專利名稱：一種應(yīng)用工業(yè)無線wia技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種應(yīng)用エ業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，屬于エ業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱網(wǎng)作為企業(yè)暖通系統(tǒng)重要組成部分在供汽供暖方面有著重要地位。電カ、化工等企業(yè)一般規(guī)模較大，熱負(fù)荷大而且各個(gè)功能建筑較為分散，系統(tǒng)沒有統(tǒng)ー的分配管理。這樣就導(dǎo)致各個(gè)建筑在供熱時(shí)負(fù)荷不均勻，熱量在整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)中不能按需分配，出現(xiàn)距熱源近的建筑很熱、距熱源遠(yuǎn)的地方很冷等情況，供熱效果不很理想，也不利于節(jié)能。同時(shí)考慮到熱網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)模較大，增設(shè)常規(guī)有線控制系統(tǒng)的實(shí)施成本高等因素，因此構(gòu)建一套性價(jià)比高的無線網(wǎng)絡(luò)企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是非常必要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是，研制一種基于WIA無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的熱網(wǎng)控制系統(tǒng)，將供熱熱網(wǎng)中的每個(gè)熱網(wǎng)功能建筑(用戶)內(nèi)的熱負(fù)荷、溫度、管網(wǎng)閥門控制、熱源以及熱水換熱站的用蒸汽或熱水參數(shù)通過現(xiàn)場儀表、無線測控通信模塊發(fā)往熱網(wǎng)監(jiān)控中心熱網(wǎng)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫上，并通過監(jiān)控軟件，對熱網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并具備報(bào)警、趨勢記錄、結(jié)算累計(jì)、統(tǒng)計(jì)分析等多項(xiàng)功能，來實(shí)現(xiàn)各處現(xiàn)場參數(shù)的采集、調(diào)度室與換熱站的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊控制。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案ー種應(yīng)用エ業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，它包括WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備，WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備采集現(xiàn)場儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后輸出控制信號至控制設(shè)備；iWIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備還通過WIA網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)
管理中心。所述的WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備由無線遠(yuǎn)程控制單元及WIA模塊構(gòu)成；其中，無線遠(yuǎn)程控制單元的流量計(jì)接ロ連接現(xiàn)場儀表中的流量計(jì)，無線遠(yuǎn)程控制単元的模擬量輸入輸出接ロ連接現(xiàn)場儀表中的模擬量輸出設(shè)備。所述現(xiàn)場儀表中的流量計(jì)包括電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街1流量計(jì)及脈沖水/電表。所述現(xiàn)場儀表中的模擬量輸出設(shè)備包括壓カ傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、電壓表和電流表。所述的數(shù)據(jù)管理中心包括與WIA網(wǎng)絡(luò)相連接的數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器相連接，應(yīng)用服務(wù)器連接至少ー個(gè)客戶端。采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，在企業(yè)中小型熱網(wǎng)控制領(lǐng)域首次利用WIA無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將供熱熱網(wǎng)中的每個(gè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過無線測控通信模塊發(fā)往熱網(wǎng)監(jiān)控中心熱網(wǎng)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫上。在保證熱網(wǎng)自動(dòng)化控制水平的前提下，降低了常規(guī)有線控制網(wǎng)絡(luò)布線成本及運(yùn)行檢修維護(hù)工作量，縮短了整套系統(tǒng)的投資回報(bào)年限。具體地說具有以下優(yōu)點(diǎn)1、基于WIA無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)管線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，為用戶省去了昂貴的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用，實(shí)時(shí)性高，組網(wǎng)費(fèi)用低；2、監(jiān)測信息豐富真實(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)速度快；3、大容量數(shù)據(jù)庫，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)沒有后顧之憂；4、多個(gè)分中心支持，WIA接入，方便用戶管理；5、高可靠エ業(yè)級設(shè)計(jì)，維護(hù)簡單；6、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著，運(yùn)行成本低廉。