一種基于物聯(lián)網(wǎng)的城市區(qū)域集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)及供熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信息化的集中供熱系統(tǒng)，特別涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的城市區(qū)域集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)及供熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市區(qū)域集中供熱是一種將熱源所產(chǎn)生的蒸汽或熱水，通過熱網(wǎng)向全市或部分地區(qū)的熱用戶供應(yīng)生活用熱的方式。實(shí)現(xiàn)集中供熱是城市能源建設(shè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)目標(biāo)，也是城市現(xiàn)代化建設(shè)的一個(gè)重要標(biāo)志，更是國(guó)家能源合理分配和利用的一項(xiàng)重要措施。
[0003]目前，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，集中供熱行業(yè)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展。作為城市生活的核心行業(yè)之一，集中供熱行業(yè)的良好發(fā)展有利于提高城市居民的生活水平，改善城市生活的空氣質(zhì)量，提高城市生產(chǎn)的能源利用率。據(jù)《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國(guó)已有360多個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了市內(nèi)統(tǒng)一的集中供熱目標(biāo)。
[0004]但是由于我國(guó)各地的氣候條件有很大不同，對(duì)于已經(jīng)普及集中供熱系統(tǒng)的城市，它們大部分都分布在我國(guó)的東北、華北與西北地區(qū)。在這三大地區(qū)的很多城市中，集中供熱系統(tǒng)得到了較大的推廣，同時(shí)，這些城市中的集中供熱系統(tǒng)也在快速的向規(guī)?；?、大型化的方向發(fā)展。
[0005]其中，信息化的集中供熱系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前供熱領(lǐng)域的主流供熱系統(tǒng)。信息化的集中供熱系統(tǒng)是基于集中供熱的方式，結(jié)合信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種高安全性、低能耗性和低污染性的供熱系統(tǒng)。集中供熱是指以蒸汽或熱水為熱媒介，以供熱管網(wǎng)的方式為某個(gè)特定區(qū)域提供熱能的供熱方式。集中供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三個(gè)部分構(gòu)成。此外，信息化技術(shù)是指應(yīng)用現(xiàn)有的信息化設(shè)備和那些能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化調(diào)節(jié)、管理、監(jiān)控、提供人性化服務(wù)的相關(guān)信息化技術(shù)。
[0006]需要說明的是:經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的熱源供熱能力普遍不足，且鍋爐、換熱站與樓宇大多采用獨(dú)立運(yùn)行的管理模式，這樣的模式會(huì)造成缺乏全面、準(zhǔn)確地運(yùn)行分析，導(dǎo)致熱源不能按照熱網(wǎng)的實(shí)際需求及時(shí)調(diào)度，造成熱力失調(diào)，影響供熱效果等問題。
[0007]具體的說，城市區(qū)域集中供熱系統(tǒng)的控制一般是采用分開控制的，熱源、熱網(wǎng)與熱用戶是單獨(dú)進(jìn)行管理的。信息化的集中供熱系統(tǒng)的關(guān)鍵問題在于高效的實(shí)現(xiàn)各個(gè)參與單元間及時(shí)的自由通訊和反饋。由于傳統(tǒng)通訊技術(shù)的發(fā)展限制，現(xiàn)階段信息化的集中供熱系統(tǒng)在信息交換效率上相對(duì)較低，使得大部分國(guó)內(nèi)使用的集中供熱系統(tǒng)的能源利用率低、服務(wù)比較單一。如何實(shí)現(xiàn)信息化的集中供熱系統(tǒng)的單元間高效的、自由的信息交換是現(xiàn)階段亟待解決的一個(gè)問題。因此，為避免上述技術(shù)問題，有必要提供一種先進(jìn)的城市區(qū)域集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是要提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的城市區(qū)域集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，該供熱監(jiān)控系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)供熱設(shè)備及用戶等信息進(jìn)行采集、傳輸與處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供熱過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)采集的信息進(jìn)行節(jié)能控制。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0010]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的城市區(qū)域集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:
[0011]包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層，所述感知層與所述應(yīng)用層通過所述網(wǎng)絡(luò)層相互傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)；
