天津市燃氣集團有限公司(以下簡稱燃氣公司)作為全市燃氣供應的主導企業(yè)，承擔著天津市95％的燃氣供應任務。隨著經濟建設的飛速發(fā)展，天然氣的供應量正以每年20％的速度遞增，2004年天然氣的供氣量達到5×108m3，尤其是商業(yè)用氣量與居民用氣量的比例已由1999年的2：8提升到2005年的8：2。供氣結構突破性的變化預示著大型商業(yè)用戶的數量在不斷增加，隨之而來的就是大型商業(yè)用戶用氣量的計量與收費問題。燃氣公司所供大型商業(yè)用戶基本采用在用戶單位裝設現場流量儀表的方式，由收費員每月定期查表收費，再以月報的形式上報給管理部門。管理人員只能通過報表的數據來了解用戶每月的用氣狀況。當流量儀表出現故障時，用戶常因各種原因沒有及時報修，而收費員不是每天巡視只是定期巡視，等到收費員發(fā)現時，故障期間無法準確計量而產生的氣量損失是很難確定的，這給燃氣公司造成不應有的損失。
為了避免燃氣公司的經濟損失，為適應企業(yè)發(fā)展的需要和現代化管理的需要，必須采用先進的技術實現科學化的管理。2004年天津燃氣集團有限公司建立了一個可以實現遠程監(jiān)控大型商業(yè)用戶流量儀表運行狀況的系統(tǒng)，即大型商業(yè)用戶燃氣流量計量遠程采集管理系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)的組成
燃氣流量計量遠程采集管理系統(tǒng)由主站和分站(可擴展到1024個分站)組成。主站設在燃氣公司調度中心，由主站監(jiān)控計算機(包括數據處理服務器)、主站數據采集控制器、主站數據通信收發(fā)機Modem等設備組成。分站即現場采集站，由分站數據采集控制器、分站數據通信收發(fā)機Modem等組成。主站與分站的通信采用800 MHz的無線數據通信網(諾特網)作為數據傳輸的載體。
2 系統(tǒng)的工作原理
系統(tǒng)工作時，首先由分站的數據采集控制器通過智能型計量儀表通信芯片上的485通信接口，采集實時流量數據，將其轉換成具有標準通信協(xié)議的數據包，利用數據通信收發(fā)機Modem將數據包發(fā)送出來，然后通過無線數據通信網傳輸到主站的Modem。主站數據采集控制器從主站Modem上提出數據包，再通過標準的通信協(xié)議將數據包轉換成流量數據存入主站數據處理服務器的數據庫中，利用軟件管理程序實現流量數據的實時顯示和各類統(tǒng)計分析報表。
2．1 現場采集站
    在每個大型商業(yè)用戶計量儀表安裝的位置設置一個現場采集站，來完成基礎計量數據的采集和傳輸工作。為了保證流量計量數據的準確，我們采用直接從計量儀表內采集計量數據的方式。
流量計量數據的采集過程是整個系統(tǒng)運行的關鍵。各個商業(yè)用戶的運行工況不一樣，選用的計量儀表的型號及生產廠商也各不相同，而每個計量儀表的通信協(xié)議也各不相同，必須針對不同的計量儀表編制不同的程序，才能實現計量數據的采集。對用戶現場計量儀表使用狀況的調查發(fā)現有7種不同的通信協(xié)議，并且有時同一站內采用不同廠商生產的計量儀表，通信協(xié)議也不相同。因此，我們使用c++語言進行自主編程，通過標準的485通信接口，將不同的通信協(xié)議轉換成標準的ModBus通信協(xié)議，然后利用數據采集制控器SCADAPACKl00將流量數據采集出來，從而完成流量數據的采集。
2．2 數據通信網絡
    在完成數據采集后，通過無線數據公網將數據傳輸到主站。本系統(tǒng)采用天宇網絡集團公司運營的無線數據通信諾特網作為通信介質。諾特網采用先進的愛立信Mobitex技術為網絡傳輸平臺，以分組數據技術為基礎，采用蜂窩式組網方式，由網絡控制中心(NCC)、分組交換機(MX)、無線基站(BRU3)、 IP網關(IAS)、用戶終端等部分組成，具有信息傳輸
快捷安全、系統(tǒng)容量大、抗干擾力強、數據傳輸準確可靠、網絡運行穩(wěn)定等特點。此外，也可以采用 GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務)進行數據傳輸。GPRS與諾特網相比較，它的最主要的優(yōu)點就是網絡的覆蓋面大，而諾特網的覆蓋范圍相對有限。目前，這兩種通信方式都在運行。
