昆侖海岸智慧熱力遠程監(jiān)控系統(tǒng)

目前熱力系統(tǒng)，如換熱站大都采用人工監(jiān)控，人工監(jiān)控不僅浪費人力；而且在出現(xiàn)事故隱患時操作人員難以發(fā)現(xiàn)，易造成設備事故。同時各換熱站比較分散的獨立運行，難以達到供熱系統(tǒng)整體的最佳運行狀態(tài)，造成了整個熱網的熱力失衡，影響供熱效果而造成能源的極大浪費，非常不利于節(jié)能減排，甚至影響供熱服務質量。因此需要更科學、智慧的精準管理來提高供暖的技術水平。

1熱力監(jiān)控場景分析:

智慧熱力監(jiān)控系統(tǒng),最典型場景有三類,分別是地井管網熱力監(jiān)控、樓道管線溫度壓力監(jiān)控和鍋爐房熱力監(jiān)控。系統(tǒng)整體的網絡結構如下所示:

系統(tǒng)架構圖主要分為5層結構，最底層是具體的場景，然后是設備層通過傳輸層將數(shù)據(jù)發(fā)送給對應的服務器或者接收設備，然后到達物Link服務器進行數(shù)據(jù)梳理，然后將數(shù)據(jù)推送給應用服務器進行整體項目的展示，客戶則可以通過PC機進行數(shù)據(jù)查看，現(xiàn)場人員則通過手機端進行跟蹤供暖的各項參數(shù)，以此保障系統(tǒng)運行。

1.1地井熱力管網的熱力監(jiān)控

地井管網主要分布在小區(qū)的單元樓入口處，監(jiān)測的是入戶的溫度和壓力值，以此保證入戶溫度滿足要求，以此提高居民供暖滿意度并盡量降低能源消耗。壓力的監(jiān)控則主要是檢測管線泄漏的問題，防止發(fā)生現(xiàn)場事故。

對于地井供熱管網的監(jiān)控，設備安裝到地井里，必然受到井蓋的影響，此外不同深度的影響,對于信號強度的影響非常明顯，每下降1米，信號強度大約衰減35%。

對于類場景優(yōu)選4G的通訊方式,相對于與NB通訊方式,4G網絡的基站覆蓋更為全面,但是對于NB信號好的環(huán)境也可以采用NB通訊的方式。

此外高溫高濕的環(huán)境對產品的防護性提出了更高的要求,夏季地井隨時面臨大水滿貫的情況,因此具備IP68防護等級也是一個硬性需求。

1.2 樓道管線溫度壓力監(jiān)控

樓道管線的溫度壓力監(jiān)控，樓管管線通常情況下具有直流供電，因此可以采用直流供電對壓力和溫度傳感器進行供電，通過4G網關的RS485接口將同樓道的壓力溫度傳感器進行集中采集,然后統(tǒng)一上報到服務器。

其結構圖如下所示：

JR01系列4G邊緣網關通過RS485接口可以同時采集64臺設備的采集數(shù)據(jù),通過直流24V對整個系統(tǒng)進行供電，具有如下的特點: 4G通訊方式采用MQTT傳輸協(xié)議，通訊穩(wěn)定可靠；MQTT協(xié)議對服務器的系統(tǒng)資源占用率低，適合大批量部署；傳感器免配置，接入傳感器網關自動讀取數(shù)據(jù)；出廠上報頻率1分鐘，用戶可根據(jù)系統(tǒng)需要遠程修改上報頻率；支持遠程配置網關和傳感器的功能，例如可遠程消除傳感器的零點誤差值和數(shù)據(jù)采集的偏移量，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的二次修正功能；采集的數(shù)據(jù)自動上報到物LINK服務器也可以直接上報到客戶的私有數(shù)據(jù)平臺。

1.3 鍋爐房熱力監(jiān)控

熱源種類包括燃氣鍋爐、電鍋爐、各類熱泵（含直燃機）、太陽能光熱設施等鍋爐房，監(jiān)控的主要的參量是壓力和溫度，除此之外還需要監(jiān)控環(huán)境氣體并控制燃燒閥門開門開度等。

1.3.1 換熱站監(jiān)控

換熱站的監(jiān)控參數(shù)主要就是管網的壓力和溫度，并不涉及加熱問題，因此對于溫度壓力的監(jiān)控產品無強制防爆要求.