7、系統(tǒng)擴(kuò)展性系統(tǒng)應(yīng)具備強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，可隨時(shí)增加用戶，硬拷貝功能、報(bào)表打印功能、計(jì)算工具功能。要求現(xiàn)場工作站將來可擴(kuò)充的數(shù)目>1000個(gè)，并且保持采集點(diǎn)數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送，監(jiān)控管理中心同時(shí)接收所有采集點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)；8、適用于熱網(wǎng)、水網(wǎng)、電網(wǎng)等距離長、實(shí)施難度大、成本高的控制環(huán)境。

圖1為本實(shí)用新型的組網(wǎng)原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實(shí)用新型中WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備的原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，ー種利用エ業(yè)無線WIA技術(shù)的熱網(wǎng)控制系統(tǒng)，它包括WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備，WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備采集現(xiàn)場儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后輸出控制信號至控制設(shè)備；且WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備還通過WIA網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)管理中心。如圖3所示，上述的WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備由無線遠(yuǎn)程控制單元RTU及WIA模塊構(gòu)成；其中，無線遠(yuǎn)程控制單元RTU的流量計(jì)接ロ連接現(xiàn)場儀表中的流量計(jì)，無線遠(yuǎn)程控制單元RTU的模擬量輸入輸出接ロ連接現(xiàn)場儀表中的模擬量輸出設(shè)備。上述エ業(yè)環(huán)境中的流量計(jì)包括電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、潤街1流量計(jì)及脈沖水/電表等等。而現(xiàn)場儀表設(shè)備的模擬量輸出設(shè)備包括壓カ傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、電壓表和電流表等等。現(xiàn)場儀表主要測量各個(gè)建筑物(用戶)的流量、溫度、壓カ數(shù)據(jù)，井根據(jù)冬季供暖的溫度設(shè)定自動(dòng)調(diào)節(jié)入口流量，進(jìn)行室內(nèi)溫度控制。換熱站數(shù)據(jù)包括瞬時(shí)熱量、累積熱量、瞬時(shí)流量、累積流量、一次水溫度、二次水溫度、回水溫度。每個(gè)外網(wǎng)采暖用戶需上傳的數(shù)據(jù)包括熱水瞬時(shí)流量、體積流量、熱水壓力、熱水溫度、累積流量、壓差值。監(jiān)測與控制調(diào)節(jié)有關(guān)的外部條件變化室內(nèi)溫度變化、室外溫度變化、因熱媒長距離輸送造成的衰減，從而導(dǎo)致流量的變化、因增減區(qū)域內(nèi)符合導(dǎo)致的流量再分配、因故障檢修導(dǎo)致的流量分配及溫度調(diào)節(jié)。WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備采用WIA通訊模式，WIA通信模塊同時(shí)支持常規(guī)網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)WIA傳輸，適應(yīng)廣域數(shù)據(jù)集成，同時(shí)支持模擬量、開關(guān)量、數(shù)字信號的集成，可通過標(biāo)準(zhǔn)信號模擬量輸入和RS232或RS485通訊線與現(xiàn)場儀表相連。其內(nèi)部的無線遠(yuǎn)程終端控制單元RTU是集成了模擬信號采集、過程IO控制和無線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測控裝置，可以直接接入標(biāo)準(zhǔn)變送器信號或儀表輸出的模擬信號、電平信號、干觸點(diǎn)、脈沖信號等，是小規(guī)模過程信號實(shí)施無線測控的最佳手段。無線RTU內(nèi)部具有ー個(gè)高性能的微處理器，可以完成模擬信號的采集、量值轉(zhuǎn)換和濾波處理等，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)周期和上報(bào)周期可以根據(jù)用戶環(huán)境的要求而調(diào)整，多點(diǎn)組網(wǎng)的方式非常靈活。監(jiān)控中心的建立也是非常容易，目前流行的組態(tài)軟件都可以直接接入，可以滿足大多數(shù)用戶的需求。上述的數(shù)據(jù)管理中心包括與WIA網(wǎng)絡(luò)相連接的數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器相連接，應(yīng)用服務(wù)器連接至少ー個(gè)客戶端。需要說明的是，數(shù)據(jù)管理中心放置于供熱熱網(wǎng)監(jiān)控管理中心，它的主要功能是定時(shí)接收通信終端信號，通過移動(dòng)及互聯(lián)網(wǎng)發(fā)上來的熱用戶的用熱信息，進(jìn)行處理，并放入數(shù)據(jù)庫，為供熱系統(tǒng)調(diào)整做出策略支持。