西森•中国 IC卡蒸汽预付费管理系统 技术方案

预付费系统研发背景

1、供热行业背景

热电联产作为我国政府节约能源、治理大气污染的一项重点鼓励产业，广州西森自动化控制设备有限公司将石油行业的石油管道输送中的成熟经验，应用于供热行业的城市管网建设中。在供热管网的流量、压力、安全控制等方面的无线数据传输技术赢得了客户良好的口碑。

 随着各地热电联产、集中供热的快速发展，以及煤炭价格的节节攀升，一系列的计量收费问题逐步出现，应广大客户的要求，公司于2002年开始研发预付费系统并经过2-3年的逐步完善，在2005年正式应用于市场。

2、西森预付费系统主要解决的问题

2.1蒸汽计量损失大的问题

 作为供热行业，从电厂管道出口开始计量到各个每个分户计量的总合计总是差别很大，有的供热公司差额甚至超过10%，很不正常。作为正常的输送损失如果在大流量前提下（流速15米/秒以上时）管道损失最多不应超过1.5%，如果超出1.5%的计量误差，那就表明有不正常的损失存在。管道损失出现大的误差主要出现以下几个方面：

正常的热量损失

蒸汽在管道中输送时，温度会逐渐下降，产生少量冷凝水，这部分冷凝水在分户计量中仪表无法计量，冷凝水的多少与蒸汽在管道中的流速有关系，流速越大，冷凝水越少，流速越小，冷凝水产生的则越多，属于正常损失。

计量仪表特性原因，造成的少计、漏计

目前在供热行业的蒸汽测量中，因为其温度高的原因没有很多流量计可以选择，主要使用涡街、孔板、V椎、弯管这四种流量计来计量。这四种流量计除了涡街、V锥能达到1：10—1：15的量程范围外，孔板、弯管流量计量程比为1：3。在流量计的测量范围之内，仪表都能保证测量的准确性，但是当使用流量低于流量计的测量下限时，仪表就会漏计甚至不计；当管道内流量超出仪表的测量范围时，流体会出现射流、流量仪表更是无法计量，仪表计量的数据远远小于实际流量。下图是一台DN100涡街流量计的误差与量程范围的关系图：

     当用户使用量忽大忽小，波动很大时，那么总体计量误差就会加大，表现出来的是少计、漏计，自然是供热公司的损失，这种现象在生产企业最为明显。

恶意偷汽造成的

蒸汽价格从96年60元一吨一直到现在的240元一吨，用户想尽办法偷汽的情况也越来越多，手段也五花八门，主要的偷汽手段有以下几种：

1）、用大头针刺仪表信号线、造成温度、压力或者流量信号线短路，以达到偷汽目的。当温度信号短路时，温度显示常温，蒸汽密度下降，瞬时流量几倍的下降。压力、流量信号短路时直接显示测量值为零，致使流量不计或者密度下降。

2）、利用流量计测量范围特性，虚报用气量，造成供热公司流量计选型错误，使仪表长期在低下限流量或高上限流量工作。利用仪表的误差偷汽。

3）、贿赂供热公司的抄表或者维修人员，修改仪表参数致使仪表少计，以达到偷汽目的。

4）、恶意给计量仪表断电，使仪表在使用过程中不工作，从而偷汽。蒸汽价格高，使用量大，一旦出现恶意偷汽现象，损失数额巨大。

2.2恶意欠款及资金周转问题

蒸汽单价高，一般用户每个月都是几十万甚至上百万的费用，一旦遇到不良客户恶意欠款，供热公司将陷入被动局面。一方面煤炭见款发货，另一方面汽费收不回来，一旦形成包袱就会出现资金周转问题。预付费系统可以把钱先预收，利用这边资金可以组织煤炭的库存等。

西森·中国IC卡蒸汽预付费管理系统

1、系统概述

由广州西森自动化有限公司研制开发的IC卡蒸汽预付费远程监控系统，是一种软件与硬件结合的自动化网络式管理系统。它是在蒸汽管道设备上安装一个IC卡预付费控制箱，实现对用户用蒸汽流量的监控、电动阀的开闭等控制，IC卡预付费控制箱内置GPRS/CDMA无线传输ＤＴＵ模块，可轻松将用户的瞬时流量、累计流量、温度、压力、余额、阀门开度、箱门开闭状态等信息上传到蒸汽资源管理中心计算机，实时对各用气单位进行监管和控制。对欠缴蒸汽资源费的用户，资源管理中心工作人员可通过计算机系统对用蒸汽单位的电动阀开闭进行异地远程控制，实现蒸汽资源管理与监控的自动化和一体化。

2、系统组成

1.1、本系统主要由以下几部分组成：

监控中心：计算机、IC卡充值器、蒸汽预售管理系统软件、远程热网计量管理系统软件

通信网络:基于移动GPRS或者电信CDMA的通信网络平台

GPRS/CDMA  IC卡预付费控制箱： 采集现场仪表信号：流量计、压力变送器，热电阻，阀门等，通过GPRS/CDMA网络传输到监控中心，现场提供市电欠压报警、门磁防入侵报警

测量仪表：流量积算仪、流量计、压力变送器、热电阻 等

蒸汽阀门：蒸汽电动阀门(具有开启阀门角度功能)

