模塊化換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)測自動控制平臺

1、基于物聯(lián)網(wǎng)的模塊化換熱站遠(yuǎn)程控制平臺一.研發(fā)背景 民生問題，是近年來黨和政府越來越關(guān)注和重視的問題，我們供熱企業(yè)不僅涉及到民生，更是民生基礎(chǔ)保障的重要環(huán)節(jié)，而換熱站的運(yùn)行情況，和各種設(shè)備的工作狀態(tài)，工作效率，決定著二次網(wǎng)供熱效果，這個效果便是衡量供熱企業(yè)合不合格的唯一標(biāo)準(zhǔn)，所以領(lǐng)導(dǎo)對換熱站運(yùn)行情況的及時掌握，也是高層管理人員對供熱生產(chǎn)運(yùn)行工作 相應(yīng)做出合理部署的重要參考依據(jù)。根據(jù)不同情況 突發(fā)情況快速做出正確操做 調(diào)整也是基層管理者（換熱站長）日常工作，工作量很大，效率不高的主要原因之一， 然而如今科技的進(jìn)步使得這些工作都可以利用電子技術(shù)自動完成，但是先進(jìn)的科技必然和大量的資金成正比，作為利潤

2、不高的傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，節(jié)能降耗工作必然也體現(xiàn)在節(jié)約成本降低投入上，然而動輒數(shù)十萬，上百萬，千萬的現(xiàn)代化改裝和維護(hù)改造成本又讓企業(yè)望而興嘆，即便解決了資金投入，實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中完整的現(xiàn)代化改造方案大體上能夠達(dá)到，預(yù)期效果，但由于各個換熱站不同情況 和不同環(huán)境以及其他因素，在實(shí)際使用中實(shí)用性大打折扣，二.系統(tǒng)目標(biāo) 在降低建設(shè)和使用維護(hù)成本的前提下，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在開放的移動客戶端，遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測，存儲換熱站數(shù)據(jù)，對換熱站實(shí)時補(bǔ)水泵和循環(huán)泵遠(yuǎn)程自動運(yùn)行和遠(yuǎn)程手動干預(yù)，從而達(dá)到降低成本，降低消耗，減少人力資源開銷的目的 三.理論概述首先， 該系統(tǒng)使用載體是使用者自己的智能手機(jī)，也可以是pc，通過登錄平

3、臺軟件， 頁面以單個換熱站為單位， 直觀的動態(tài)的顯示所采集的數(shù)據(jù)和換熱站設(shè)備自動運(yùn)行狀態(tài)，并且按時段全天候自動存儲采集點(diǎn)數(shù)據(jù)， 制作運(yùn)行情況曲線圖和數(shù)據(jù)表格，為手動控制補(bǔ)水泵啟停，調(diào)節(jié)循環(huán)泵頻率，提供參考， 在水箱內(nèi)設(shè)置傳感器，在水箱水位低于警戒水位時自動強(qiáng)制關(guān)停補(bǔ)水泵和循環(huán)泵，并且報警，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)分為兩大模塊1：補(bǔ)水泵： 采集二次網(wǎng)回水壓力，使補(bǔ)水泵在二次網(wǎng)回水壓力上下限之間自動運(yùn)行。 也可手動遠(yuǎn)程控制啟停。 同時動態(tài)監(jiān)測補(bǔ)水泵工作頻率，后臺存儲，生成曲線圖和數(shù)據(jù)表格。 用戶可以在自己的智能手機(jī)上登錄平臺，遠(yuǎn)程設(shè)置二次網(wǎng)回水壓力上下限值，使補(bǔ)水泵自動運(yùn)行在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)， 還能通過預(yù)設(shè)多個

