【摘要】通過IOTACS無人職守?fù)Q熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的建設(shè), 能極大地提高供熱企業(yè)的管理水平, 并通過換熱站的優(yōu)化節(jié)能控制運(yùn)行策略, 為供熱企業(yè)節(jié)省大量的煤耗、電耗, 創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
【關(guān)鍵詞】節(jié)能 無人職守?fù)Q熱站 熱網(wǎng)監(jiān)控 管網(wǎng)平衡 云計(jì)算 節(jié)電40% 節(jié)煤10%
【安裝單位】 煙臺(tái)東昌供熱有限責(zé)任公司
【安裝時(shí)間】 2012年
【換熱站數(shù)量】 50
前言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和人民生活水平日益提高, 社會(huì)對(duì)環(huán)境的要求越來越高。近年來國(guó)家大力提倡城鎮(zhèn)集中供熱, 改變?cè)瓉砀鲉挝�、各片區(qū)自己供熱、單獨(dú)建立鍋爐房給城市帶來的污染, 由城市外圍的一個(gè)或者多個(gè)熱電廠提供熱源, 市內(nèi)各片區(qū)建立換熱站,統(tǒng)一給用戶供熱。這樣就大大減少了燃煤對(duì)城市環(huán)境的污染, 同時(shí)也節(jié)省了能源, 所以可以說這是一項(xiàng)即造福當(dāng)代人民又造福后代子孫的偉大工程。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異, 尤其是計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的迅速發(fā)展, 自動(dòng)控制水平也得到了快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用, 尤其是在人們對(duì)供熱質(zhì)量的要求不斷提高和能源緊張的今天, 提高供熱質(zhì)量同時(shí)節(jié)約能源勢(shì)在必行。所以, 目前各地供熱公司新建換熱站大多都是無人值守?fù)Q熱站, 同時(shí)對(duì)老的換熱站的改造也在向無人值守?fù)Q熱站靠攏。
一、項(xiàng)目概況與需求：
煙臺(tái)東昌供熱公司原有一套PLC 監(jiān)控系統(tǒng)，因監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)已故障，無法繼續(xù)使用。供熱公司欲建立新系統(tǒng)，恢復(fù)監(jiān)控功能并加以改造升級(jí)。
1.1 工藝流程示意圖（圖一）：
圖一
1.2 工藝設(shè)備及其監(jiān)控需求：
1.3 公司調(diào)度和換熱站監(jiān)控中心要求：
（1）各換熱站的數(shù)據(jù)通過移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳輸，采用雙向穩(wěn)定的TCP 協(xié)議，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴?jì)算中心的有固定IP的服務(wù)器里。中心軟件平臺(tái)還可對(duì)各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、預(yù)警與管理，以及設(shè)備運(yùn)維信息的建檔管理。
（2）在每個(gè)換熱站設(shè)立本站監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)界面以觸摸屏形式表達(dá)，畫面簡(jiǎn)單，方便工人操作。
（3）宏觀掌握供熱系統(tǒng)運(yùn)行狀況、運(yùn)行質(zhì)量。保證供熱系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。對(duì)熱網(wǎng)的水力工況和熱力工況進(jìn)行全自動(dòng)調(diào)節(jié), 解決各換熱站的耦合影響, 消除熱網(wǎng)水平失調(diào), 平衡供熱效果。
（4）以節(jié)省總供熱量為目標(biāo), 在滿足熱網(wǎng)用戶基本采暖要求的前提下盡量減少總供熱量, 從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。更好地進(jìn)行供熱系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)及管理。及時(shí)檢測(cè)報(bào)告供熱系統(tǒng)故障, 作到防微杜漸, 防患未然。
（5）為熱網(wǎng)如何經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行提供分析基礎(chǔ)和分析依據(jù)。通過記錄的熱網(wǎng)運(yùn)行歷史數(shù)據(jù),在一個(gè)采暖期結(jié)束后與前期數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析, 查出主要能耗來源, 為今后的節(jié)能挖潛改造提供條件。
