天津市燃气集团有限公司(以下简称燃气公司)作为全市燃气供应的主导企业，承担着天津市95％的燃气供应任务。随着经济建设的飞速发展，天然气的供应量正以每年20％的速度递增，2004年天然气的供气量达到5×108m3，尤其是商业用气量与居民用气量的比例已由1999年的2：8提升到2005年的8：2。供气结构突破性的变化预示着大型商业用户的数量在不断增加，随之而来的就是大型商业用户用气量的计量与收费问题。燃气公司所供大型商业用户基本采用在用户单位装设现场流量仪表的方式，由收费员每月定期查表收费，再以月报的形式上报给管理部门。管理人员只能通过报表的数据来了解用户每月的用气状况。当流量仪表出现故障时，用户常因各种原因没有及时报修，而收费员不是每天巡视只是定期巡视，等到收费员发现时，故障期间无法准确计量而产生的气量损失是很难确定的，这给燃气公司造成不应有的损失。
为了避免燃气公司的经济损失，为适应企业发展的需要和现代化管理的需要，必须采用先进的技术实现科学化的管理。2004年天津燃气集团有限公司建立了一个可以实现远程监控大型商业用户流量仪表运行状况的系统，即大型商业用户燃气流量计量远程采集管理系统。
1 系统的组成
燃气流量计量远程采集管理系统由主站和分站(可扩展到1024个分站)组成。主站设在燃气公司调度中心，由主站监控计算机(包括数据处理服务器)、主站数据采集控制器、主站数据通信收发机Modem等设备组成。分站即现场采集站，由分站数据采集控制器、分站数据通信收发机Modem等组成。主站与分站的通信采用800 MHz的无线数据通信网(诺特网)作为数据传输的载体。
2 系统的工作原理
系统工作时，首先由分站的数据采集控制器通过智能型计量仪表通信芯片上的485通信接口，采集实时流量数据，将其转换成具有标准通信协议的数据包，利用数据通信收发机Modem将数据包发送出来，然后通过无线数据通信网传输到主站的Modem。主站数据采集控制器从主站Modem上提出数据包，再通过标准的通信协议将数据包转换成流量数据存入主站数据处理服务器的数据库中，利用软件管理程序实现流量数据的实时显示和各类统计分析报表。
2．1 现场采集站
在每个大型商业用户计量仪表安装的位置设置一个现场采集站，来完成基础计量数据的采集和传输工作。为了保证流量计量数据的准确，我们采用直接从计量仪表内采集计量数据的方式。
流量计量数据的采集过程是整个系统运行的关键。各个商业用户的运行工况不一样，选用的计量仪表的型号及生产厂商也各不相同，而每个计量仪表的通信协议也各不相同，必须针对不同的计量仪表编制不同的程序，才能实现计量数据的采集。对用户现场计量仪表使用状况的调查发现有7种不同的通信协议，并且有时同一站内采用不同厂商生产的计量仪表，通信协议也不相同。因此，我们使用c++语言进行自主编程，通过标准的485通信接口，将不同的通信协议转换成标准的ModBus通信协议，然后利用数据采集制控器SCADAPACKl00将流量数据采集出来，从而完成流量数据的采集。
2．2 数据通信网络
在完成数据采集后，通过无线数据公网将数据传输到主站。本系统采用天宇网络集团公司运营的无线数据通信诺特网作为通信介质。诺特网采用先进的爱立信Mobitex技术为网络传输平台，以分组数据技术为基础，采用蜂窝式组网方式，由网络控制中心(NCC)、分组交换机(MX)、无线基站(BRU3)、 IP网关(IAS)、用户终端等部分组成，具有信息传输
快捷安全、系统容量大、抗干扰力强、数据传输准确可靠、网络运行稳定等特点。此外，也可以采用 GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)进行数据传输。GPRS与诺特网相比较，它的最主要的优点就是网络的覆盖面大，而诺特网的覆盖范围相对有限。目前，这两种通信方式都在运行。