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)的功能如下(I)整個(gè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定、通用性好、傳輸速度快、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，可與各種流量計(jì)和熱量計(jì)的二次表配用。各種測量模式及現(xiàn)場的輸入輸出信號形式均應(yīng)易于編程設(shè)定，方便使用及維護(hù)。(2)能實(shí)現(xiàn)多種測量參數(shù)的顯示和報(bào)表功能，應(yīng)涵蓋瞬時(shí)流量、總累計(jì)流量、日累計(jì)流量、夜累計(jì)流量、壓力、溫度、差壓、頻率、瞬時(shí)熱流量、累計(jì)熱流量、エ況密度、絕對壓力、洽值、時(shí)鐘。(3)現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)備具有短路保護(hù)功能、耐熱及防塵，并具有故障率低和長時(shí)間運(yùn)行等特點(diǎn)。(4)具有多種報(bào)警功能，變送器配電報(bào)警、市電消失報(bào)警、蓄電池欠壓報(bào)警、設(shè)備故障報(bào)警、壓カ/溫度/流量的越限(偏差)報(bào)警、非法闖入報(bào)警等多種報(bào)警。(5)具有故障保護(hù)功能，適應(yīng)現(xiàn)場突發(fā)事件的需要?，F(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)要求在現(xiàn)場エ作站留有備份，以備上位機(jī)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，在系統(tǒng)恢復(fù)后丟失數(shù)據(jù)可以上傳。儀表掉電后內(nèi)部時(shí)鐘繼續(xù)保持準(zhǔn)確走時(shí)，并且上位機(jī)軟件具有統(tǒng)ー時(shí)鐘命令。(6)系統(tǒng)能記錄最近多次的停電及來電時(shí)間，以保護(hù)供用熱雙方利益，為儀表的異常故障提供有效依據(jù)。(7)具有定時(shí)抄錄功能，可設(shè)定在某天的某ー時(shí)刻將累計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行凍結(jié)并顯示，使人工抄表也能抄到同一時(shí)刻的各個(gè)熱用戶累計(jì)數(shù)據(jù)，為分析整個(gè)熱網(wǎng)的管損提供有效的數(shù)據(jù)。(8)具備雙串ロ通訊功能，保證供熱方遠(yuǎn)程集中抄表監(jiān)控的同吋，熱用戶端也可進(jìn)行監(jiān)視記錄。(9)保持熱網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性，如發(fā)生信號問題能自動(dòng)恢復(fù)，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。( 10)具有權(quán)限分級設(shè)置數(shù)字密碼鎖功能，防止非授權(quán)人員操作及更改智能流量表的設(shè)置參數(shù)。(11)在保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，盡可能的提高數(shù)據(jù)共享能力，使監(jiān)控操作站以外的管理端具有獲得實(shí)時(shí)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的能力，以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。(12)操作站容錯(cuò)。操作站必須實(shí)現(xiàn)雙機(jī)同時(shí)運(yùn)行，或者以主/備形式運(yùn)行，以保證操作端的可靠性，滿足連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。(13)定時(shí)做數(shù)據(jù)采集，將熱カ用戶數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)服務(wù)器。[0041](14)能顯示整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的供熱管線圖及地理分布圖(及用戶用熱信息)。(15)集中顯示各熱用戶重要參數(shù)(如瞬時(shí)流量、溫度、壓力、累計(jì)流量、報(bào)警狀態(tài)、通訊狀態(tài))。應(yīng)有重點(diǎn)用熱單位的界面和報(bào)表功能，可隨時(shí)增加或刪除，操作應(yīng)方便快捷。(16)按區(qū)域、地塊劃分用戶，注明長期用戶和季節(jié)性用戶，能單獨(dú)顯示各熱用戶子站的全部測量參數(shù)及設(shè)置參數(shù)。(17)能自動(dòng)生成各熱用戶的瞬時(shí)流量、溫度、壓力、累計(jì)流量、頻率或差壓的并行歷史曲線，并可查詢?nèi)我庥脩?、任意參?shù)、任意時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)和曲線應(yīng)便于轉(zhuǎn)存和打印。( 18)能生成各熱用戶的用汽量日報(bào)表，月報(bào)表及年報(bào)表，且可生成分時(shí)等特殊報(bào)表的功能。任意組合用戶測量趨勢、測量參數(shù)累計(jì)、故障時(shí)段等趨勢記錄通過打印機(jī)打印輸出。( 19)實(shí)時(shí)顯示并記錄就地流量測量系統(tǒng)的各種報(bào)警信息，如流量/壓カ/溫度的超限、儀表工作電源不正常、不間斷電源的電池欠壓、交流市電消失、非法闖入、通訊故障等
