一种供热站无人值守调控系统及供热站的制作方法

一种供热站无人值守调控系统及供热站
【技术领域】
1.本实用新型涉及供热站控制技术领域，尤其涉及一种供热站无人值守调控系统及供热站,即热岛物联系统。


背景技术：

2.目前传统的供热站控制系统基本全部采用plc控制系统作为核心，如图1所示。利用常规4-20ma信号的温度、压力、流量等传感器进行数据采集，plc控制系统部署需要进行大量的设备安装、线缆敷设工作，导致工程周期长、施工费用高、系统部署复杂等问题，而后期维护也需要具备一定专业技术的人员进行。当供热站仪表故障损坏时，更换了新的仪表还需专业编程的人员进行程序修改和调试，在供热站进行改造且系统需要增加数据测点时，又需要布线、穿管、接线、编程、调试等一系列施工，工程浩大而且复杂。
3.因此，有必要研究一种基于lora组网及4g传输技术的供热站无人值守调控系统及供热站来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种基于lora组网及4g传输技术的供热站无人值守调控系统及供热站，能够将每个供热站进行连接，打破信息孤岛，将数据互联互通，达到各个供热站协调统一调配的目的，且无需浩大的安装工程量。
5.一方面，本实用新型提供一种供热站无人值守调控系统，其特征在于，所述调控系统包括云端管理模块和设于各个供热站的站点设备；
6.所述站点设备包括：智能网关和若干与所述智能网关通信连接的终端数据采集通信模块；
7.所述智能网关与所述云端管理模块通信连接；
8.所述终端数据采集通信模块设于供热站供回水管道上各设备以及供热站电气系统中的各设备中。
9.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述终端数据采集通信模块与所述智能网关的连接方式为lora无线通信连接。
10.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，供热站供回水管道上各设备以及供热站电气系统中的各设备具体为用于采集温度、压力、模拟量、rs485数据的设备。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，供热站供回水管道上的设备包括温度仪、压力计、流量计、调节阀和热量计。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，供热站电气系统中的设备包括变频器、电流监测仪和电压监测仪。
13.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述智能网关内部设有供热站常用控制算法。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述智能网关通过wifi或网线与对控制算法进行设定和启用的pc机连接。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述调控系统还包括故障报警设备，所述故障报警设备与所述云端管理模块通信连接。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述终端数据采集通信模块之间相互通信连接；
17.智能网关通电后，通过网络自动与云端管理模块通信连接。
18.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述智能网关与所述云端管理模块通过4g或有线网络进行通信连接。
19.另一方面，本实用新型提供一种无人值守供热站，其特征在于，所述供热站采用如上任一所述的调控系统实现调控。
20.与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：本技术的供热站无人值守调控系统基于lora组网及4g传输技术，能够将每个供热站进行连接，打破信息孤岛，将数据互联互通，达到各个供热站协调统一调配的目的；基于lora组网及4g传输技术的无线连接方式，以及将终端数据采集通信模块安装于各个现有供回管路和电气系统的设备中，简单方便，无需浩大的安装工程量，极大节省安装成本。
21.当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1是背景技术中plc系统结构示意图；
24.图2是本实用新型一个实施例提供的供热站无人值守调控系统结构示意图；
25.图3是本实用新型一个实施例提供的智能网关与终端数据采集模块连接结构示意图。
【具体实施方式】
26.为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
27.应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
29.热岛物联系统是将每个供热站看作为一个热能岛屿，通过本技术的调控系统将每
个供热站进行连接，打破信息孤岛，将数据互联互通，达到各个供热站协调统一调配的目的。