1.4現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的控制器要求:
1. 數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠, 并不要求過高的采集頻率。
2. 有一定的分析計(jì)算能力, 例如計(jì)算瞬時(shí)流量、計(jì)算供回水壓差、溫差等。
3. 有一定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力, 提供給遠(yuǎn)程的上位機(jī)管理軟件。
4. 工作方式切換功能
5. 參數(shù)設(shè)定功能�？山邮鼙O(jiān)控中心的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定, 也可接受現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏的參數(shù)設(shè)定;
6. 溫度、壓力、流量信號(hào)的采集功能;
7. 通訊功能。內(nèi)置通訊連接接口, 作為被叫方, 接受監(jiān)控中心的訪問命令、控制命令;
8. 連網(wǎng)全系統(tǒng)自動(dòng)控制功能。根據(jù)監(jiān)控中心下載的局部控制目標(biāo)參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。采用專家PID 調(diào)節(jié)算法、滯后調(diào)節(jié)等算法, 調(diào)節(jié)換熱器的一次管網(wǎng)高溫水流量( 通過控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)) , 從而控制二次網(wǎng)的供/回水溫度;
9. 獨(dú)立自動(dòng)控制功能。根據(jù)運(yùn)行人員通過現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏設(shè)定的參數(shù), 獨(dú)立完成控制任務(wù)。
10.手動(dòng)控制功能。運(yùn)行人員通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏直接設(shè)定電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度, 直接調(diào)整換熱站一次管網(wǎng)高溫水流量。
二、系統(tǒng)解決方案
2.1 總體設(shè)計(jì)思路
根據(jù)客戶需求和現(xiàn)場(chǎng)情況監(jiān)控系統(tǒng)整體分為兩大部分：
2.1.1熱力公司遠(yuǎn)程總監(jiān)控中心
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端及其通訊端口，通過GPRS 發(fā)射器和GPRS 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳
輸?shù)皆贫诉M(jìn)入到有固定IP地址的服務(wù)器里，把現(xiàn)場(chǎng)供熱站的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集進(jìn)入云計(jì)算中心，熱力公司的工作人員通過客戶計(jì)算機(jī)訪問云計(jì)算中心服務(wù)器數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)。監(jiān)控中心發(fā)送的命令也由此路徑執(zhí)行到受控設(shè)備。
2.1.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端系統(tǒng)
主要由我公司研發(fā)生產(chǎn)的IOTACS控制器組成，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的DTU通訊端口上傳，同時(shí)執(zhí)行各級(jí)中心下達(dá)的命令。
三、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心架構(gòu)
3.1 公司調(diào)度監(jiān)控中心
監(jiān)控中心設(shè)立在供熱公司，充分利用其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源及軟硬件設(shè)施，對(duì)其進(jìn)行完善，并
增設(shè)服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)備、工作站系統(tǒng)設(shè)備，建立統(tǒng)一的供熱實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理系統(tǒng)。
