專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種暖氣控制系統(tǒng)，具體來說涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息收集并整理的暖氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
供熱系統(tǒng)在運行過程中，如何實現(xiàn)按需供熱，并使熱量按需分配，對供熱系統(tǒng)實行監(jiān)測控制至關(guān)重要。對于集中供熱系統(tǒng)來說，不但用戶需要分戶計量，熱源的熱量計量也是必不可少的。目前已有的采暖用熱量的計量系統(tǒng)是采用溫度面積法計量每戶采暖季熱費，溫度傳感器監(jiān)測每戶室內(nèi)的溫度，傳送給溫度采集器，溫度采集器計算得出每戶的有效溫度值，將這些有效溫度經(jīng)過集線器傳送給樓道內(nèi)的分配器；同時熱表采集器采集樓棟熱量表的熱量值經(jīng)過集線器傳送給分配器，分配器根據(jù)已預(yù)設(shè)的每戶信息，按照溫度面積法將·總熱量值分?jǐn)偟綉?，并?jīng)過集線器再傳到顯示器顯示，同時傳送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心。該方案解決了單棟樓享有獨立貿(mào)易結(jié)算熱量表的熱分配問題，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以及企業(yè)對先進(jìn)的控制功能與管理功能需求的增加，集合了先進(jìn)的計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)在企業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用，其中在中小規(guī)模的測控系統(tǒng)中，集中了 PLC系統(tǒng)的現(xiàn)場測控功能和DCS系統(tǒng)的信息共享和組網(wǎng)通信能力兩大優(yōu)點的SCADA系統(tǒng)(Supervision Control and Data Acquisition),即分布式數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)逐漸成為了自動化領(lǐng)域的重要系統(tǒng)之一。當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是以太網(wǎng)技術(shù)，但是由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)的MAC層協(xié)議CMSA/CD在網(wǎng)絡(luò)上存在著沖突，由此將會增加網(wǎng)絡(luò)通訊的不確定性，從而使得控制系統(tǒng)的性能大大降低。熱電廠的熱力供暖系統(tǒng)由于熱源傳送距離較遠(yuǎn)，需監(jiān)測和控制的量較多，且測點和待控設(shè)備在空間上布置分散，但要求系統(tǒng)的實時性要好。因此需要一種能夠根據(jù)用戶的使用情況，適時對供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和配置的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)精確供熱實現(xiàn)節(jié)能的目的。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題本發(fā)明的目的是提供一種能夠根據(jù)用戶的使用情況適時對供熱系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和配置的系統(tǒng)；本發(fā)明的另一目的是提供一種實現(xiàn)精確供暖，從而實現(xiàn)節(jié)能的供熱系統(tǒng)；本發(fā)明的另一目的是提供一種用戶能夠通過用戶端對居室內(nèi)供熱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置和控制的供熱系統(tǒng)；本發(fā)明的另一目的是提供一種帶有暖氣控制終端的節(jié)能供熱系統(tǒng)。技術(shù)方案本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)以上目的一種基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其包括與物聯(lián)網(wǎng)連接的暖氣終端、客戶端、供熱單位的服務(wù)器以及控制器，所述暖氣終端設(shè)置在居民室內(nèi)，用于采集居室內(nèi)暖氣管道中的水溫、流量以及室溫，同時所述暖氣終端用于控制多個居室內(nèi)控制閥；所述暖氣終端將所采集到的上述水溫、流量及室溫信息通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至供熱單位服務(wù)器，供熱單位將采集到的所述信息統(tǒng)計并匯總，以此通過控制器對供熱鍋爐進(jìn)行控制。