熱量等數據為解決熱力公司投訴問題和熱計量收費提供有力依據，反過來熱計量收費的繳費。指導系統后臺關啟熱用戶端流量閥等以控制供熱服務；為熱力公司、熱用戶提供歷史繳費情況、可用熱等參數明細、用戶管理等服務；提供真實有效的供熱投訴及解決方式等。通過本系統智能化、自動化功能的實現，一方面提高供熱公司的熱服務技術水平和工作效率，另一方面實現了節能降耗。
作者：李進平 劉鳳鳳 郭治江 單位：山西北斗位汛電子技術有限公司