30.热岛物联系统应用场景为热力行业热力站的数据采集及控制系统，每个热力站设置一台网关及若干终端模块，模块与网关之间利用lora协议组成网络，进行数据的采集、控制数据下发，网关利用光纤有线、4g等网络形式与云端管理模块软件进行数据交互。
31.基于lora组网及4g传输技术的供热站无人值守智能调控系统应用场景为热力行业供热站的数据采集及控制。如图2所示，该系统包括：云端管理模块和设于各个供热站的站点设备，站点设备包括：智能网关、若干终端数据采集通信模块(用于和温度、压力、模拟量、rs485数据这几种终端设备连接，或设于这几种设备中)。还可以与“模拟量 485”设备连接，“模拟量 485”设备是两种数据采集合成模块，即可采集模拟量数据也可采集rs485通讯设备的数据。
32.终端数据采集通信模块安装在供热站一次、二次供回水管道上及电气系统的变频器、配电柜等各设备中，通过lora网络与网关进行通信，将各种采集到的数据上传至网关。网关内部嵌入了供热站常用控制算法，pc机通过连接网关自身wifi(或者通过网线连接)，对网关进行算法的设定与启用，网关按照算法及采集的运行数据对供热站的阀门、水泵变频的待控制设备进行控制，无需人为因素干预即可保证供热站系统稳定运行。网关通过自身4g接口接入互联网与部署在阿里云服务器的管理系统软件进行数据传输，云端管理软件可以实时分析各个接入云端管理模块软件的供热站运行数据，将分析结果下发至供热站内智能网关，智能网关结合本供热站运行数据以及云端管理模块软件下发来的指令对本供热站进行自主调控。
33.pc机通过网关的wifi是对网关的内部参数和算法进行配置，不是对换热站设备进行调控，此功能只在换热站初期建设时进行匹配参数配置使用，不参与后期热力站控制。
34.云端管理模块通过网关上传的运行数据然后对换热站设备进行自动控制，网关运行已经启动的算法结合云端管理模块分析数据的结果对换热站进行调控。
35.本技术的智能网关与终端数据采集模块之间完全采用lora无线通信连接，无需部署信号传输线缆，如图3所示。智能网关尺寸与一般路由器相当，同样只需要一个ac220v插座即可，无需其他布线，固定在墙面即可；终端数据采集模块采用大容量可充电锂电池供电，同样无需部署电源线和信号线，温度、压力终端的安装方式与常规传感器相同。流量、热量、频率、电流、电压等数据需要采用模拟量 485终端数据采集通信模块安装于对应传感器本体上，进行绑定安装。
36.系统部署完成后打开网关及终端数据采集模块电源即可查看实时运行数据，无需其他编程。当数据丢失等故障出现时云端管理模块软件进行故障报警，提示维修。仪表损坏直接更换(温度、压力终端)即可或将模拟量 485终端数据采集模块安装在新仪表(流量、热量、频率、电流、电压等)上即可，无需重新编程。增加数据测点，直接将仪表安装于管道上(温度、压力终端)或将模拟量 485终端数据采集模块安装在新仪表(流量、热量、频率、电流、电压等)上即可，网关无需编程，只需在操作页面修改数据量程参数即可。
37.供回水管道上的调节阀为模拟量接入“模拟量 485”模块，流量计、热量计为rs485设备接入“模拟量 485”模块，配电设备上的变频器、电流、电压仪表为模拟量数据接入“模拟量 485”模块。
38.网关控制器是系统的控制核心，它内嵌热力站常用的基础控制算法(根据供水/回水目标温度进行的一次网阀门调节/二次网阀门调节/循环泵频率调节等等)。也可根据需求进行入网终端模块间的关系关联，进行简单逻辑算法控制。网关控制器本身具备rs485接口，可单独使用，与plc、变频器、智能仪表等设备进行通讯数据传输。另外网关具备gps/北斗定位功能，将网关的位置定时上传至云端管理模块。终端模块数据、参数等数据信息利用网关可通过有线网络、4g网络进行传输。
39.终端模块是系统的末端感知及命令执行端，所有温度、压力模块均采用自供电方式即采用电池供电，无需外接电源。所以模块的设计采用低功耗模块，大容量锂电池，模块的工况时间最低为120天。温度、压力、模拟量、rs485采集设备默认模式为定时主动上传。
40.云端管理模块对网关控制器、终端模块采集上传的数据进行存储，对上线的网关控制器、终端模块进行状态的监测及管理，对数据流量使用情况、电量情况、配置参数、位置情况等进行全面的管理，即云端管理模块是作为网关及终端模块的数据收发端、数据管理端、模块管理端的后台服务器系统，云端管理模块具备api接口，可开放接口供第三方系统进行数据交互。
41.以上对本技术实施例所提供的一种基于lora组网及4g传输技术的供热站无人值守调控系统及供热站，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
42.如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
43.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
44.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
45.上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。