所述系統(tǒng)還包括與物聯(lián)網(wǎng)相連的客戶端，用戶可以通過客戶端對相應(yīng)的暖氣終端進(jìn)行設(shè)置和/或控制。所述供熱單位根據(jù)采集到的信息對供暖網(wǎng)絡(luò)中的供暖壓力以及水溫進(jìn)行配置，從而實現(xiàn)節(jié)能。所述物聯(lián)網(wǎng)為有線通訊網(wǎng)絡(luò)或無線通訊網(wǎng)絡(luò)。所述客戶端為安裝有相應(yīng)系統(tǒng)的個人計算機或個人手機。所述暖氣終端可以根據(jù)用戶的設(shè)置信息來控制第一控制閥或第二控制閥的狀態(tài)。有益效果
具體來說，本發(fā)明的優(yōu)點如下供熱單位能夠把用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計，從而可以實現(xiàn)對供熱的精確控制，從而可以精確調(diào)節(jié)供暖壓力、水溫配置，以便達(dá)到節(jié)能的目的，用戶可以通過客戶端對相應(yīng)的暖氣終端進(jìn)行控制或設(shè)置，從而方便實現(xiàn)對居室內(nèi)供熱系統(tǒng)的節(jié)能管理。


圖I為供熱系統(tǒng)的框圖。圖2為居室內(nèi)暖氣終端的功能框圖。
具體實施例方式如圖I和圖2中所示，基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其包括與物聯(lián)網(wǎng)連接的暖氣終端、客戶端以及供熱單位的服務(wù)器，還包括與供熱單位內(nèi)部的控制器。所述暖氣終端(或暖氣終端設(shè)備)設(shè)置在居民室內(nèi)，用于采集居室內(nèi)暖氣管道中的水溫、流量、壓力以及室溫等信息，同時所述暖氣終端用于控制多個居室內(nèi)控制閥(如第一控制閥、第二控制閥)；所述暖氣終端將所采集到的上述水溫、流量、壓力及室溫信息通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至供熱單位服務(wù)器，供熱單位將采集到的所述信息統(tǒng)計并匯總，以此通過控制器對供熱鍋爐進(jìn)行控制，即所述供熱單位根據(jù)采集到的信息對供暖網(wǎng)絡(luò)、供暖鍋爐或換熱設(shè)備中的供暖壓力以及水溫進(jìn)行配置，從而實現(xiàn)節(jié)能。所述系統(tǒng)還包括與物聯(lián)網(wǎng)相連的客戶端，所述客戶端為安裝有相應(yīng)系統(tǒng)或軟件的個人計算機或個人手機。用戶可以通過客戶端對相應(yīng)的暖氣終端進(jìn)行設(shè)置和/或控制。所述物聯(lián)網(wǎng)為有線通訊網(wǎng)絡(luò)和/或無線通訊網(wǎng)絡(luò)。所述暖氣終端可以根據(jù)用戶的設(shè)置信息來控制第一控制閥或第二控制閥的狀態(tài)，顯然此處也可以設(shè)置多個控制閥，以便控制水的流量。該技術(shù)方案基于高速以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于SCADA(Supervision Controland Data Acquisition)供暖系統(tǒng),供熱單位服務(wù)器和暖氣終端通過以太網(wǎng)互聯(lián),暖氣終端的控制器和現(xiàn)場儀表，執(zhí)行元件通過現(xiàn)場總線連接，既保證了監(jiān)控層通信的快速性，又減少了現(xiàn)場布線的數(shù)量。供暖SCADA系統(tǒng)組成采暖SCADA系統(tǒng)由四大部分組成供熱單位、暖氣終端、客戶端和網(wǎng)絡(luò)。所述供熱單位通過供熱單位的服務(wù)器經(jīng)控制器以控制供熱鍋爐。
考慮到PLC (可編程邏輯控制器)之間既有自己的封閉網(wǎng)絡(luò)又有開放的接口，因此為了便于將來系統(tǒng)的擴展，在本系統(tǒng)中RTU采用PLC模式，主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及本地控制，進(jìn)行本地控制時作為系統(tǒng)的一個獨立的工作站，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時作為一個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通