4、運(yùn)行時段，使補(bǔ)水泵按照時段自動運(yùn)行， 2：循環(huán)泵：遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測二次網(wǎng)循環(huán)泵工作狀態(tài)和平率頻率并且頻率數(shù)據(jù)，生成曲線圖，制作表格動態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測二次網(wǎng)供水和回水溫度數(shù)據(jù)生成曲線圖，制作表格遠(yuǎn)程控制循環(huán)泵工頻或變頻遠(yuǎn)程手動調(diào)節(jié)循環(huán)泵工作頻率數(shù)值遠(yuǎn)程手動控制循環(huán)泵啟停四.信號采集和通訊理論 幾種管網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)建設(shè)方案的比較近年來，應(yīng)用GPRS通信作為組網(wǎng)方式進(jìn)行供水管網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，已逐漸普及應(yīng)用。在監(jiān)測點(diǎn)的建設(shè)方面，早期項(xiàng)目往往采用“傳感器、現(xiàn)場儀表+PLC+DTU”,或者“傳感器、現(xiàn)場儀表+RTU+DTU”的解決方案上述兩種測控點(diǎn)方案，系統(tǒng)規(guī)模大、造價高，相應(yīng)的建設(shè)周期長、維護(hù)成本高。并且，由于數(shù)據(jù)

5、采集與網(wǎng)絡(luò)通信由獨(dú)立的兩部分設(shè)備分別承擔(dān)，而大部分不具備現(xiàn)場數(shù)據(jù)存儲的功能，造成監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)安全性低（GPRS網(wǎng)絡(luò)通信故障時，采集數(shù)據(jù)丟失）、應(yīng)用靈活性弱（不同通信協(xié)議、速率、格式的RS485接口儀表，要同時應(yīng)用，困難性較高）等不理想狀況遠(yuǎn)程測控終端功能及指標(biāo)介紹1， 精密的集成化設(shè)計：本地測控數(shù)據(jù)采集、大容量記錄存儲、GPRS/SMS數(shù)據(jù)通信融于一體，提供高性價比的解決方案。2， 測控端口基本配置：4路模擬信號輸入、4路開關(guān)/脈沖信號輸入、2路繼電器觸點(diǎn)輸出。3， 高精度的模擬測量：模擬通道搭載高品質(zhì)D-S型16-bit ADC，內(nèi)嵌硬件數(shù)字濾波，具備卓越的抗干擾特性。模擬通道可接入0-10

6、V,0-5V,4-20mA等各類標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出信號。 每個通道均經(jīng)過嚴(yán)格老化和精密校準(zhǔn)，確保測量精度達(dá)到高度可信賴的0.1%范圍之內(nèi)。確保用戶測量精度在傳輸環(huán)節(jié)沒有損失，遠(yuǎn)非采用低端10-bit/12-bit SAR型ADC方案可以比擬。4， 開關(guān)通道可接脈沖：支持開關(guān)通斷觸點(diǎn)輸入 高低電平輸入 計數(shù)脈沖輸入。5， 繼電器控制輸出：  一組為常開觸點(diǎn)，一組為具備公共端、常開、常閉端觸點(diǎn)。 繼電器長時間吸合不需要維持電流。 繼電器觸點(diǎn)支持?jǐn)嚯娪|點(diǎn)狀態(tài)保持。 繼電器輸出可以與報警事件關(guān)聯(lián)。6， 端口檢測報警識別：支持模擬通道高低報警 開關(guān)通道觸發(fā)報

7、警 支持模擬通道、脈沖計數(shù)通道變化率報警。7， 數(shù)據(jù)中心靈活配置：支持永遠(yuǎn)在線 定時上線 短信控制上線。數(shù)據(jù)中心主要功能：支持測控數(shù)據(jù)采集 遠(yuǎn)程控制 存儲記錄訪問遠(yuǎn)程設(shè)置參數(shù) 報警信息處理 GSM網(wǎng)絡(luò)信息查詢8， 可靠的GPRS通信：支持固定IP/域名解析訪問 支持TCP/UDP數(shù)據(jù)協(xié)議 采用自動心跳包技術(shù)。充分測試和優(yōu)化的通信故障容錯機(jī)制，確保RTU準(zhǔn)確及時地與數(shù)據(jù)中心恢復(fù)通信。9，SMS通信主要功能： 支持可編輯內(nèi)容的報警短信向預(yù)設(shè)手機(jī)號碼發(fā)送。 支持短信呼入查詢與設(shè)置數(shù)據(jù)中心參數(shù)、短信控制登陸數(shù)據(jù)中心。10，RS485通信功能： 支持300115200bps不同速率、格式、通信

