智慧换热站应用方案

 

智慧换热站

1.智慧换热站的背景和意义

换热站按供热形式分直供站和间供站，前者是电厂直接供用户，温度高，控制难，浪费热能，是最初电厂余热福利供热的产物，后来开始收费，才有换热公司，随着商品经济发展，热商品化，换热公司开始提高供热质量，才有间供站，这属于集中供热，还有锅炉供热，省掉电厂环节，但是效率低，污染大已近淘汰，集中供热是发展方向，间供站为主，间供站原理:电厂为一次线，小区为二次线，热源(电厂)热网(一二次线管网)热用户(居民楼和单位) 连接处为换热站，设备有:板式换热器，循环泵，一二次线除污器，补水泵，水箱，计量表，控制阀门等。但是现有的换热站需要专人值班随时检查换热站的工作状况，占用了大量的人力，同时无法保证及时发现换热站的故障。

2.智慧换热站的现状

 供热行业是保障民生的重要行业，供热质量是衡量民生质量的重要依据，但作为典型的传统行业，目前供热行业面临的挑战可不少。

首先，管理系统严重落后。供热行业存在多种类型的监测设备和系统，存在内部孤岛效应，缺少统一的综合感知和管理平台，无法形成全网数据的互通，无法感知全网的运行状况。

其次，超额采购常常拉高了成本。也就是说，供热企业为了能保障供热指标，通常都会超额购买热能，而且由于热源涨价，热价不变导致营收相对固定，供热行业面临成本压力。

2.3智慧换热站的发展趋势

目前，建筑已经成为我国第二大能源消耗领域。其中，供热能耗是建筑领域中的能源消耗“大户”。

为减少能源消耗、实现节能减排目标，供热企业不断探索高效环保的供热方式，将供热行业与信息技术相结合，利用新兴技术替代传统模式。

节能环保硬约束下，推动供热行业升级改造、实现智慧供热发展已成必然趋势。

3、智慧换热站系统架构和应用

3.1系统架构

维控智慧换热站系统采用应用层、网络层、设备层和传感层的四层结构体系：

应用层（平台管理层）：将物联网技术与行业专业系统相结合，实现广泛的物物互联的应用，实现对信息资源进行采集、开发、利用和存储，形成与业务需求相适应、实时更新的动态数据资源库，为换热站的各类业务提供统一的信息资源支撑。

网络层：将来自设备层的各类信息通过网络传输到应用服务层，为设备层和应用层提供可靠的数据传输。

设备层：根据系统设定，对来自传感层的结果做出反应，实现智能控制。

传感层：感知获取换热站环境中发生的物理事件和数据信息（温度、压力、气温等）。

3.2 平台部署方式：慧网部署

将慧盒接入到慧网，以快速实现各种由PLC控制的机械设备与系统的联网，实现无人值守，用户可以通过“所见即所得”的开发方式，快速搭建工业互联网平台。

3.3设备层控制方式

维控智慧换热站方案通过PLC自带的485与各环境传感器进行modbus通讯包含：温度、压力、流量传感器等。扩展的485口做为从站与触摸屏或其他设备进行数据交换。

3.4系统建设目标

1、节能：有了物联网平台将数据统一接入，可以提供大量数据进行设备特性拟合，精确预测供水温度和阀门开度，使设备可以工作在最佳状态，保证全网有最高的供热效率。天气预测后，可以对实现整体供热网的气候补偿，保证提供最高的供热效率，以此来节省购热成本，供热能耗显著下降，节能效果明显。

2、自动：基于物联网平台接入能力和控制能力，实现全网设备运行在线化。通过将供热设备统一接入维控慧网，为智慧供热分析提供了丰富的数据支撑。同时维控慧网提供一站式的协同管理，避免多个上位机系统，并且系统可全自动调控供暖温度，通过供热策略下发到供热设备，可实现自动调节阀门，可添加监控点，实现对换热站、热网、阀门的位置信息配置管理。

3、智能：基于边缘计算协助，实现全网调度的智能化。每个换热站对接边缘网关，统一数据汇聚，可以将云端经过大数据分析和全网智能调节算法策略，下发到边缘侧，完成边缘设备上的推断和计算，随着使用时长和数据的累计，在深度学习算法的支撑下，整套供热系统的调控会越来越精准。

4、保质：智能算法依据历史数据自适应优化学习，实现换热站动态气候补偿策略时时调控，按需供热，保证居民供热质量和室温的稳定趋势。

3.5系统应用场景

智慧换热云平台

3.6方案建成效果

本套换热站本地控制采用维控的PLC及HMI进行控制及显示，物联网采用E-4G进行数据采集和发送，客户端客户主要使用电脑软件及手机APP进行监控。这套系统在投入以来，不单负责一次、二次水网的运行，还担负着两套电锅炉运行的控制，正是因为有了维控物联网的接入，才使得客户敢于将整套换热系统做成无人值守，在对电锅炉节能方面，维控的云平台也做出了很大的贡献，得到了客户的好评。

生产管理界面：

4、智慧换热站方案总结

4.1 方案优势

1.可以实时显示工况参数，可以进行设备的操作；

2.维控的物联网平台具有自己的组态，而且可以进行跨慧盒的组态，也就是说可将多个换热站的数据在一个画面上集中显示；

3.平台可以通过APP或者微信等进行报警的实时推送；

4.账号可进行分级管理，可分配给下级账号不同在权限，比如只读即只可查看数据，不能进行操作；

5.支持多种联网方式，比如以太网、4G、WIFI；

6.多客户端登录，可通过手机APP、电脑、网页进行登录；

7.支持OPC功能，可在其他组态软件上进行集成。

4.2 方案总结

传统的换热站员工的日常工作之一就是巡检和操作，需要要进行数据的抄录、参数的设定及故障的排除，在后来有的换热站上了视频监控系统或者DTU的方案，前者只能解决巡检问题，而且是要中控在人时刻留意视频画面，且有很高的网络费用，试想多个换热站就需要中控人员监控很多屏幕，而且现场有情况仍然需要工作人员去处理；后者DTU的方案通讯效率很低，如果是大型的换热站，全部数据轮巡一遍就要很长时间，时效性太差。该智慧换热站，不需要人工值守换热站，节省了人力，同时能够避免换热站故障时值班人员发现不及时的问题。