2、系统结构图：

3、硬件功能

1.1、GPRS/CDMA IC卡蒸汽预付费控制箱基本功能及特点：

◎ 精准采集采集现场仪表信号：流量计、压力变送器，热电阻，阀门等；

◎ IC卡购蒸汽量，先付费再消费；

◎ 根据用户的购蒸汽量控制电动先导阀门，限制用户欠费用汽；

◎ 通过无线网络向监控中心实时传输数据；

◎ 现场220V或380V市电断电加后备蓄电池自动供电方式，并提供断电报警提醒；

◎ 具有非操作人员打开计量控制柜，防入侵报警提醒；

◎ 显示功能：液晶显示器在工作时显示，累积用量、剩余量等信息,并提供剩余量短信查询提醒；

◎ 购汽方式：IC卡充值购买和远程银行充值缴费双功能；

4、软件功能

◆ IC卡售蒸汽量功能；

◆ 用蒸汽单位剩余量查询、显示、剩余量不足短信提醒及报警功能；

◆ 蒸汽源、用户数据电子地图实时监测显示（流量、先导阀状态等信息）；

◆ 可依据用户缴纳蒸汽费情况控制供或停，并提供欠费信誉的额度设定功能；

◆ 主动召测功能：

即任何时候可以在调度中心的服务器上主动提取监测点的数据；

◆ 报表功能：

自动生成日报、月报、年报，也可随时进行统计报表、打印。可以设置自动打印功能；

◆ 数据存储备份功能：

系统数据库可以本地存储，其存储时间根据需求和计算机配置决定；

◆ 故障自动报警功能：

监测点自动将故障信息上报到监测中心，自动打印报警信息。自动检测的故障有：流量计通讯故障、220v交流停电、IC卡故障等；

◆ 系统扩充升级功能：

系统具有开放的数据接口，方便后期监测点的增加和扩容；

◆ 系统安全权限设置功能：

权限设置提供完善的安全认证，非法用户不能进入系统，合法用户根据权限可进行相应的操作。

售汽管理系统软件界面如下：

远程监控系统界面如下：

IC卡充值界面如下：

5、系统特点

基于GPRS或CDMA无线网络实现大范围内管线运行状态监测，为用户省去了昂贵的网络建设和维护费用，实时性高，组网费用低；

监测信息丰富真实，系统响应速度快；

大容量数据库，历史数据存储没有后顾之忧；

多个分中心支持，无线接入，方便用户管理；

高可靠工业级设计，维护简单；

经济效益、社会效益显著,运行成本低廉；

系统扩展性：系统应具备强大的扩展功能，可随时增加用户，硬拷贝功能、报表打印功能、计算工具功能。

6、整体细节描述

（1）财务部充值管理系统：

负责蒸汽预付费的缴费充值、贸易结算和蒸汽用户付费情况的监控。

具有登陆级别识别功能，根据不同系统登陆级别管理查看用户缴费信息。

充值收费管理系统预留与银行系统对接接口方便用户缴费充值。

（2） 远程蒸汽数据管理系统：

负责现场蒸汽参数的产看、汇总、分析，具有蒸汽数据异常提醒、断电报警、计量柜开箱报警功能。

可设定用欠费额度，当用户的剩余热量还剩20%时，用热单位的相关领导及财务人员会收到一条善意的提醒短信，当剩余热量还剩10%时，会收到催促缴费的短信，当还剩5%时，会收到警告关阀的短信，欠费后自动关闭阀门，并短信告知。

可根据操作员权限远程控制阀门启停。

用可按区域划分不同的用户、注明长期用户和季节性用户，能单独显示用户子站的全测量参数及设置参数。自动生成各热用户的瞬时流量、温度、压力、累计流量、频率或差压的并行历史曲线，并可查询任意用户、任意参数、任意时段的历史数据，历史数据和曲线应便于转存和打印。能生成各热用户的用汽量日报表，月报表及年报表，且可生成分时等特殊报表的功能。任意组合用户测量趋势、测量参数累计、故障时段等趋势记录通过打印机打印输出。

IC卡预付费控制箱：

（1）负责通过与现场积算仪或流量计的通讯采集流量或热量数据，并根据使用流量扣除余额流量或热量，具有余额不足分阶段短信提醒功能，当用户发生欠费时，蒸汽阀门自动关闭，并主动上报中心阀门状态。

（2）具有蒸汽数据异常自动提醒功能，发现差异化数据主动上报中心蒸汽数据异常状态，并可根据异常状态提醒中心是否关闭蒸汽阀门。

（3）具有阀门阶段性开启功能，由于蒸汽管道长时间关闭阀门有冷凝水现象，如果较大口径蒸汽管道一次性开启阀门会造成蒸汽管道震动现象，造成对管道和人员安全，所以IC卡预付费控制箱会根据时间阶段缓慢开启蒸汽阀门，防止这一现象的发生。

（4）具有计量柜开箱报警功能，发现有人打开箱门自动上报开箱状态，并可以短信报警联动。

（5）具有市电断电自动报警功能，当220v或380v市电断电，自动转为UPS供电并上报断电提醒。

其它扩展功能：

（1）非法闯入计量间自动探测感应，抓拍图像，自动上传中心图像及入侵报警。

      （2）手机APP充值(需要第三方银行、微信、支付宝支持)、查看充值历史数据功能。