8、協(xié)議的RS485自由通信?？深A(yù)設(shè)48組定時RS485定時訪問數(shù)據(jù)，并且將通信結(jié)果自動存儲、上報。用戶可配置的RS485通信等待時間參數(shù)，以及失敗重發(fā)機(jī)制。 支持報警事件關(guān)聯(lián)觸發(fā)的RS485通信訪問。11，測控記錄存儲管理： 存儲容量達(dá)到3萬條記錄，包括：模擬/開關(guān)通道測量記錄、RS485接口定時通信記錄、報警事件記錄等。支持?jǐn)?shù)據(jù)中心靈活查詢管理各類存儲記錄。12，均衡的低功耗設(shè)計： 面向野外小型太陽能供電電源環(huán)境設(shè)計，整機(jī)平均耗電流60mA（常規(guī)聯(lián)網(wǎng)、通信待機(jī)）。 搭載高品質(zhì)保持繼電器，繼電器長時間吸合，不需要維持電流，以節(jié)約耗電。五.優(yōu)勢及特點(diǎn) 1該平臺控制系統(tǒng)的建立，極

9、大程度的利用換熱站內(nèi)現(xiàn)有的設(shè)備，所以有效的控制了建設(shè)成本，降低了安裝工作量，實(shí)現(xiàn)了投資少，建設(shè)快，施工簡單，換熱站可不停泵安裝調(diào)試。 2該平臺系統(tǒng)軟件和測控系統(tǒng)完全自主開發(fā)，不加密，僅租借服務(wù)器，最大程度減少使用成本，減少維護(hù)，升級，使用，改造資金，可以根據(jù)不同運(yùn)行任務(wù)靈活搭配遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)模塊，也可以根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)想法，設(shè)計自動控制方案，自動控制邏輯，以及自動 手動遠(yuǎn)程控制方案。 3 該平臺為模塊化設(shè)計，便于增減檢測或控制設(shè)備，無需改動系統(tǒng)，即可根據(jù)站長實(shí)際工作需求，針對單個換熱站運(yùn)行情況進(jìn)行個性化系統(tǒng)設(shè)計，測控模塊選裝，也可以根據(jù)換熱站運(yùn)行特點(diǎn)，環(huán)境，結(jié)合換熱站長自身工作需要，針對某換熱站，單獨(dú)設(shè)

10、計靈活制定該換熱站遠(yuǎn)程監(jiān)測，遠(yuǎn)程控制方案，沒有參考價值的監(jiān)測的數(shù)據(jù)點(diǎn)就不安裝設(shè)備避免浪費(fèi)，沒有實(shí)際意義的遠(yuǎn)程控制設(shè)備就不控制，遠(yuǎn)程監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量多，多到可以監(jiān)測換熱站內(nèi)任何點(diǎn)為數(shù)據(jù)，因?yàn)橐岳酶脑飕F(xiàn)有設(shè)備為主，所以即使增加設(shè)備和控制端，也能控制預(yù)算在極低范圍內(nèi) 4 該系統(tǒng)平臺側(cè)重點(diǎn)在于利用先進(jìn)的通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)小流量不間斷傳輸遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，控制指令信號，動態(tài)監(jiān)測被檢測設(shè)備實(shí)時的具體的工作狀態(tài)，為自動控制，或遠(yuǎn)程手動控制，提供更具體，更全面，更有參考價值的數(shù)據(jù)分析，所以不與現(xiàn)有自控系統(tǒng)重疊，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，把原來需要到現(xiàn)場操作的行為隨時隨地，遠(yuǎn)程操作，并且平臺主要為遠(yuǎn)程控制開放式登錄對登錄設(shè)備要求低，