3.2云端系統(tǒng)組成
（1）基于云計(jì)算核心，用戶無需自建服務(wù)器，通過GPRS通訊方式與云端相連，完美實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
3.3系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能設(shè)計(jì)
（1）采用B/S結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于GPRS 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和云端技術(shù)之上的，軟件開發(fā)采用B/S 結(jié)構(gòu)方式設(shè)計(jì)，支持各種平臺(tái)的Web訪問模式設(shè)計(jì)，方便不同職能部門的工作人員工作。
數(shù)據(jù)匯集處理和前端控制程序等采用公司自主研發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，前端采用人機(jī)界面觸摸屏的的方式，監(jiān)控調(diào)度人員可現(xiàn)場(chǎng)在觸摸屏上完成所有操作。其他非監(jiān)控類人員使用瀏覽器訪問系統(tǒng)完成所有操作，采用B/S 體系結(jié)構(gòu)。
（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱站設(shè)備運(yùn)行情況、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及重要管網(wǎng)測(cè)點(diǎn)溫度、壓力數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)。
（3）實(shí)現(xiàn)對(duì)全部數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、預(yù)警與報(bào)表統(tǒng)計(jì)、曲線分析輸出功能。
（4）實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)點(diǎn)各種機(jī)電設(shè)備設(shè)施情況、維護(hù)情況規(guī)范化建檔管理。
（5）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)權(quán)限管理、安全管理、日志記錄管理功能。
（6）電子地圖可視化界面顯示
四.IOTACS熱網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)組成架構(gòu)
IOTACS終端主機(jī)具有5個(gè)485及232通道以及12個(gè)專用擴(kuò)展通道，核心系統(tǒng)支持線程模式，可同時(shí)采集多個(gè)通道的數(shù)據(jù)，通過擴(kuò)展通道可以擴(kuò)展大量的采集模塊以及抄表模塊，通過云計(jì)算中心能夠?qū)γ總�(gè)擴(kuò)展模塊的控制通道進(jìn)行采集控制，單個(gè)終端主機(jī)可擴(kuò)展至多達(dá)4096個(gè)A/D通道，1792個(gè)IO，1024個(gè)RS485接口以及512個(gè)12位D/A通道，具有極強(qiáng)的擴(kuò)展及控制能力。（IOTACS熱網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)控制中心主機(jī)箱，圖二）
圖二
IOTACS物聯(lián)網(wǎng)采集控制模塊集成觸摸屏控制，具有模糊控制算法，可以對(duì)輸入輸出接口進(jìn)行組合控制，自身就是一臺(tái)完整的小型控制終端，可以通過RS485接口級(jí)聯(lián)256個(gè)模塊進(jìn)行擴(kuò)展，并能夠跨模塊聯(lián)動(dòng)，連接Wiscloud DTU后可以進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行或完美的云端控制，可以與組態(tài)軟件、PLC等組網(wǎng)。（數(shù)據(jù)采集點(diǎn)示意圖，圖三）
圖三
結(jié)合高階硬件濾波及軟件濾波算法，抗干擾能力強(qiáng)，檢測(cè)精度高，在惡劣環(huán)境下輸出穩(wěn)定可靠！
3路RS485 MODBUS RTU標(biāo)準(zhǔn)通訊接口
2路RS232標(biāo)準(zhǔn)通訊接口
16路12位A/D采集接口
2路4-20mA輸出接口
7路開關(guān)量輸出，每一路可支持100mA負(fù)載
模擬量采集擴(kuò)展模塊 DTU無線發(fā)射模塊
IOTACS系統(tǒng)拓?fù)鋱D （圖四）
圖四
五.IOTACS熱網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)GPRS通訊架構(gòu)
