通信热能表的发展概述

　　当今世界已经是一个高度信息化、高度自动化的社会，推动社会高速发展的原动力无疑是已经日新月异的数字通信技术。从我们日常使用的手机，到随处可及的高速互联网，我们无时无刻不在享受着数字通信技术给我们的生活带来的方便和快捷。

　　在工业自动化领域，数字通信技术也得到了普遍的应用。由计算机和具有通信功能的智能化仪表组成，通过数字通信技术构成的工业自动化网络已经成为了此领域未来的发展趋势。远程控制和集中管理已成为工业自动化网络的基本特征。为适应这一需求，一些重要的仪器、仪表也都设计了数字通信端口并采用了一些先进的串行通信技术。比如：profi-bus,CAN-Bus,M-Bus等等。自动化网络采用数字化通信技术后，比以往传统的控制系统显示出诸多优点：数据准确可靠、抗干扰性强，数据传输距离远，传输数据量大，总体投资减少等。基于以上的优点，也为了实际运行管理的需求，在热能表行业也逐步开始应用数字通信技术。根据EN-1434标准，欧洲热能表已经设计了数字通信端口，协议采用M-Bus。具有此功能的热能表能输出热量值、累计流量、供水温度、回水温度、及供回水温度及温差等信息，而且可以实现网络化管理和集中控制。正是有了这些新技术在热能表中的应用，为我们以通信方式完成热能表的检定创造了条件，使热能表的自动检测成为了现实。

　　通信方式检测热能表的实现

　　由于，欧洲对数据通信的标准制定起步较早，所以热能表有一套统一和严格的数据通信标准（详见EN-1434-3）。依据我国的国情和我国热能表的发展趋势来看，热能表的数据通信型式会有：RS-485,RS-232或M-Bus这几种。RS-485可以说是现阶段在我国应用最为广泛、成熟的数字通信标准。现有的RS-485多采用半双工的工作方式，也可以组成网络，一台主设备可以与255台从设备进行数据交换。而且，采用两芯通信线和总线方式给组建网络带来很多方便。RS-485网络的抗干扰性强，通信距离最远可达到 1.5 公里，网络数据传输速度可达到9600Kbps。但是RS-485端口不能和个人计算机的九针串口相联，需要外接转换设备。RS-232通信标准是历史最为悠久的串行通信方式，每台个人计算机都配有九针的标准转型通信端口。通信线也为九条，工作方式为全双工，数据传输速度能达到9600Kbps。与RS－485通信标准相比较，因为RS-232通信标准可以直接和个人计算机连接，所以在通信环境没有较大干扰和不需要网络时一样发挥着重要的作用。综上所述，户用热能表无论具备以上哪一种通信形式，都可以在热能表的检测中得以应用。

    作为国内第一套热能表检定装置的制造商，作为国内最早开始生产热能表的厂商之一，赛恩公司一向以意识超前、领先技术作为产品制造的宗旨。已推出的标准表法检定装置中，供回水温度的采集和恒流量控制系统都已采用了数字通信技术，逻辑运算、信号的采集由性能稳定而且扩展能力强的工业计算机完成。由于采用了扩展能力强的工业计算机，使在原有系统中增加串行通信设备非常方便。原软件系统已使用了串行通信控制程序，给以通信方式完成自动检测提供了许多技术上的保障。就赛恩公司现已推出的标准表法热能表检定装置和即将推出的质量法热能表检定装置而言，只要在硬件方面增加一些设备，软件方面做一些调整都可以具备以通信方式完成热能表自动检测的功能。检测不具备通信功能的热能表时延用小键盘输入法,具有通信功能的热能表检测使用通信方式。在硬件方面主要是增加一些支持以上所述通信形式而且由计算机控制的串行通信设备。具有这样功能的设备繁多，主要有串行通信扩展卡、串行通信模块、可编程控制器PLC等型式。串行通信扩展卡多以ISA、PLC计算机总线为主，使用时插入计算机的ISA或PLC扩展槽内，直接在计算机上增加串口数量。串行通信卡多以RS－485、RS-232或RS-422通信形式为主，通过高级语言控制卡上各端口数据的读取和指令的发送。串行通信模块同样具备支持RS－485、RS-232或RS-422等多种通信型式，支持多串口功能。它独立于计算机外单独供电，使用串行通信与计算机联系。通常是RS-232 COM口、TCP/IP以太网网卡或USB口。如今常用于工业领域的可编程控制器PLC,也在工业网络技术的影响下得到了迅速的发展。PLC已从处理传统的开关量和模拟量发展到具备种类繁多的功能模块。其中也包括各种各样的通信模块，如RS－485、RS-232、TCP/IP或profi-Bus,CAN-Bus,M-Bus。它有稳定可靠的工作特性和强大的逻辑运算能力，通过预先编制好的程序，可编程控制器即可以胜任热能表检定系统中各项精确控制任务，也可以完成对被检表的数据采集。甚至可以完成对标准热量值和被检表热量值的比较运算。可编程控制器PLC多采用RS-232 COM口的形式与计算机连接。软件系统可以依据可编程控制器自身的通信协议与之进行实时通信，从可编程控制器的内部寄存器读取所需的数据。测试系统中我们可以根据需要灵活的完成硬件的配置。如果被检通信热能表采用RS-485或M-BUS总线形式，便可采用单串口形式以主站向各从站分别发出采集参数指令。这种配置的最大的优点在于硬件成本低、通信线连接简单。如被检通信热能表不具备总线型通信方式，可采取多串口设备。在软件方面，只要在原有热能表检定装置软件系统中根据被检热能表的通信协议，加入通信控制程序。计算机通过串行通信设备即可和被检表进行通信。