報(bào)警信息。(20)自動(dòng)生成各管線的管損值及總管損，并可查詢?nèi)我夤芫€、任意時(shí)段的管損分析記求。(21)根據(jù)不同部門和不同人員，可設(shè)置不同的操作權(quán)限，防止不同級別的操作人員越權(quán)操作。(22)上位機(jī)系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫軟件應(yīng)采用正式授權(quán)版本，保證其穩(wěn)定可靠。該數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備查詢功能強(qiáng)、完整，能兼容不同通訊協(xié)議的功能。(23)具有數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，要求可以將所有的實(shí)時(shí)參數(shù)保留3年以上(數(shù)據(jù)每ー分鐘記錄一次)，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)能夠以標(biāo)準(zhǔn)的方式獲取存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。(24)管理軟件應(yīng)該具有簡單的數(shù)據(jù)分析能力，具體如下a)給管理人員提供管理分析接ロ，便于管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、管理；b)分析熱網(wǎng)區(qū)域總體以及每個(gè)供熱節(jié)點(diǎn)的供熱特點(diǎn)，便于安排熱量生產(chǎn)；c)根據(jù)熱網(wǎng)區(qū)域的供熱特點(diǎn)，以及時(shí)間與氣候的不同，指導(dǎo)蒸汽及熱水的生產(chǎn)；d)對新增供熱節(jié)點(diǎn)的供熱量進(jìn)行預(yù)期，合理分配熱源；e)以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，管網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為參數(shù)，分析管線損耗，為節(jié)能提供可靠的分析數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用工業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于它包括WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備，WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備采集現(xiàn)場儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后輸出控制信號至控制設(shè)備；且1從數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備還通過WIA網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)管理中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用工業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備由無線遠(yuǎn)程控制單元及WIA模塊構(gòu)成；其中，無線遠(yuǎn)程控制單元的流量計(jì)接口連接現(xiàn)場儀表中的流量計(jì)，無線遠(yuǎn)程控制單元的模擬量輸入輸出接口連接現(xiàn)場儀表中的模擬量輸出設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用工業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述現(xiàn)場儀表中的流量計(jì)包括電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街流量計(jì)及脈沖水/電表。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用工業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述現(xiàn)場儀表中的模擬量輸出設(shè)備包括壓力傳感器、液位傳感器、溫度傳感器、電壓表和電流表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用工業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)管理中心包括與WIA網(wǎng)絡(luò)相連接的數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器與應(yīng)用服務(wù)器相連接，應(yīng)用服務(wù)器連接至少一個(gè)客戶端。
專利摘要一種應(yīng)用工業(yè)無線WIA技術(shù)的企業(yè)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，它包括WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備，WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備采集現(xiàn)場儀表的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對得到的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后輸出控制信號至控制設(shè)備；且WIA數(shù)據(jù)采集遠(yuǎn)傳測控設(shè)備還通過WIA網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)管理中心。采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，在企業(yè)中小型熱網(wǎng)控制領(lǐng)域首次利用WIA無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將供熱熱網(wǎng)中的每個(gè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過無線測控通信模塊發(fā)往熱網(wǎng)監(jiān)控中心熱網(wǎng)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫上。在保證熱網(wǎng)自動(dòng)化控制水平的前提下，降低了常規(guī)有線控制網(wǎng)絡(luò)布線成本及運(yùn)行檢修維護(hù)工作量，縮短了整套系統(tǒng)的投資回報(bào)年限。
文檔編號G05B19/418GK202870598SQ20122055894
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者韓岳如, 王書祥, 古建輝, 鄭超泉 申請人:鄭州恒博科技有限公司