通訊網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)工作站與各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站之間的數(shù)據(jù)傳輸, 數(shù)據(jù)交換, 是整個(gè)監(jiān)控項(xiàng)目的橋梁, 是保證熱網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，本系統(tǒng)采用GPRS無線通訊。
1. GPRS 無線通信的特點(diǎn)
(1) 永遠(yuǎn)在線: 通信時(shí), 不需要象PSTN 那樣要先撥號(hào)以后才能通信。用戶隨時(shí)都與網(wǎng)絡(luò)保持著聯(lián)系, 即使沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí), 用戶也仍然附著在網(wǎng)上與網(wǎng)絡(luò)保持著聯(lián)系。
(2) 快速登錄: GPRS 無線終端一開機(jī), 即已經(jīng)與GPRS 網(wǎng)絡(luò)建立了連接。每次登錄Internet
只需要一個(gè)激活的過程, 一般僅需要1到3 秒鐘。
(3) 高速傳輸: 由于GPRS 采用了先進(jìn)的分組交換技術(shù), 數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罡呃碚撝悼?71.2kb/s。
(4) 按量計(jì)費(fèi): GPRS 網(wǎng)絡(luò)按照用戶接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費(fèi)用。沒有數(shù)據(jù)流量傳輸時(shí), 用戶即使在線, 也不收費(fèi)。
(5) 覆蓋面廣: 目前, GPRS 網(wǎng)絡(luò)已基本覆蓋了所有GSM網(wǎng)絡(luò), 偏遠(yuǎn)地區(qū)不再是數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿^(qū)。
(6) 可移動(dòng)性: 企業(yè)對(duì)系統(tǒng)所有設(shè)備有自主權(quán), 無需與運(yùn)營(yíng)商交涉, 可以自由分配。
(7) 可靠性強(qiáng): 系統(tǒng)具有糾錯(cuò)、重發(fā)機(jī)制,從而確保數(shù)據(jù)的完整性和正確性。其次, 系統(tǒng)具有自動(dòng)恢復(fù)功能, 在GPRS 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)不穩(wěn)定的情況下, 保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作, 而無需人工干預(yù)。
(8) 安全性高: 系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中加入了加密機(jī)制, 數(shù)據(jù)可以在公網(wǎng)上安全地傳輸。
(9) 無人職守: 系統(tǒng)具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能, 從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制, 無人職守。
(10) 靈活方便: 系統(tǒng)依托相應(yīng)的軟件, 可以靈活實(shí)現(xiàn)點(diǎn)～點(diǎn)、點(diǎn)～多點(diǎn)、中心～多點(diǎn)的對(duì)等數(shù)據(jù)傳輸。熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下（圖五）:
圖五
六、IOTACS熱網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能
6.1遠(yuǎn)程采集
遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集可以定時(shí)采集, 也可以循環(huán)采集, 即可以采集當(dāng)前的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù), 也可以采集過去的歷史數(shù)據(jù)( 要求數(shù)據(jù)采集設(shè)備能存儲(chǔ)至少一周的歷史數(shù)據(jù), 已備通訊設(shè)備故障時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失) 。
6.2遠(yuǎn)程控制
遠(yuǎn)程控制是無人值守?fù)Q熱站的重要環(huán)節(jié), 包括對(duì)閥門的控制( 手動(dòng)開關(guān)閥門) 、控制策略的選擇( 經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)、定溫調(diào)節(jié)、手動(dòng)調(diào)節(jié)等) 供水溫度值的設(shè)定、循環(huán)泵的起停、補(bǔ)水泵的起停等。