　　天津赛恩电子技术有限公司已在现有的比较法检定设备上设计了检测通信热能表(RS-485)的方案。即在原有计算机PCI扩展槽中安装RS-485通信卡，通过配置使其占用COM3的I/O地址，使其成为PC系统的COM3串行通信口。在软件系统开始正常测试时，首先向连接在RS-485总线中的各被检表发出从站地址查询指令,从站接收到正确的查询指令后，立刻做出响应并向主站发出各自的地址信息。查询指令的数据格式包括：起始帧、仪表种类代码、功能控制码。主站在接受到各从站地址后即可以向所需从站发送数据请求指令。从站在接收到数据请求指令后，便向主站发送数据。数据请求指令数据格式包括：起始帧、仪表种类代码、地址码、功能控制码、数据、校验码、结束帧。数据请求指令过程重复数次，即可完成整个自动检测所需数据。

　　热能表的自动检测过程和方法

　　进行测试时，首先将被检表固定在检定装置上，待系统瞬时流量值和恒温槽温度稳定后便可开始测试。这时只需用鼠标点击计算机控制界面上的一个“开始测试“按钮，软件系统作为主站便向作为从站的被检表发出数据请求的命令帧，被选择的热能表根据命令帧的要求作出响应，按通讯协议发出相应的各项参数信息，如：热量值、累计流量、供回水温度及温差等。软件系统在接收到热量值和累计流量值、供回水温度及温差的同时，记下系统中标准热量值和标准累计流量值、标准供回水温度及温差，此时采集的各项数据作为测试的初始数据。待被检表满足一定测试要求后，软件系统再次向指定被检表发出数据请求命令，被检表作出响应后，向工控机软件系统发出包含有热量值、累计流量值、供回水温度及温差值等基本数据的的信息帧，软件系统同时记录检定系统中标准热量值和标准累计流量值、标准供回水温度及温差，此时采集的各项数据作为测试的终止数据。检定系统取得被检表的初始热量值、初始累计流量值、终止热量值和终止累计流量值、供回水温度及温差后，从而结束一次自动检测过程。根据热能表检定规程，被检表的初始、终止数据与标准初始、终止数据严格按照标准的误差计算公式进行误差分析。测试过程中采集的数据和相关特征参数系统自动保存，历史检定记录可以组合多种条件进行查询和统计，查询结果以标准报表的形式打印输出；根据使用单位具体情况，系统生成并打印检定报告、检定证书和检定结果通知书。

　　通信方式完成热能表自动检测的优点

  　以通信方式完成热能表的自动检测较之以前测试系统中所采用的小键盘输入法有诸多进步。在以前的检测系统中，要靠人工通过小键盘在热能表的热量值或累计流量值刷新的同时输入初始（终止）热量值或初始（终止）累计流量值，这种测试方法引入了一定的不确定因素。 采用通信方式进行测试后，就不会出现以上所述的情况。因为以数字通信方式采集热能表的数据是精准、可靠的，整个过程完全由计算机控制，没有人为参与。采用通信方式进行测试后，响应时间造成的误差几乎为零，进一步提高测试系统测试精度。采用通信方式进行测试时，软件系统可以在一个响应过程中，采集到被检热能表的热量值、累计流量值和供回水温度及温差，即可以在一个检定过程中完成整体检定和分体检定的全过程。这样即节省了人力、降低了劳动强度又提高了检测的效率。

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