2．3 主站控制系统
主站的数据采集控制器采用的是SCADA— PACK32，它功能强大，通过以太网口与计算机通信，采用标准ModBus通信协议，可实现与分站的系统集联，具有保存、转发的功能。
2．4 数据的传输
主站的数据采集控制器SCADAPACK32发送带有站号的数据包到Modem上，通过诺特网传输到相对应分站的Modem上，分站的Modem把数据包传给分站的数据采集控制器SCADAPACKl00，分站数据采集控制器SCADAPACKl00接收到主站指令后返回数据包。主站发送的数据包包含有分站的站号、要读取分站寄存器的起始地址、读取的个数以及校验码。主站收到的分站返回的数据包包括相应分站的温度、压力、瞬时流量、累计流量等数据。主站分别对各个分站进行轮询，在轮询期内如果发现个别分站的数据有误，则再发读取命令，直到返回正确的数据。
2．5 主站计算机管理软件系统
主站计算机管理软件系统采用iFix作为监控组态软件，iFix driver作驱动，来读取主站数据采集控制器SCADAPACK32寄存器内的数据，并且定时将其写到SQL Server数据库里。再用VB编写的界面程序，调用SQL Server数据库中的数据，显示给用户。用VB直接调用数据库中的数据，数据准确、可靠，并利用趋势图、棒图、数据表格等多种形式对数据进行显示、分析，具备查询、报表等管理功能，能较好地满足使用者的工作需求。
3 管理软件系统的主要功能
3．1 流量计量数据实时监测
利用数据综合一览表将SQL数据库中的数据实时显示出来，完成对所有站点数据的综合一览、实时监测等功能。用户可以实时监测各个站点的温度、压力、瞬时流量、累计流量。
3．2 历史数据查询
在历史数据查询界面，用户可以查询到各个站点、各个时间段的历史记录，并能查询在同一时间区域内所有站点的历史记录数据。
3．3 图形显示
以趋势图和棒图的形式来显示出相关站点、所选参数的变化趋势。
3．4 统计报表
根据用户的需求分别按年、月、日做出统计报表，所有报表均为标准的Excel格式，用户可方便地对其进行查询、打印。
4 系统工程造价及运行费用
每座现场采集站的工程造价为25000元，主站的工程造价为45000元，管理软件系统开发编制费为60000元。如果现场采集站的计量仪表需要改造，主要是智能型计量仪表的通信芯片的改造费，由计量仪表厂商提出，属不可预见费。
系统的运行费用主要由主站通信费、现场采集站通信费组成。其中，主站的通信费为200形月，现场采集站通信费采用诺特网时55形月，采用 GPRS时30形月。
5 系统的特点
①充分利用计算机通信技术，通过采用数据采集控制器将流量数据直接从计量仪表中提取出来，杜绝了将脉冲信号转换成标准的4—20mA电流信号所造成的误差。
②采用自主编程的方式，利用一个数据采集控制器实现与多个具有不同通信协议的计量仪表进行通信。
③采用了先进的诺特网及GPRS无线数传技术，实现数据的远程传输，数据传输稳定，极少出现丢数、错数现象。
④通过对系统数据的监测，可以及时发现计量仪表是否处于正常的工作状态，减少计量损失。
⑤系统可与公司内部局域网连接，经过授权的计算机均可随时查询并打印所需的流量数据，享用系统数据分析结果，实现资源共享。
⑥系统可以与燃气管网调度系统进行链接，每建一个现场采集站相当于增加了一个调度站，一次投资多方受益。
⑦新建高一中压调压站采用此系统既能完成自控功能，也能完成流量计量及其他数据的远传。
6 结语
大型商业用户燃气流量计量远程采集管理系统经过逾1a的运行，充分证实了该系统的可靠性、数据的正确性以及系统的可扩展性，为燃气行业提高对大型商业用户的管理力度以及优化管理模式提供了一种新方法。