（遠(yuǎn)程監(jiān)控界面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，圖六）
圖六
6.3遠(yuǎn)程調(diào)試
理想的通訊方式不但解決了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和控制, 還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制器的遠(yuǎn)程維護(hù), 修改控制策略, 修改報(bào)警參數(shù)值, 等等�？梢詼p少去現(xiàn)場(chǎng)的次數(shù), 并且可以迅速的了解現(xiàn)場(chǎng)控制器的工作情況, 大大提高了工作效率。（遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示及調(diào)試控制界面圖七）
圖七
6.3 溫度控制
要使用戶家里溫度更加舒適, 必須保證換熱站供出的溫度( 熱量) 合適, 這樣我們就根據(jù)不同情況對(duì)換熱站的二次出水溫度進(jìn)行控制。控制方式大致分為, 經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)、定溫調(diào)節(jié)、分時(shí)段調(diào)節(jié)三種。
（1）經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)
即根據(jù)以往的供熱經(jīng)驗(yàn), 在不同的室外溫度條件下, 保證不同的二次網(wǎng)供水溫度。各個(gè)控制器輸入二次供水溫度調(diào)節(jié)曲線, 系統(tǒng)通過檢測(cè)二次網(wǎng)供水溫度和室外溫度, 自動(dòng)調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的閥門開度從而達(dá)到二次網(wǎng)的設(shè)定供水溫度值, 實(shí)現(xiàn)換熱站的質(zhì)調(diào)節(jié)。管理人員可以在現(xiàn)場(chǎng)通過液晶鍵盤或通過上位機(jī)軟件遠(yuǎn)程對(duì)此曲線進(jìn)行修改。曲線如圖八:
圖八
（2）定溫調(diào)節(jié)
用戶可任意設(shè)定供水溫度值, 系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的流量從而使二次網(wǎng)供水溫度穩(wěn)定在此設(shè)定值。管理人員可以在現(xiàn)場(chǎng)通過液晶鍵盤或通過上位機(jī)軟件遠(yuǎn)程對(duì)此設(shè)定值進(jìn)行修改。
（3）分時(shí)段調(diào)節(jié)
在不同的時(shí)間段設(shè)定不同的二次網(wǎng)供水溫度, 本方式支持在不同的時(shí)間段修正固定的供水溫度設(shè)定值( 經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)曲線或固定供水溫度) , 這樣可生成一條更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行曲線。管理人員可以在現(xiàn)場(chǎng)通過液晶鍵盤或通過上位機(jī)軟件遠(yuǎn)程對(duì)此曲線進(jìn)行修改。如下圖九所示, 固定供水溫度運(yùn)行( 紅色) +分時(shí)段修正運(yùn)行時(shí)的實(shí)際供水溫度( 黑色) 曲線:
圖九
6.4 壓力控制
無人值守?fù)Q熱站中壓力控制主要是二次供水壓力( 或者是二次供回水壓差) 和二次回水壓力的控制。分別通過調(diào)整循環(huán)泵變頻頻率和補(bǔ)水泵變頻頻率實(shí)現(xiàn)。變頻恒壓供水已經(jīng)用得到很多, 這里就不在說明。需要強(qiáng)調(diào)的是幾種故障和相應(yīng)的保護(hù)措施。
（1）二次供水壓力過高, 供熱系統(tǒng)中, 此故障是個(gè)比較嚴(yán)重的故障, 需要系統(tǒng)停止運(yùn)行進(jìn)行檢查, 否則有可能會(huì)造成用戶家里暖氣片的損壞。
（2） 二次回水壓力過高, 系統(tǒng)設(shè)置超壓泄水電磁閥, 報(bào)警發(fā)生時(shí)自動(dòng)打開電磁閥泄水。
（3）二次回水壓力過低, 為了保護(hù)循環(huán)泵,此報(bào)警發(fā)生時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該停止運(yùn)行并報(bào)警。
（4） 補(bǔ)水箱水位過低, 應(yīng)該停止補(bǔ)水, 避免補(bǔ)水泵長(zhǎng)期無水運(yùn)行造成損壞。
（5） 補(bǔ)水箱水位過高, 應(yīng)該關(guān)閉自來水, 避免不必要的浪費(fèi)。