[0012]所述感知層包括鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)，換熱站監(jiān)控系統(tǒng)，樓宇監(jiān)控系統(tǒng)以及氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中所述鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐的供熱運(yùn)行狀態(tài)并將采集到鍋爐的供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)層中；所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)Q熱站的供熱運(yùn)行狀態(tài)，并將采集到換熱站的供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)層中；所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控樓宇的供熱運(yùn)行過程，并將采集到樓宇的供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)層中；所述氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)采集當(dāng)前氣象環(huán)境的氣象參數(shù)數(shù)據(jù)，并將采集到的氣象參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡(luò)層中；
[0013]所述網(wǎng)絡(luò)層包括網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)器、中心管理服務(wù)器以及通訊網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)器與所述中心管理服務(wù)器通過通訊網(wǎng)絡(luò)相互傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)；所述網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)器用于接收所述感知層上傳的各供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將所接收到的供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋行墓芾矸?wù)器中；所述中心管理服務(wù)器用于將接收的所有的供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)中并進(jìn)行Web網(wǎng)頁(yè)發(fā)布。
[0014]進(jìn)一步的，所述鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0015]多個(gè)用于采集鍋爐供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的傳感器；
[0016]用于采集鍋爐供熱運(yùn)行過程中各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)并將采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)頻率信號(hào)的變頻器；
[0017]接收所述電信號(hào)及所述頻率信號(hào)并將接收到的各個(gè)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字信號(hào)的鍋爐監(jiān)控PLC控制器；
[0018]接收鍋爐監(jiān)控PLC控制器上傳的數(shù)字信號(hào)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐供熱運(yùn)行狀態(tài)情況的工程師站；
[0019]所述工程師站通過所述交換機(jī)與所述操作員站構(gòu)成了監(jiān)控局域網(wǎng)絡(luò)，所述工程師站通過MPI通訊方式監(jiān)控鍋爐供熱運(yùn)行狀態(tài)情況，所述操作員站通過監(jiān)控局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步監(jiān)控鍋爐供熱運(yùn)行狀態(tài)情況；
[0020]以及歷史存檔服務(wù)器，所述歷史存檔服務(wù)器通過所述監(jiān)控局域網(wǎng)絡(luò)接收鍋爐供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔并通過通信網(wǎng)絡(luò)將所述鍋爐供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至所述網(wǎng)絡(luò)層。
[0021]進(jìn)一步的，所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0022]多個(gè)用于采集換熱站供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的傳感器；
[0023]用于采集換熱站供熱運(yùn)行過程中各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)并將采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)頻率信號(hào)的變頻器；
[0024]接收所述電信號(hào)及所述頻率信號(hào)并將接收到的各個(gè)信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字信號(hào)的換熱站監(jiān)控PLC控制器；
[0025]以及接收換熱站監(jiān)控PLC控制器上傳的數(shù)字信號(hào)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控?fù)Q熱站供熱運(yùn)行狀態(tài)情況的MCGS嵌入式觸摸屏。
[0026]進(jìn)一步的，所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0027]用于采集樓宇供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的傳感器；
[0028]接收各個(gè)傳感器發(fā)送的樓宇供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將所述樓宇供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字信號(hào)的樓宇監(jiān)控PLC控制器；
[0029]接收樓宇監(jiān)控PLC控制器上傳的數(shù)字信號(hào)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控樓宇供熱運(yùn)行狀態(tài)情況的MCGS嵌入式觸摸屏；
[0030]以及將所述樓宇供熱運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至所述網(wǎng)絡(luò)層的GPRS DTU通訊模塊。
