久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

1 案例背景

熱源站是城市供熱節(jié)點的熱源場所。它的作用是根據(jù)熱網(wǎng)工況和不同的條件，調(diào)節(jié)熱源，向熱用戶系統(tǒng)分配熱量以滿足用戶采暖需求，并根據(jù)需要，進行集中計量、檢測供熱熱媒的參數(shù)和數(shù)量。

控制、調(diào)節(jié)設(shè)備的完善程度是熱源站技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志。由于熱負荷具有隨生產(chǎn)工藝過程、季節(jié)和時間變化的特點，只有采用自動調(diào)節(jié)才能使供熱介質(zhì)的數(shù)量和參數(shù)適應(yīng)用戶采暖需要，避免浪費。

青島某熱源站包括一套部署在監(jiān)控室管網(wǎng)控制系統(tǒng)以及兩個鍋爐自身的控制系統(tǒng)。管網(wǎng)控制系統(tǒng)由一套小型PLC及電氣柜HMI組成，該電氣柜HMI與小型PLC負責(zé)熱源站整體工藝狀態(tài)顯示，并按照管網(wǎng)供水、回水側(cè)溫度、壓力等參數(shù)，自動調(diào)節(jié)管網(wǎng)補水泵、循環(huán)水泵。此外，兩個鍋爐本身的PLC控制器以及HMI負責(zé)本鍋爐自身的控制調(diào)節(jié)。

熱源站的工程師表示：“目前監(jiān)控室的小型PLC無法接入兩個鍋爐的控制器，導(dǎo)致監(jiān)控室HMI無法實現(xiàn)監(jiān)視鍋爐數(shù)據(jù)，無法從監(jiān)控室HMI控制鍋爐，運行時工程師需要到三個地方分別監(jiān)視、操作三個HMI，極不方便。”

此外，作為熱源站運營方，燃氣公司希望能夠采集到運行數(shù)據(jù)，包括管網(wǎng)數(shù)據(jù)以及鍋爐狀態(tài)數(shù)據(jù)，而管網(wǎng)控制系統(tǒng)的PLC無法接入兩個鍋爐的控制器以及熱源站的電表和熱表，如果要采集整個熱源站數(shù)據(jù)則需要部署多個網(wǎng)關(guān)設(shè)備，耗費較大。

2 案例實施

如何能夠解決城市熱源站的痛點，東土科技打造全新以工業(yè)服務(wù)器為核心的控制系統(tǒng)方案，進行智慧升級。該控制系統(tǒng)主要解決這些問題：

（1）提供一套統(tǒng)一操作員站環(huán)境，該操作員站不僅可以實現(xiàn)對供熱管網(wǎng)參數(shù)、設(shè)備的監(jiān)視控制，還能對兩個鍋爐進行狀態(tài)監(jiān)視和節(jié)能控制；

（2）提供歷史數(shù)據(jù)存儲功能，可支持一個供暖季的運行數(shù)據(jù)保存到本地；

（3）提供統(tǒng)一對外數(shù)據(jù)接口，將鍋爐數(shù)據(jù)及熱源站管網(wǎng)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)以及管網(wǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)外發(fā)給燃氣公司的邊緣應(yīng)用以及數(shù)據(jù)上云；

為了解決這些問題，其重點是要統(tǒng)一接入現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，包括熱源站管網(wǎng)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、鍋爐數(shù)據(jù)以及熱源站電表、熱表數(shù)據(jù)。并基于整體的現(xiàn)場數(shù)據(jù)；

（4）進行統(tǒng)一的節(jié)能策略運算；

（5）提供統(tǒng)一的監(jiān)視環(huán)境；

（6）提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲以及對外數(shù)據(jù)接口。

圖1 硬件系統(tǒng)架構(gòu)圖

該控制系統(tǒng)外部接口包括：

（1）通過Modbus接入兩個鍋爐控制器、電表、熱表；

（2）通過MQTT將現(xiàn)場數(shù)據(jù)外發(fā)客戶云平臺；

（3）通過遠程I/O的方式連接現(xiàn)場傳感器及水泵、變頻器、風(fēng)機等設(shè)備，取代原監(jiān)控室管網(wǎng)控制系統(tǒng)的小型PLC；

（4）外接一套顯示屏及鼠標(biāo)鍵盤提供了操作員站人機交互環(huán)境。

工業(yè)服務(wù)器預(yù)裝具備高實時虛擬化特性的Intewell-H工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣操作系統(tǒng)，提供了若干個實時系統(tǒng)可用于執(zhí)行虛擬PLC控制任務(wù)以及一個非實時系統(tǒng)可用于執(zhí)行SCADA任務(wù)和邊緣計算任務(wù)。