11、使用者可隨時用訪客ID動態(tài)檢測數(shù)據(jù)，但發(fā)送不了控制命令，也可隨時使用管理者ID遠(yuǎn)程對檢測設(shè)備進(jìn)行自動控制參數(shù)設(shè)定，和檢測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，分析設(shè)備歷史數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程手動控制，遠(yuǎn)程控制設(shè)備啟停，還可讓設(shè)備自動 手動運(yùn)行共存 5監(jiān)視功能可記錄儲存數(shù)據(jù)圖表，用圖表遠(yuǎn)程 清晰 即時顯示過去一段時間該設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)或傳感器采集數(shù)據(jù)，從而給設(shè)備或傳感器故障做出精確判斷，遠(yuǎn)程控制該設(shè)備，甚至能通過狀態(tài)圖表（設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)曲線圖，狀態(tài)表格）提前發(fā)現(xiàn)故障（如監(jiān)測換熱站管網(wǎng)流量數(shù)據(jù)，可根據(jù)采集流量數(shù)據(jù)，分析用水量，判斷丟水，通過監(jiān)測水泵運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)，自動生成曲線圖分析運(yùn)行狀態(tài)，作為預(yù)測，或?qū)崟r監(jiān)控水泵故障的重要依據(jù)),均可系統(tǒng)遠(yuǎn)

12、程控制，如果想讓水泵自動運(yùn)行（如補(bǔ)水泵，站長可通過遠(yuǎn)程設(shè)置二次網(wǎng)回水，上行限制，或下行限制，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水泵自動運(yùn)行，（回水壓力過大，手機(jī)收到水泵停車報警信息，系統(tǒng)會自動停泵，壓力小了，系統(tǒng)也會發(fā)送信息通知站長已自動起泵），也可以讓水泵啟停根據(jù)設(shè)置的時間段開閉，半自動率運(yùn)行，并且自動制作曲線圖，清晰判斷水泵工作狀態(tài) 如通過檢測出水溫進(jìn)水，回水溫度，遠(yuǎn)程精細(xì)判斷二次網(wǎng)供水效果，換熱器工作狀態(tài)，主要可以根據(jù)二次網(wǎng)溫度曲線圖遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)本站工作狀態(tài)，更好的幫助站長無需到達(dá)現(xiàn)場遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)大網(wǎng)平衡 如根據(jù)水泵運(yùn)行曲線圖判斷水泵故障或遠(yuǎn)程選擇自動或手動） 6 由于平臺登錄隨時隨地，所以管理層人員無論身在何地都能同時遠(yuǎn)程監(jiān)視所有換熱站參數(shù)，工作狀態(tài)，或設(shè)置運(yùn)行數(shù)據(jù)，在操作界面隨時掌握各換熱站各項(xiàng)參數(shù)，或設(shè)置，這對于基層管理員（換熱站長）而言可以更好的掌握其管轄站情況，隨時手動調(diào)整設(shè)備或更新自動運(yùn)行參數(shù)。四.實(shí)驗(yàn)論證以管理員身份進(jìn)入主操作界面，左側(cè)顯示各站名稱，點(diǎn)擊想查看站名進(jìn)入該站控制檢測界面，（實(shí)驗(yàn)站為科苑E），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目如圖所示（可根據(jù)需要任意添加），控制項(xiàng)目選高區(qū)，低區(qū)補(bǔ)水泵，管理員可以根據(jù)參數(shù)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，手動開啟補(bǔ)水泵，也可以選擇進(jìn)入補(bǔ)水泵自動控制頁面，自