[0031]進(jìn)一步的，所述氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:
[0032]多個(gè)用于采集供熱系統(tǒng)周圍的氣象狀況數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的傳感器；
[0033]接收各個(gè)傳感器發(fā)送的氣象狀況數(shù)據(jù)并將所述氣象狀況數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字信號(hào)的智能氣象數(shù)據(jù)采集儀；
[0034]以及將所述氣象狀況數(shù)據(jù)上傳至所述網(wǎng)絡(luò)層的GPRS DTU通訊模塊。
[0035]進(jìn)一步的，本發(fā)明的目的還要提供一種城市區(qū)域集中供熱系統(tǒng)，其特征在于:
[0036]包括鍋爐、換熱站、樓宇、各級(jí)供熱管網(wǎng)、供熱設(shè)備以及所述集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，所述鍋爐與所述換熱站通過一次供熱管網(wǎng)連接，所述換熱站與所述樓宇通過二次供熱管網(wǎng)連接;
[0037]所述一次供熱管網(wǎng)除了包括相應(yīng)的供熱管道外，還包括均壓管、若干構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)的加壓栗、若干構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)的一次網(wǎng)循環(huán)栗、若干構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)的一次網(wǎng)補(bǔ)水栗、一次網(wǎng)泄壓閥以及一次網(wǎng)補(bǔ)水箱；所述一次供熱管網(wǎng)、所述鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)與所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成初級(jí)供熱管控系統(tǒng)，通過所述鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)與所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)上傳的數(shù)字信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控鍋爐與換熱站之間的供熱運(yùn)行狀態(tài)情況，并通過監(jiān)控到鍋爐與換熱站之間的供熱運(yùn)行狀態(tài)情況控制鍋爐各個(gè)電機(jī)以及一次供熱管網(wǎng)各栗電機(jī)的啟停動(dòng)作，完成鍋爐與換熱站之間的供熱管控；
[0038]所述二次供熱管網(wǎng)除了包括相應(yīng)的供熱管道外，還包括電動(dòng)開關(guān)閥、二次網(wǎng)泄壓閥、若干構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)的二次網(wǎng)循環(huán)栗、若干構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)的二次網(wǎng)補(bǔ)水栗以及二次網(wǎng)補(bǔ)水箱；所述二次供熱管網(wǎng)、所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)與所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成二級(jí)供熱管控系統(tǒng)，通過所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)與所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)上傳的數(shù)字信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控樓宇與換熱站之間的供熱運(yùn)行狀態(tài)情況，并通過監(jiān)控到樓宇與換熱站之間的供熱運(yùn)行狀態(tài)情況控制電動(dòng)開關(guān)閥與二次網(wǎng)泄壓閥的開關(guān)以及二次供熱管網(wǎng)各栗電機(jī)的啟停動(dòng)作，完成換熱站與樓宇之間的供熱管控。
[0039]進(jìn)一步的，所述氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將采集到的氣象狀況數(shù)據(jù)上傳到所述網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)器中，然后通過通訊網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)器中的室外溫度氣象數(shù)據(jù)能夠分別被下傳到所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)與所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)中，從而使得換熱站監(jiān)控系統(tǒng)與樓宇監(jiān)控系統(tǒng)基于統(tǒng)一的室外溫度氣象狀況，完成換熱站與樓宇之間的供熱管控。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
[0041]1.本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)對(duì)某城市區(qū)域的供熱過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了供熱數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，供熱系統(tǒng)的控制為供熱服務(wù)決策與供熱維護(hù)指導(dǎo)等功能，同時(shí)，本發(fā)明涉及到供熱系統(tǒng)布局合理，各個(gè)子系統(tǒng)與子設(shè)備安裝方便，便于進(jìn)行系統(tǒng)拓展與二次開發(fā)；
[0042]2.本發(fā)明適用于集中供熱過程的監(jiān)控和管理，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)集中供熱過程的全網(wǎng)集中控制，實(shí)現(xiàn)熱源、熱網(wǎng)與熱用戶的分散控制以及協(xié)調(diào)控制的功能，具有自動(dòng)化程度高、可靠性好、能源消耗低等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于城市集中供熱的發(fā)展趨勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，并將帶來顯著