圖2 軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖

工業(yè)服務(wù)器的虛擬PLC完全替代監(jiān)控室的原小型PLC，通過遠程I/O系統(tǒng)，完成管網(wǎng)設(shè)備的控制、傳感器數(shù)據(jù)采集功能。同時，虛擬PLC接入兩個鍋爐控制器、熱源站的電表以及熱表，在虛擬PLC內(nèi)運行熱源站的氣候節(jié)能以及時間節(jié)能算法，并下發(fā)給鍋爐控制器實現(xiàn)對鍋爐的節(jié)能調(diào)節(jié)。

東土科技提供完全自主研發(fā)的、符合IEC61131-3規(guī)范的工業(yè)控制編程平臺MaVIEW，以支持工程人員對進行虛擬PLC控制編程。MaVIEW支持常見的IEC61131-3編程語言，支持圖形化拖拽式編程，支持對工業(yè)服務(wù)器進行虛擬化配置。

Intewell-H的非實時系統(tǒng)預(yù)裝KySCADA應(yīng)用，通過KySCADA的數(shù)據(jù)庫整合整個熱源站控制系統(tǒng)包括管網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)、鍋爐數(shù)據(jù)以及電表熱表數(shù)據(jù)，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)的存儲和訪問接口。

Intewell-H提供了開放的編程生態(tài)。非實時系統(tǒng)支持常見的Windows/Linux，提供支持C/C++的針對操作系統(tǒng)的開發(fā)軟件以支持用戶深度開發(fā)應(yīng)用，KySCADA數(shù)據(jù)庫提供了數(shù)據(jù)讀寫的API，支持客戶基于應(yīng)用需要開發(fā)數(shù)據(jù)清理、預(yù)測性維護等邊緣計算應(yīng)用。

工業(yè)服務(wù)器提供了豐富的接口和協(xié)議。集成常見的Modbus RTU、Modbus TCP、CANopen、EtherCAT、MQTT等協(xié)議，輕松對接現(xiàn)場各種專用設(shè)備。非實時系統(tǒng)提供了KyGate協(xié)議網(wǎng)關(guān)軟件，將KySCADA數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)通過KyGate實現(xiàn)與客戶云平臺對接。

3 效益分析

（1）節(jié)能。從前每個鍋爐自己的節(jié)能策略單獨設(shè)置，且鍋爐的節(jié)能策略無法與管網(wǎng)的水泵等設(shè)備實現(xiàn)綜合自動控制。我們將鍋爐控制器數(shù)據(jù)與管網(wǎng)設(shè)備參數(shù)統(tǒng)一接入到一個虛擬PLC，建立統(tǒng)一的節(jié)能策略，可以根據(jù)環(huán)境溫度以及所處時間段，自動調(diào)節(jié)鍋爐燃燒溫度以及水泵頻率，實現(xiàn)實時節(jié)能。

（2）解放人力。提供了統(tǒng)一的人機監(jiān)控界面，工程師無需跑三地操作三個HMI。

（3）遠程監(jiān)視。由工業(yè)服務(wù)器統(tǒng)一采集了鍋爐房整體工藝的參數(shù)狀態(tài)以及鍋爐控制器的參數(shù)狀態(tài)，提供了統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫接口，實現(xiàn)按需將采集數(shù)據(jù)統(tǒng)一上云，運營方可遠程對熱源站的運行狀態(tài)進行監(jiān)視以及運營計量。

4 案例總結(jié)

該項目結(jié)合了燃氣公司的節(jié)能理念，建立了一種以工業(yè)服務(wù)器為核心的控制系統(tǒng)，是行業(yè)內(nèi)首家實現(xiàn)實時控制、人機交互、邊緣計算、物聯(lián)上云于一體的落地案例。

采用一臺工業(yè)服務(wù)器替代了傳統(tǒng)熱源站方案的PLC控制器、SCADA服務(wù)器、操作員站工控機、工程師站工控機、邊緣計算工控機、邊緣網(wǎng)關(guān)多臺設(shè)備，可以給熱源站控制系統(tǒng)搭建帶來更低的設(shè)備采購成本、更少監(jiān)控系統(tǒng)占地面積、更短的工程施工周期。這一全新的控制系統(tǒng)方案將引領(lǐng)行業(yè)內(nèi)眾多供熱企業(yè)向智能化升級。

摘自《自動化博覽》2020年3月刊