（6）有些換熱站生水壓力不足或防止短時(shí)間停水, 應(yīng)該設(shè)置生水箱。另外, 控制器和變頻器進(jìn)行通訊, 設(shè)定和讀取變頻器的參數(shù)如: 工作電壓、工作頻率、工作電流等, 以便了解水泵電機(jī)的運(yùn)行情況。
6.5 報(bào)警管理
無人值守?fù)Q熱站的監(jiān)控中心軟件具備報(bào)警管理功能, 每條報(bào)警信息應(yīng)該包含報(bào)警站點(diǎn)、報(bào)警發(fā)生時(shí)間、報(bào)警參數(shù)及當(dāng)前值等詳細(xì)信息。軟件對(duì)過去的報(bào)警可以按站點(diǎn)或按時(shí)間進(jìn)行查詢, 并記錄報(bào)警的處理人和處理時(shí)間。
6.6權(quán)限設(shè)置
監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行人員、維護(hù)人員、管理人員賦予不同的權(quán)限, 不同的人員具有不同的操作權(quán)限, 從而避免了操作不當(dāng)所造成的系統(tǒng)故障。
七、IOTACS與傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)對(duì)比
1、基于云計(jì)算平臺(tái)：無需自建機(jī)房和數(shù)據(jù)中心，可在手機(jī)、電腦等終端連接云計(jì)算中心，進(jìn)行高效率的數(shù)據(jù)運(yùn)行及運(yùn)算能力,并可在云端對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行設(shè)定，隨時(shí)調(diào)用、監(jiān)管、控制。
2、無需任何編程 采用觸摸屏一體化設(shè)計(jì)，在施工部署時(shí)不需要任何的編程，具有完美的模糊控制理念及控制算法，可以將所有輸入輸出接口進(jìn)行任意組合控制，并且可以完全脫離云計(jì)算中心自動(dòng)運(yùn)行，也可以通過云計(jì)算中心進(jìn)行極端復(fù)雜的流程控制。
3、系統(tǒng)成本低：省去PLC系統(tǒng)自拉光纖、自架服務(wù)器、購買UPS和蓄電池等額外的財(cái)力消耗，同時(shí)省下后期昂貴的系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用。
4、控制能力強(qiáng)大：?jiǎn)螜C(jī)可承載1萬以上的終端連接數(shù)量且運(yùn)行毫無負(fù)擔(dān)。物聯(lián)網(wǎng)控制終端主機(jī)具有5個(gè)485及232通道以及12個(gè)專用擴(kuò)展通道，嵌入式軟件開發(fā)時(shí)采用了線程模式，可同時(shí)采集多個(gè)通道的數(shù)據(jù)，通過擴(kuò)展通道可以擴(kuò)展大量的采集模塊以及抄表模塊，終端主機(jī)能夠?qū)U(kuò)展模塊的數(shù)據(jù)自動(dòng)打包上傳到云計(jì)算中心，也可以通過云計(jì)算中心對(duì)每個(gè)擴(kuò)展模塊的控制通道進(jìn)行控制，單主機(jī)通過擴(kuò)展可實(shí)現(xiàn)多達(dá)2048以上通道的數(shù)據(jù)采集以及控制。
5、擴(kuò)展能力強(qiáng)大，擴(kuò)展方便快捷：可達(dá)到無縫擴(kuò)展至10萬以上的終端連接數(shù)量，獨(dú)自研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的透?jìng)鲄f(xié)議，使后期新增擴(kuò)展模塊時(shí)無需重新編程，模塊的通用性強(qiáng)，自帶輸入、輸出、485、Mbus、模擬量采集適應(yīng)用戶的新增需求。
6、穩(wěn)定性強(qiáng)：一體化開發(fā)的自有系統(tǒng)，主機(jī)高度集成化，把觸摸屏的控制、DTU和主機(jī)的處理部分、以及采集部分、下位機(jī)通信部分集成一體，任何節(jié)點(diǎn)的損壞都不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，運(yùn)行更加穩(wěn)定。
7、人性化服務(wù)：支持地理信息系統(tǒng)，觸摸屏終端可隨時(shí)提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，了解電廠的電量、電壓、電流檢測(cè)，整個(gè)系統(tǒng)可在云端無縫升級(jí)。
8、后期運(yùn)維方便：系統(tǒng)不需要專門維護(hù)，一旦發(fā)生故障，根本不需像老式系統(tǒng)那樣等待專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試，只需請(qǐng)電工按照操作要求重新安裝備選模塊即可，方便快捷，時(shí)效性高。
