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
【技術領域】
[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】
[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)的熱用戶供應生活用熱的方式。實現(xiàn)集中供熱是城市能源建設的一項基礎目標，也是城市現(xiàn)代化建設的一個重要標志，更是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。
[0003]目前，隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，集中供熱行業(yè)在我國得到了迅速的發(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量，提高城市生產(chǎn)的能源利用率。據(jù)《中國城市建設統(tǒng)計年報》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國已有360多個城市實現(xiàn)了市內統(tǒng)一的集中供熱目標。
[0004]但是由于我國各地的氣候條件有很大不同，對于已經(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，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)成為當前供熱領域的主流供熱系統(tǒng)。信息化的集中供熱系統(tǒng)是基于集中供熱的方式，結合信息技術實現(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)、熱用戶三個部分構成。此外，信息化技術是指應用現(xiàn)有的信息化設備和那些能夠實現(xiàn)自動化調節(jié)、管理、監(jiān)控、提供人性化服務的相關信息化技術。
[0006]需要說明的是:經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，我國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立運行的管理模式，這樣的模式會造成缺乏全面、準確地運行分析，導致熱源不能按照熱網(wǎng)的實際需求及時調度，造成熱力失調，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)與熱用戶是單獨進行管理的。信息化的集中供熱系統(tǒng)的關鍵問題在于高效的實現(xiàn)各個參與單元間及時的自由通訊和反饋。由于傳統(tǒng)通訊技術的發(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較低，使得大部分國內使用的集中供熱系統(tǒng)的能源利用率低、服務比較單一。如何實現(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問題。因此，為避免上述技術問題，有必要提供一種先進的城市區(qū)域集中供熱監(jiān)控系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術中的所述缺陷。

【發(fā)明內容】

[0008]鑒于已有技術存在的缺陷，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)技術對供熱設備及用戶等信息進行采集、傳輸與處理，進而實現(xiàn)對整個供熱過程的實時監(jiān)測，并根據(jù)采集的信息進行節(jié)能控制。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案:
[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)絡層與應用層，所述感知層與所述應用層通過所述網(wǎng)絡層相互傳輸數(shù)據(jù)信號；
[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)用于實時監(jiān)控鍋爐的供熱運行狀態(tài)并將采集到鍋爐的供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡層中；所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)用于實時監(jiān)控換熱站的供熱運行狀態(tài)，并將采集到換熱站的供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡層中；所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)用于實時監(jiān)控樓宇的供熱運行過程，并將采集到樓宇的供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鼍W(wǎng)絡層中；所述氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于實時采集當前氣象環(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)絡層中；
[0013]所述網(wǎng)絡層包括網(wǎng)絡通訊服務器、中心管理服務器以及通訊網(wǎng)絡，所述網(wǎng)絡通訊服務器與所述中心管理服務器通過通訊網(wǎng)絡相互傳輸數(shù)據(jù)信號；所述網(wǎng)絡通訊服務器用于接收所述感知層上傳的各供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將所接收到的供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲋行墓芾矸掌髦校凰鲋行墓芾矸掌饔糜趯⒔邮盏乃械墓徇\行狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲到內部數(shù)據(jù)庫中并進行Web網(wǎng)頁發(fā)布。
[0014]進一步的，所述鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0015]多個用于采集鍋爐供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號轉換成對應電信號的傳感器；
[0016]用于采集鍋爐供熱運行過程中各個電機轉速信號并將采集到的轉速信號轉換成對應頻率信號的變頻器；