1.3.2 燃氣鍋爐的監(jiān)控

燃氣鍋爐的監(jiān)控參數(shù)主要有出口溫度和壓力值，此外本身具有燃燒加熱的要求，因此還有閥門調節(jié)閥的控制，為了實現(xiàn)運控本系統(tǒng)需要增加物聯(lián)網網關來講原有監(jiān)控系統(tǒng)的變量上報至云服務器，由服務器根據(jù)整個的運行環(huán)境進行集中管理，避免工業(yè)事故，同時也盡量避免資源浪費。燃氣鍋爐通常是因為具有防爆要求

2  產品特點介紹

無線通訊網絡在現(xiàn)場受到諸多干擾因素的影響導致通訊不穩(wěn)定，干擾因素如下：

●4G、NB-IOT基站信號建設的不全面，信號弱且諸多區(qū)域存在通訊死角

●地井井蓋對于無線信號的遮擋，導致信號普遍較弱

●雨雪天對于信號傳輸?shù)挠绊?/p>

●U型樓和地下室對于信號的影響

總之，對于該特點對設備的信號通訊的穩(wěn)定性提出了極高的要求，設備需要具有無信號休眠有信號入網補發(fā)的特點。

此外，考慮到現(xiàn)場極為不便的維護環(huán)境，因此對設備的穩(wěn)定性和功耗都有很高的要求，通常我們需要至少滿足三個供暖季的要求，甚至于有的客戶要求滿足五個供暖季的連續(xù)工作時長，因此產品具備供暖自動啟動而非供暖季自動停機也是一個剛性要求。

2.1 NB-IOT類傳感器優(yōu)勢特點說明:

1、NB傳感器采用電池供電，現(xiàn)場安裝靈活便捷；

2、超低功耗設計(休眠電流最低<2.4uA;最大發(fā)射電流<150mA)，延長電池使用壽命;

3、無線通訊協(xié)議，與三大運營商基站對接，無須擔心通訊距離;

4、具有斷網重連功能，基站失聯(lián)則設備自動休眠，網絡恢復則自動重新發(fā)送數(shù)據(jù);

5、高清高亮LCD液晶顯示，可視化按鍵操作，支持遠程更新設置參數(shù);

6、支持上、下限和變化量三種報警形式，報警數(shù)據(jù)即時上報;

7、離線數(shù)據(jù)存儲功能,至少存儲48小時數(shù)據(jù),應對離線掉網問題；

8、金屬外殼，全密封設計，IP68防護能力強

2.2 4G類傳感器優(yōu)勢特點說明:

1、4G傳感器采用電池供電，現(xiàn)場安裝靈活便捷；

2、4G基站建設成熟,4G網絡覆蓋全面,產品通訊穩(wěn)定性高;

2、超低功耗設計(休眠電流最低<26uA;最大發(fā)射電流<200mA)，延長電池使用壽命;

4、具有斷網重連功能，基站失聯(lián)則設備自動休眠，網絡恢復則自動重新發(fā)送數(shù)據(jù);

5、高清高亮LCD液晶顯示，可視化按鍵操作，支持遠程更新設置參數(shù);

6、支持上、下限和變化量三種報警形式，報警數(shù)據(jù)即時上報;

7、離線數(shù)據(jù)存儲功能,至少存儲48小時數(shù)據(jù),應對離線掉網問題；

2.3 4G類有源供電網絡特點說明:

1、 免配置,接入傳感器自動讀取

2、 支持64臺壓力設備同時采集

3 、IP68防護等級

4、 出廠上報頻率1分鐘(可調)

5 、4G傳輸MQTT協(xié)議JSON格式

6、 支持遠程配置網關

7、 支持遠程設置子設備的參數(shù)

產品選型表

3 北京熱力數(shù)據(jù)平臺界面展示

4結束語:

本項目是根據(jù)北京智慧供熱要求，對區(qū)域重點供暖鍋爐房和換熱站進行智能運行管理。項目中采用NB無線壓力傳感器為主要的監(jiān)控設備，4G無線傳感器作為補充，對于具備直流供電的樓宇管道則可以采用網關集中采集上報的方式來監(jiān)測供暖管路中供/回水壓力，根據(jù)壓力變化來判斷供暖管路系統(tǒng)的安全性和供暖循環(huán)泵的運行狀態(tài)；采用NB/4G無線溫度傳感器，監(jiān)測供暖管路中供/回水溫度，根據(jù)溫度變化和供/回水的溫差來調節(jié)燃氣鍋爐的燃燒狀態(tài)和出水溫度，達到節(jié)能減排的目的；采用NB/4G無線液位傳感器，監(jiān)測鍋爐熱水補水箱的水位變化，如果水箱水位較低可以報警提示并開啟電動閥門補水，達到智能控制的目的。 

通過無線傳感器采集現(xiàn)場溫度、壓力、水位數(shù)據(jù)，經由無線網絡把采集到的實時數(shù)據(jù)上傳到智慧供熱管理云平臺，實時在PC端、Pad端或者手機APP上監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時根據(jù)采集回來的數(shù)據(jù)以及在控制中心（服務器）的管理軟件設定的控制參數(shù)組合參數(shù)邏輯，實現(xiàn)遠程自動/手動控制調節(jié)閥、循環(huán)泵、補水泵等設備的啟停及開度狀態(tài)。另外系統(tǒng)可實現(xiàn)全天候24小時在線監(jiān)測及狀態(tài)巡檢，從而實現(xiàn)科學、高效、節(jié)能供暖，保障供暖/換熱站的良好運行。