信單元。工業(yè)以太網(wǎng)主要用于暖氣終端(RTU)和供熱單位服務(wù)器以及其他RTU之間的通信。供熱單位服務(wù)器由兩臺計算機和打印機構(gòu)成。一臺完成對供暖流程的集中監(jiān)控，另一臺用作編程工作站。打印機完成各種報表的打印功能。供熱單位服務(wù)器的硬件配置監(jiān)控計算機和編程工作站均選用配置為P42. OGHZ以上主頻，HP-LJ5000激光打印機；配置不間斷電源(UPS)等。監(jiān)控組態(tài)軟件選用iFIX3. 5。供熱單位服務(wù)器的主要功能(I)向下通過以太網(wǎng)與暖氣終端單元RTU進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過簡潔、直觀的人機界 面監(jiān)視現(xiàn)場主要設(shè)備的運行狀態(tài)等。(2)動態(tài)顯示被監(jiān)控量的實時數(shù)據(jù)和實施趨勢與歷史趨勢曲線，有助于操作人員及時掌握供暖工藝參數(shù)的變化情況。(3)具備較好的控制能力。(4)提供過程報警和系統(tǒng)報警，記錄事件過程。(5)打印各種歷史、實時報表。(6)提供必要的人工干預(yù)手段，操作員可在權(quán)限范圍內(nèi)修改其中的參數(shù)和狀態(tài)。(7)編程工作站實現(xiàn)遠(yuǎn)程對PLC編程及運行狀況監(jiān)測及程序修改等。(8)通過以太網(wǎng)與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布實時工藝數(shù)據(jù)。供熱單位的供暖系統(tǒng)主要由四部分組成補水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和疏水系統(tǒng)，設(shè)4組對應(yīng)的PLC控制電控柜及相應(yīng)器件。RTU 由 Schneider Prem ium 系列 PLC、M agelis 現(xiàn)場操作終端及 UNI-TELWAY 現(xiàn)場總線組成。為了便于日后的維修，系統(tǒng)中所有的模件都是接插式的，同時機柜內(nèi)還提供了I/O總量的10%作為備用，插槽還留有20%的I/O擴充余地。對于所有的開關(guān)量輸出點都設(shè)置了繼電器隔離，對于有源的開關(guān)量輸入測點也提供繼電器隔離。為了保證系統(tǒng)的高可靠，系統(tǒng)采用CPU雙機熱備、遠(yuǎn)程電纜雙纜冗余的結(jié)構(gòu)，避免了由于CPU卡件的損壞或電纜線故障而引起的系統(tǒng)崩潰。RTU的主要功能(I)數(shù)據(jù)采集功能,主要由數(shù)據(jù)采集模塊DAS來完成，將采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理后送供熱單位服務(wù)器。(2)控制功能，由順序控制模塊SCS模塊和模擬量控制模塊MCS來完成，DAS模塊根據(jù)一定的控制邏輯來完成各個泵和電動門的起停和開關(guān)控制；MCS模塊負(fù)責(zé)將現(xiàn)場的模擬信號通過PID控制算法輸出控制信號調(diào)節(jié)蒸汽閥、水位調(diào)節(jié)閥等的開度。(3)通信功能，RTU可直接接受供熱單位服務(wù)器的控制命令，由PLC、現(xiàn)場總線通過自身的執(zhí)行機構(gòu)按控制程序完成供暖過程，同時各PLC之間通過以太網(wǎng)可以互相通信，讀取相關(guān)需協(xié)調(diào)和交換的數(shù)據(jù)，根據(jù)一定的控制方案控制采暖過程中的控制變量，以達(dá)到供暖工藝要求，提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源的目的。監(jiān)控計算機和編程工作站均選用FAST EtherLink系列網(wǎng)卡，RTU中的PLC選用ETYllO以太網(wǎng)模塊來實現(xiàn)整個以太網(wǎng)的物理連接。在iFIX應(yīng)用程序中通過網(wǎng)絡(luò)配置來配置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)通訊及創(chuàng)建動態(tài)連接，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)配置正確則各設(shè)備之間可以建立通訊。iFIX通過網(wǎng)絡(luò)從RTU獲取過程信息，并將其保存在過程數(shù)據(jù)庫中，過程數(shù)據(jù)庫是大部分iFIX應(yīng)用程序過程數(shù)據(jù)的來源。同時在PLC中也有專門用來存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊，組態(tài)軟件的I/O驅(qū)動程序從中讀取數(shù)據(jù)，并將其傳入驅(qū)動程序映射表的地址中，對應(yīng)與點名，掃描、報警、控制程序訪問點名，則獲得數(shù)據(jù)，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至過程數(shù)據(jù)庫。