基于互联网的智慧热网监控系统的制作方法

本实用新型属于供热监控技术领域，具体涉及一种基于互联网的智慧热网监控系统。

背景技术：

目前，随着我国节能减排工作的不断推进，社会对供热可靠性的要求越来越高。一般情况下，大型供热企业为总公司，其拥有多个供热厂，每个供热厂拥有独立的生产控制系统。供热厂的运行监控数据每天由各个厂专职人员上报总公司，一般每日统计一次，总公司根据各个供热厂上报的数据进行整理比较，从而实现对各个供热厂的有效管控。

可见，现有技术中，采用专职人员上报供热厂运行监控数据的方式，具有监控数据上传不及时的问题，无法实现实时对供热厂运行状态进行监控。为解决上述问题，部分供热企业采用有线网络方式实现对供热厂运行状态的监控，有线网络具有布线复杂的问题，不方便施工；此外，还具有监控参数少的问题，无法全面对供热厂运行状态进行监控，进而无法保证供热厂可靠高效的运行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于互联网的智慧热网监控系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于互联网的智慧热网监控系统，在每个供热厂布置有供热厂状态监控单元；在供热企业布置控制中心服务器；各个所述供热厂状态监控单元通过GPRS无线通讯互联网络与所述控制中心服务器连接；

其中，每个所述供热厂状态监控单元均包括：供水侧水温温度传感器、供水侧水管压力传感器、供水侧水流流量传感器、供水侧电动调节阀、回水侧水温温度传感器、回水侧水管压力传感器、循环水泵频率采集传感器、循环水泵电流采集传感器、补水水泵频率采集传感器、补水水泵电流采集传感器、循环水泵变频器、循环水泵光耦隔离器、补水水泵变频器、补水水泵光耦隔离器、气候采集器、热量表、燃气表、电量表、补水表、处理器和GPRS无线通讯设备；

所述处理器具有9个独立的数据采集通道，9个独立的数据采集通道分别与所述供水侧水温温度传感器、所述供水侧水管压力传感器、所述供水侧水流流量传感器、所述回水侧水温温度传感器、所述回水侧水管压力传感器、所述循环水泵频率采集传感器、所述循环水泵电流采集传感器、所述补水水泵频率采集传感器和所述补水水泵电流采集传感器的输出端连接；

所述处理器具有3个独立的输出端口，分别为第1输出端口、第2输出端口和第3输出端口；所述第1输出端口与所述供水侧电动调节阀的调节端连接；所述第2输出端口依次通过循环水泵光耦隔离器和所述循环水泵变频器后，连接到循环水泵的调节端；所述第3输出端口依次通过补水水泵光耦隔离器和所述补水水泵变频器后，连接到补水水泵的调节端；

所述处理器具有4个独立的MODBUS通信端口，分别与所述热量表、所述燃气表、所述电量表和所述补水表连接；

所述处理器还分别与所述气候采集器和所述GPRS无线通讯设备连接。

优选的，每个所述数据采集通道包括串联的信号调理电路、滤波电路、模数转换电路和信号放大电路。

优选的，所述气候采集器为环境温度采集器。

本实用新型提供的基于互联网的智慧热网监控系统具有以下优点：

(1)各个供热厂状态监控单元通过GPRS无线通讯互联网络与控制中心服务器连接，由于采用GPRS无线通讯互联网络，因此，简化了布线复杂度，方便进行施工；

(2)全面的对供水侧状态、回水侧状态、循环水泵和补水水泵的工作状态以及供热地区本地气候进行监控，具有监控参数全面的优点，从而保证供热厂可靠高效的运行。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于互联网的智慧热网监控系统的整体网络架构示意图；

图2为本实用新型提供的供热厂状态监控单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图1和图2，本实用新型提供一种基于互联网的智慧热网监控系统，在每个供热厂布置有供热厂状态监控单元；在供热企业布置控制中心服务器；各个供热厂状态监控单元通过GPRS无线通讯互联网络与控制中心服务器连接；

其中，每个所述供热厂状态监控单元均包括：供水侧水温温度传感器、供水侧水管压力传感器、供水侧水流流量传感器、供水侧电动调节阀、回水侧水温温度传感器、回水侧水管压力传感器、循环水泵频率采集传感器、循环水泵电流采集传感器、补水水泵频率采集传感器、补水水泵电流采集传感器、循环水泵变频器、循环水泵光耦隔离器、补水水泵变频器、补水水泵光耦隔离器、气候采集器、热量表、燃气表、电量表、补水表、处理器和GPRS无线通讯设备；其中，水流流量传感器可以采用电磁流量计、超声波流量计或涡街流量计。

处理器具有9个独立的数据采集通道，每个数据采集通道包括串联的信号调理电路、滤波电路、模数转换电路和信号放大电路。其中，模数转换电路采用AD9237模数转换器。AD9237是一种12位，20MPSP/40MSPS/65MSPS模数转换芯片，有效带宽500MHz。信号放大电路采用可控增益运算放大器，程控放大的元器件是AD604，AD604是一种超低噪声可控增益双运算放大器。模数转换电路采用12位串行D/A转换芯片MAX538，其线性度好，满足要求。9个独立的数据采集通道分别与所述供水侧水温温度传感器、所述供水侧水管压力传感器、所述供水侧水流流量传感器、所述回水侧水温温度传感器、所述回水侧水管压力传感器、所述循环水泵频率采集传感器、所述循环水泵电流采集传感器、所述补水水泵频率采集传感器和所述补水水泵电流采集传感器的输出端连接；通过数据采集通道，实现对供水侧水温、供水侧水管压力、供水侧水流流量、回水侧水温、回水侧水管压力、循环水泵频率、循环水泵电流、补水水泵频率和补水水泵电流的全面采集。此外，由于每个采集传感器采用独立的数据采集通道，可防止数据采集通道之间的电磁干扰，提高数据采集的准确性。

