摘要：随着经济和各行各业的快速发展，随着智慧城市的推进，智慧供热也在快速发展。太原市热力集团有限责任公司计量系统管控平台基于物联网、云计算等信息技术以及供热运行的大数据、综合集成法、虚拟技术等工具和方法的应用，依托互联网实现各环节信息共享，实现供热系统全面透彻的信息化管理，实现了数据传输、远程监控、计量一体化，并通过数据中心机房对所有数据进行集成、交换、存储，实现数据的统一、可靠及安全性，使供热系统更加安全、智能和绿色。
关键词:集中供热，节能，供热计量系统管控平台
引言
我国工业集中供热存能耗高，效率低，污染排放量大的问题，文中提出一种智慧供热系统。该智慧供热基于供热信息化和自动化，通过云、边、管、端协同实现信息系统与物理系统深度融合。将各部件连接成网络，构建开放、弹性、灵活和安全的平台，对生产流程、业务流程、商业模式进行全链条升级改造，采用供热热源、热网、站泵和用户端到端数字化集成获取实时的信息，用信息实现价值流的优化，让联接产生效益，产生智能从而构建具有自感知、自分析、自诊断、自优化、自调节、自适应特征的新一代供热系统，实现安全清洁、节能环保和精准服务的供热业务新模式。
1供热系统问题描述
热源：将天然的或人造的能源形态转化为符合要求的热能装置，也就是生产热能的场所，面临供热机组灵活性差，供热运行方式不合理。热网：是指由城市集中供热的热源，向热用户输送和分配供热介质的管线系统。它由一次网和二次网组成，一次网从热源到换热站，二次网从换热站到热用户，热网的优化技术包括水力均衡优化、热网综合管理系统等。面临水力不平衡不均衡、自动化水平低、管网损耗大。换热站：用来转换供热介质的种类，改变供热介质参数分配、控制及计量供给热用户热量的设施，换热站内主要的设备有换热器、除污器、集水器、分水器、循坏泵、补水泵、软化器、过滤器、电器及自控设备等。面临温控能力差，不能自动调节流量、供热质量不均衡。管理平台：热源-换热站-热用户之间信息相对孤立无法形成联动，各模块之间缺乏完善的通信方式。
2管控平台总体架构与实现
2.1网络通讯系统
网络通讯系统的选择，必须考虑系统的稳定性、方便维护，运行费用低。小区内无线传输抄表系统由集中器、抄表器、现场热表、远控阀等设备及管控平台组成。该计量系统管控平台的数据采集单元安装于计量现场，在现场层，抄表器通过M-BUS总线方式与现场仪表相连，读取计量仪表的数据。抄表器的上位设备为集中器，集中器构成以楼栋单元为单位的局域网络，定时对抄表器发送抄表指令采集数据;在管理层，集中器与主控中心的服务器建立通信链接，将采集到的热计量数据通过网络实时的、稳定的、安全的传送到抄表系统服务器的同时，在主控中心的系统平台负责对接收的数据进行存储，为后续的管理、控制、能耗分析等提供相应的基础数据。目前，在主控中心的抄表系统服务器上实测网络带宽在100M左右，能够满足供暖季对现场数据的采集和发送控制命令。
2.2传输层报文分析
传输层数据采集系统电气连接接口方式为M-BUS总线、以太网、485接口。M-BUS即仪表总线，是一种两线制，用于远程仪表数据读取的欧洲标准。M-Bus主要应用于热计量领域，成为欧洲的热量计量标准的一部分。
通断时间面积法热计量信息系统报文采用CJ/T188-2004《户用计量仪表传输技术条件》等文件规定的规约，并拟定用于供热计量及抄表系统的通信规约，主要包含适用的通信方式、数据传输规则、数据帧格式等规范，帧格式：前导字节FFH、帧起始符68H、仪表类型40H、地址域A、控制码C、应用层DATA、校验和CS、帧结束符16H。通断时间面积法供热计量物联网信息系统各个部分按照协议帧格式进行数据通信。主要特点是通断控制器与数据采集器之间两条差分信号线传输串行数据，各个子站以不同ID号并接于总线上，按照既定协议规约进行数据通信。
2.3管控平台主要性能指标要求
1)系统应至少支持百万规模表具的数据采集和存储，并支持10个采暖季的数据存储及查看。管控平台系统采用实时数据与历史数据分区进行数据存储，并可以灵活进行分布式集群化部署，大大提升了系统响应速度与数据存储限制，并且能支持10个采暖季的历史运行数据存储，以供日后的查询及统计分析。2)系统应最少支持200位客户端用户的并发访问和操作。管控平台系统采用最新的前端开发技术与最成熟的后端开发框架，保证了系统跨平台、跨终端的访问能力。具备访问权限的用户可在任何时间、任何地点、任意终端无障碍访问。3)设备接入无限制。遵循国际工业标准通信协议(Modbus)并能够提供存储点表的现场设备，都能接入管控平台;对于未遵循Modbus通信协议，但可提供相应通信协议书的设备，也可顺利接入。4)系统响应迅速。系统被动接收表具数据时吞吐量≥300000支表/h，系统主动接收表具数据时吞吐量≥500000支表/h。
2.4综合管控平台
智能化供热是在供热自动化控制设施和技术的基础上利用新一代物联网、大数据、人工智能等技术，其针对供热“源、网、站和用户”提供端到端全流程综合解决方案。因此，智慧供热综合管控平台包括供热设备、网络平台和智慧供热应用系统，借助互联网，利用自动化、信息化和智能化技术建设智慧供热调度平台，实现供热系统热源、输配系统及终端用户整个供热生命周期数据采集、数据挖掘分析与智能调控同时与热源、总调度及一线的运行管理人员形成人机互动，通过人工智能系统建立快捷的智能服务通道，利用手机APP供热公共平台更快更好地为用户提供智慧供热服务。物联网云平台：主要涉及边缘感知计算、存储和网络，与云边协同。人工智能云平台：基于云计算和大数据，进行深度学习实现精准服务和智能化决策。（1）感知和监控实现锅炉经济运行：优化燃烧、按需供应负荷优化运行。（2）智能热网调度及管理系统：可视化、高效地调整各种参数，准确及时地处理供热事故。（3）GIS管理分析等气象地理信息系统：建立供热管网的仿真模型等支持供热系统的历史工况和预测工况，此外也能够与SCADA及DCS系统对接物联感知系统的监测和大数据分析结果并实时可视化。（4）智慧供热能耗分析及优化控制系统：实施能耗监测，水电热气能耗，异常分析与报警，节能优化控制。（5）换热站无人值守系统：集中管理，集中控制，提高按需供热效率，节省人员成本。
结语
热计量管控平台自投运以来，系统稳定可靠，实时性高，能实时监控站、楼、户热计量设备的运行状况，从而使运维人员能及时发现及报警异常运行情况并有针对性的去提早处理一些异常状况，管控平台通过对数据信息的采集及能耗数据的分析，为供热企业生产运行调节提供了充分的保障，大大提高了企业的能源管理和节能降耗水平。
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