9、節(jié)能量大：國(guó)內(nèi)節(jié)能率最高的物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算遠(yuǎn)程節(jié)能控制系統(tǒng)，為多個(gè)地區(qū)供熱公司提供IOTACS系統(tǒng)，達(dá)到節(jié)電高40%，節(jié)煤高12%。
10、兼容性強(qiáng)：能兼容并學(xué)習(xí)市面上幾乎所有品牌的熱表、壓力表等設(shè)備的協(xié)議，進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，無需配備指定設(shè)備，利于廠家控制設(shè)備成本。
八、目前換熱站工控老系統(tǒng)現(xiàn)狀
1、大多數(shù)是用PLC組合集成的，不支持云計(jì)算，普遍采用的是組態(tài)系統(tǒng)，只能通過電腦操作控制，且需要自己拉光纖，架設(shè)數(shù)據(jù)中心，系統(tǒng)投資多。現(xiàn)場(chǎng)部署和管理復(fù)雜，二次運(yùn)維成本十分昂貴。
2、控制能力差，控制通道太少，擴(kuò)充到24路時(shí)，運(yùn)行困難，當(dāng)達(dá)到200個(gè)通道的時(shí)候組態(tài)系統(tǒng)基本癱瘓，擴(kuò)展能力差,很難實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)平衡。
3、穩(wěn)定性差，單線串聯(lián)的變頻器、熱表的控制中，某一設(shè)備的死機(jī)造成整個(gè)鏈路無法運(yùn)行的問題。不人性化，系統(tǒng)參數(shù)固定，無法根據(jù)需要重新設(shè)定。
4、后期維護(hù)復(fù)雜，一旦模塊損壞，需要專業(yè)編程人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并進(jìn)行重新編程，時(shí)效性差。
5、不同品牌設(shè)備的兼容性差，同一用戶的終端品牌及品種數(shù)量眾多，協(xié)議千變?nèi)f化，采集點(diǎn)與終端數(shù)量不斷增加，設(shè)備死機(jī)，不執(zhí)行指令的情況時(shí)有發(fā)生。
九、IOTACS 引領(lǐng)新一代工業(yè)革命，相比目前國(guó)內(nèi)99%工業(yè)控制進(jìn)口PLC系統(tǒng)，我們擁有更多的優(yōu)勢(shì)！
1、施工部署簡(jiǎn)單10倍以上
2、運(yùn)營(yíng)成本降低50%以上
3、施工效率提高10倍以上
4、從此不再需要專業(yè)的PLC程序員
5、期維護(hù)簡(jiǎn)單，費(fèi)用幾乎為零
6、相同成本下比PLC的帶載能力高達(dá)20倍以上
十、結(jié)論
總之, 無人值守?fù)Q熱站很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)換熱站設(shè)備的自動(dòng)控制, 遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高了供熱質(zhì)量。本案例實(shí)際應(yīng)用單位煙臺(tái)東昌供熱有限公司每年使用本系統(tǒng)可節(jié)電高達(dá)40%，節(jié)煤高達(dá)10%，在滿足了用戶需求的前提下, 節(jié)約了大量的人力、物力資源, 減少了不必要的浪費(fèi)。同時(shí), 管理人員可以更清楚的了解各個(gè)換熱站的運(yùn)行數(shù)據(jù), 使管理更加有地放矢, 有效的提高了供熱管理水平; 提高了熱力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平;為熱力系統(tǒng)的運(yùn)行管理提供一個(gè)良好的支持環(huán)境; 提高公司效益。不斷提高, 一次性投資逐漸減低, 但產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果很大, 一般僅節(jié)電的效益在一年左右的時(shí)間即可收回投資。目前, 我國(guó)在水泵控制系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)雖然有了很大進(jìn)步, 但總體水平仍然很低, 其應(yīng)用量?jī)H占水泵總量的5- 7%, 而先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家其應(yīng)用量已達(dá)90%左右。在供熱領(lǐng)域, 在補(bǔ)水定壓控制系統(tǒng)中已得到了充分的利用, 但在循環(huán)水泵的控制方面, 受制于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、以及經(jīng)濟(jì)體制、產(chǎn)權(quán)隸屬關(guān)系等外部因素的影響, 其應(yīng)用普及的還很慢。但隨著配套技術(shù)的發(fā)展, 人們思想意識(shí)的提高, 特別是“熱改”后, 變頻調(diào)速泵控制技術(shù)必將在集中供熱系統(tǒng)中得到廣泛的利用。
English/英文