2．3 主站控制系統(tǒng)
主站的數據采集控制器采用的是SCADA— PACK32，它功能強大，通過以太網口與計算機通信，采用標準ModBus通信協(xié)議，可實現與分站的系統(tǒng)集聯(lián)，具有保存、轉發(fā)的功能。
2．4 數據的傳輸
主站的數據采集控制器SCADAPACK32發(fā)送帶有站號的數據包到Modem上，通過諾特網傳輸到相對應分站的Modem上，分站的Modem把數據包傳給分站的數據采集控制器SCADAPACKl00，分站數據采集控制器SCADAPACKl00接收到主站指令后返回數據包。主站發(fā)送的數據包包含有分站的站號、要讀取分站寄存器的起始地址、讀取的個數以及校驗碼。主站收到的分站返回的數據包包括相應分站的溫度、壓力、瞬時流量、累計流量等數據。主站分別對各個分站進行輪詢，在輪詢期內如果發(fā)現個別分站的數據有誤，則再發(fā)讀取命令，直到返回正確的數據。
2．5 主站計算機管理軟件系統(tǒng)
    主站計算機管理軟件系統(tǒng)采用iFix作為監(jiān)控組態(tài)軟件，iFix driver作驅動，來讀取主站數據采集控制器SCADAPACK32寄存器內的數據，并且定時將其寫到SQL Server數據庫里。再用VB編寫的界面程序，調用SQL Server數據庫中的數據，顯示給用戶。用VB直接調用數據庫中的數據，數據準確、可靠，并利用趨勢圖、棒圖、數據表格等多種形式對數據進行顯示、分析，具備查詢、報表等管理功能，能較好地滿足使用者的工作需求。
3 管理軟件系統(tǒng)的主要功能
3．1  流量計量數據實時監(jiān)測
    利用數據綜合一覽表將SQL數據庫中的數據實時顯示出來，完成對所有站點數據的綜合一覽、實時監(jiān)測等功能。用戶可以實時監(jiān)測各個站點的溫度、壓力、瞬時流量、累計流量。
3．2 歷史數據查詢
在歷史數據查詢界面，用戶可以查詢到各個站點、各個時間段的歷史記錄，并能查詢在同一時間區(qū)域內所有站點的歷史記錄數據。
3．3 圖形顯示
以趨勢圖和棒圖的形式來顯示出相關站點、所選參數的變化趨勢。
3．4 統(tǒng)計報表
根據用戶的需求分別按年、月、日做出統(tǒng)計報表，所有報表均為標準的Excel格式，用戶可方便地對其進行查詢、打印。
4 系統(tǒng)工程造價及運行費用
    每座現場采集站的工程造價為25000元，主站的工程造價為45000元，管理軟件系統(tǒng)開發(fā)編制費為60000元。如果現場采集站的計量儀表需要改造，主要是智能型計量儀表的通信芯片的改造費，由計量儀表廠商提出，屬不可預見費。
系統(tǒng)的運行費用主要由主站通信費、現場采集站通信費組成。其中，主站的通信費為200形月，現場采集站通信費采用諾特網時55形月，采用 GPRS時30形月。
5 系統(tǒng)的特點
    ①充分利用計算機通信技術，通過采用數據采集控制器將流量數據直接從計量儀表中提取出來，杜絕了將脈沖信號轉換成標準的4—20mA電流信號所造成的誤差。
    ②采用自主編程的方式，利用一個數據采集控制器實現與多個具有不同通信協(xié)議的計量儀表進行通信。
    ③采用了先進的諾特網及GPRS無線數傳技術，實現數據的遠程傳輸，數據傳輸穩(wěn)定，極少出現丟數、錯數現象。
    ④通過對系統(tǒng)數據的監(jiān)測，可以及時發(fā)現計量儀表是否處于正常的工作狀態(tài)，減少計量損失。
    ⑤系統(tǒng)可與公司內部局域網連接，經過授權的計算機均可隨時查詢并打印所需的流量數據，享用系統(tǒng)數據分析結果，實現資源共享。
    ⑥系統(tǒng)可以與燃氣管網調度系統(tǒng)進行鏈接，每建一個現場采集站相當于增加了一個調度站，一次投資多方受益。
⑦新建高一中壓調壓站采用此系統(tǒng)既能完成自控功能，也能完成流量計量及其他數據的遠傳。
6 結語
    大型商業(yè)用戶燃氣流量計量遠程采集管理系統(tǒng)經過逾1a的運行，充分證實了該系統(tǒng)的可靠性、數據的正確性以及系統(tǒng)的可擴展性，為燃氣行業(yè)提高對大型商業(yè)用戶的管理力度以及優(yōu)化管理模式提供了一種新方法。