對于中小型的供暖系統(tǒng)采用SCADA系統(tǒng)，既可以達(dá)到對整個供暖流程進(jìn)行集中監(jiān)測、控制和管理的目的，又可以通過網(wǎng)絡(luò)的實時性，對供暖過程進(jìn)行動態(tài)跟蹤監(jiān)視，實時診斷設(shè)備的運行隱患，指導(dǎo)操作人員及時處理，保證系統(tǒng)安全正常的運行。同時也可將該SCADA供暖系統(tǒng)作為DCS子系統(tǒng)，擴展成為更龐大的集企業(yè)管理和控制為一體的現(xiàn)代化系統(tǒng)。上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的一個可行性實施例的具體 說明，但是該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施例或變更，例如，等變化的等效性實施例，均應(yīng)包含于本案的專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其包括與物聯(lián)網(wǎng)連接的暖氣終端、客戶端、供熱單位的服務(wù)器以及控制器，其特征在于 所述暖氣終端設(shè)置在居民室內(nèi)，用于采集居室內(nèi)暖氣管道中的水溫、流量、壓力以及室溫，同時所述暖氣終端用于控制多個居室內(nèi)控制閥； 所述暖氣終端將所采集到的上述水溫、流量、壓力及室溫信息通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至供熱單位服務(wù)器，供熱單位將采集到的上述信息統(tǒng)計并匯總，以此通過控制器對供熱鍋爐或換熱設(shè)備進(jìn)行控制； 所述系統(tǒng)還包括與物聯(lián)網(wǎng)相連的客戶端，用戶可以通過客戶端對相應(yīng)的暖氣終端進(jìn)行設(shè)置和/或控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述供熱單位根據(jù)采集到的信息對供暖網(wǎng)絡(luò)中的供暖壓力以及水溫進(jìn)行配置從而實現(xiàn)節(jié)能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述物聯(lián)網(wǎng)為有線通訊網(wǎng)絡(luò)或無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述客戶端為安裝有相應(yīng)系統(tǒng)的個人計算機或個人手機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述暖氣終端可以根據(jù)用戶的設(shè)置信息來控制第一控制閥或第二控制閥的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述供熱單位服務(wù)器向下通過以太網(wǎng)與暖氣終端單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過簡潔、直觀的人機界面監(jiān)視現(xiàn)場主要設(shè)備的運行狀態(tài)； 動態(tài)顯示被監(jiān)控量的實時數(shù)據(jù)和實施趨勢與歷史趨勢曲線，有助于操作人員及時掌握供暖工藝參數(shù)的變化情況； 提供過程報警和系統(tǒng)報警，并記錄事件過程； 打印各種歷史、實時報表，提供必要的人工干預(yù)手段，操作員可在權(quán)限范圍內(nèi)修改其中的參數(shù)和狀態(tài)； 編程工作站實現(xiàn)遠(yuǎn)程對PLC編程及運行狀況監(jiān)測及程序修改，通過以太網(wǎng)與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布實時工藝數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的暖氣控制系統(tǒng)，其包括與物聯(lián)網(wǎng)連接的暖氣終端、客戶端、供熱單位的服務(wù)器以及控制器，暖氣終端設(shè)置在居民室內(nèi)，用于采集居室內(nèi)暖氣管道中的水溫、流量、壓力以及室溫，同時所述暖氣終端用于控制多個居室內(nèi)控制閥；所述暖氣終端將所采集到的上述水溫、流量及室溫信息通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至供熱單位服務(wù)器，供熱單位將采集到的所述信息統(tǒng)計并匯總，以此通過控制器對供熱鍋爐或換熱設(shè)備進(jìn)行控制。
文檔編號H04W84/18GK102721107SQ201210218879
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者毛俊法 申請人:毛俊法, 邵建軍