[0017]接收所述電信號及所述頻率信號并將接收到的各個信號分別轉換成相應數(shù)字信號的鍋爐監(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，用于實時監(jiān)控鍋爐供熱運行狀態(tài)情況的工程師站；
[0019]所述工程師站通過所述交換機與所述操作員站構成了監(jiān)控局域網(wǎng)絡，所述工程師站通過MPI通訊方式監(jiān)控鍋爐供熱運行狀態(tài)情況，所述操作員站通過監(jiān)控局域網(wǎng)絡進一步監(jiān)控鍋爐供熱運行狀態(tài)情況；
[0020]以及歷史存檔服務器，所述歷史存檔服務器通過所述監(jiān)控局域網(wǎng)絡接收鍋爐供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行歸檔并通過通信網(wǎng)絡將所述鍋爐供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至所述網(wǎng)絡層。
[0021]進一步的，所述換熱站監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0022]多個用于采集換熱站供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號轉換成對應電信號的傳感器；
[0023]用于采集換熱站供熱運行過程中各個電機轉速信號并將采集到的轉速信號轉換成對應頻率信號的變頻器；
[0024]接收所述電信號及所述頻率信號并將接收到的各個信號分別轉換成相應數(shù)字信號的換熱站監(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，用于實時監(jiān)控換熱站供熱運行狀態(tài)情況的MCGS嵌入式觸摸屏。
[0026]進一步的，所述樓宇監(jiān)控系統(tǒng)包括:
[0027]用于采集樓宇供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號轉換成對應電信號的傳感器；
[0028]接收各個傳感器發(fā)送的樓宇供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)并將所述樓宇供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)轉換成相應數(shù)字信號的樓宇監(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，用于實時監(jiān)控樓宇供熱運行狀態(tài)情況的MCGS嵌入式觸摸屏；
[0030]以及將所述樓宇供熱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)上傳至所述網(wǎng)絡層的GPRS DTU通訊模塊。
[0031]進一步的，所述氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:
[0032]多個用于采集供熱系統(tǒng)周圍的氣象狀況數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)信號轉換成對應電信號的傳感器；
[0033]接收各個傳感器發(fā)送的氣象狀況數(shù)據(jù)并將所述氣象狀況數(shù)據(jù)轉換成相應數(shù)字信號的智能氣象數(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)絡層的GPRS DTU通訊模塊。
[0035]進一步的，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、各級供熱管網(wǎng)、供熱設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)除了包括相應的供熱管道外，還包括均壓管、若干構成冗余結構的加壓栗、若干構成冗余結構的一次網(wǎng)循環(huán)栗、若干構成冗余結構的一次網(wǎng)補水栗、一次網(wǎng)泄壓閥以及一次網(wǎng)補水箱；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)構成初級供熱管控系統(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，實時監(jiān)控鍋爐與換熱站之間的供熱運行狀態(tài)情況，并通過監(jiān)控到鍋爐與換熱站之間的供熱運行狀態(tài)情況控制鍋爐各個電機以及一次供熱管網(wǎng)各栗電機的啟停動作，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)除了包括相應的供熱管道外，還包括電動開關閥、二次網(wǎng)泄壓閥、若干構成冗余結構的二次網(wǎng)循環(huán)栗、若干構成冗余結構的二次網(wǎng)補水栗以及二次網(wǎng)補水箱；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)構成二級供熱管控系統(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，實時監(jiān)控樓宇與換熱站之間的供熱運行狀態(tài)情況，并通過監(jiān)控到樓宇與換熱站之間的供熱運行狀態(tài)情況控制電動開關閥與二次網(wǎng)泄壓閥的開關以及二次供熱管網(wǎng)各栗電機的啟停動作，完成換熱站與樓宇之間的供熱管控。
[0039]進一步的，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)絡層的網(wǎng)絡通訊服務器中，然后通過通訊網(wǎng)絡，所述網(wǎng)絡通訊服務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)對某城市區(qū)域的供熱過程進行遠程監(jiān)控，實現(xiàn)了供熱數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，供熱系統(tǒng)的控制為供熱服務決策與供熱維護指導等功能，同時，本發(fā)明涉及到供熱系統(tǒng)布局合理，各個子系統(tǒng)與子設備安裝方便，便于進行系統(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)可實現(xiàn)集中供熱過程的全網(wǎng)集中控制，實現(xiàn)熱源、熱網(wǎng)與熱用戶的分散控制以及協(xié)調控制的功能，具有自動化程度高、可靠性好、能源消耗低等優(yōu)點，適應于城市集中供熱的發(fā)展趨勢，具有廣闊的應用前景，并將帶來顯著