所述处理器具有3个独立的输出端口，分别为第1输出端口、第2输出端口和第3输出端口；所述第1输出端口与所述供水侧电动调节阀的调节端连接；所述第2输出端口依次通过循环水泵光耦隔离器和所述循环水泵变频器后，连接到循环水泵的调节端；所述第3输出端口依次通过补水水泵光耦隔离器和所述补水水泵变频器后，连接到补水水泵的调节端；通过水泵变频器可调节对应水泵的工作频率，进而调节进出水流量。通过设置光耦隔离器，可防止水泵对处理器的干扰，保证处理器可靠工作。

处理器还分别与气候采集器和GPRS无线通讯设备连接。其中，气候采集器可以为环境温度采集器，通过设置气候采集器，能够进一步提高热网监控参数的全面性，向控制中心服务器提供更为全面的监控参数，方便控制中心服务器进行控制决策。

本实用新型提供一种基于互联网的智慧热网监控系统，一方面，各个数据采集模块将供热厂运行参数进行采集，主要分为模拟量输入以及I/O输入，然后，通过网络发送到远程服务器；另一方面，即为系统的控制作用，即：可以直接根据运行状况对各个电磁阀和水泵状态进行就地控制，实现对换热站运行工况进行控制，满足具体的供热需求。系统中还采用了光电隔离技术，进一步提高了系统的抗干扰性。

此外，系统还可以设计同步采集电路，实现各个传感器同步采集供热厂运行状态。例如，同步采集电路可以为：各信号采集通道的输出端连接重采样模块输入端，PLL时钟模块输出端连接重采样模块的时钟输入端，重采样模块按照PLL时钟模块的采样频率对各信号采集通道进行重新采样，重采样模块的输出端连接FIFO缓冲存储模块输入端，FIFO缓冲存储模块输出同步信号数据。从而实现多通道信号的同步采集，适合一般多通道信号的同步传输，保证后续的信号处理。

对于本实用新型涉及到的控制中心服务器，在接收到监控参数后，如何进行数据处理分析，并不属于本实用新型保护范围，也不属于实现本申请必须的步骤，下面仅介绍一种具体示例：控制中心服务器拥有大数据存储、地理信息、气象预测、运行监视、能耗分析共5大功能模块。

1)大数据存储模块：基于SQL SERVE2008企业数据库将地理信息数据、运行监控数据、能耗分析数据、分户计量数据、报修平台数据、固定资产数据分为不同时间、不同单位分开存储，供前端显示、分析调用；

2)地理信息模块：基于高德地图地理信息平台，将供热企业、供热厂、供热厂下辖换热站在地图上的实际位置、供热管网走向、主要运行数据在地图中实时显示出来，便于用户整体直观的了解公司系统运行情况；

3)气象预测模块：根据互联网上提供的本地气象数据，及时掌握24小时内及未来几天的气候变化情况，供热企业根据这些数据能够及时的调整供热负荷，使系统控制精细化；

4)运行监视模块：供热企业下辖的供热厂、换热站数据实时显示出来，调度人员可以根据运行数据判断现场设备的运行情况，各个厂的实时能耗情况，及时下达控制调节指令；

5)能耗分析模块：对大数据存储模块存储的能耗数据进行厂间横向分析和厂内纵向分析，根据科学的分析比较，制定出提高能效水平的措施。

因此，与传统的分散控制、分散管理模式相比较，能够更好地提高企业的能效水平和管理水平：企业调度人员能够全面掌握各个厂、站的运行、位置分布、管网分布情况；控制中心服务器实行统一管理后，能够实时监视各个厂、站的能耗情况，指导协助能耗高的厂、站进行能耗分析，提出合理化建议进行节能技改，提高生产效率，降低能耗水平，从而节约燃气、电力、水资源等能源消费成本，降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体的排放减少环境污染。

实际应用中，控制中心服务器采用的高性能服务器为惠普立式服务器ML350，酷睿i5以上处理器，不低于8G内存，4T硬盘，显卡分辨率1920*1080，1G显存；需要的软件:SQL server2008,Tomcat，Java软件；软件运行环境：windows server2008操作系统，需要的网络环境，TCP/IP局域网，互联网；TP-Link路由器，宏电DTU HD7710、气候补偿控制器ZN-VX、温度模块WZP-230、压力模块SSTYC-1302、流量模块CRL-G。系统安装：在服务器上安装windows server2008操作系统，分配局域网地址、互联网地址；安装SQL server2008,Tomcat，Java软件，导入运行工程，建立数据库表，分配变量地址；制作各个功能模块的显示界面并关联到SQL serber2008数据库。分配外部访问权限。换热站安装气候补偿器，采集温度模块、压力模块、流量模块的数据，通过宏电DTU将数据通过无线方式上发到服务器。

控制中心服务器进行上述分析功能的基础是获得大量全面的供热厂运行状态数据，而本实用新型正是为了解决这一技术问题，全面的对供水侧状态、回水侧状态、循环水泵和补水水泵的工作状态以及供热地区本地气候进行监控，以方便控制中心服务器进行各类分析。

本实用新型提供的基于互联网的智慧热网监控系统具有以下优点：

(1)各个供热厂状态监控单元通过GPRS无线通讯互联网络与控制中心服务器连接，由于采用GPRS无线通讯互联网络，因此，简化了布线复杂度，方便进行施工；

(2)全面的对供水侧状态、回水侧状态、循环水泵和补水水泵的工作状态以及供热地区本地气候进行监控，具有监控参数全面的优点，从而保证供热厂可靠高效的运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。