工業(yè)鍋爐遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案

一、方案概述

1.1  項(xiàng)目背景

鍋爐是化工、煉油、發(fā)電等工業(yè)生產(chǎn)中不可少的動(dòng)力設(shè)備。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)設(shè)備的不斷創(chuàng)新，作為全廠動(dòng)力和熱源的鍋爐，亦向著大容量、高參數(shù)、高效率發(fā)展。由于我國鍋爐自動(dòng)化控制程度不高，目前鍋爐主要以人工巡檢為主。但是鍋爐設(shè)備位置分散，若巡檢和維修都需要維護(hù)人員到場，不但耗時(shí)費(fèi)力，而且運(yùn)維成本巨大。值班人員只有發(fā)生故障后才知道，并電話上報(bào)，導(dǎo)致處理問題不及時(shí)。為了確保安全穩(wěn)定生產(chǎn)采取高科技手段，為鍋爐建立二十四小時(shí)的監(jiān)控就顯得尤為重要。

1.2  需求分析

1、設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，分散，不便管理

隨著工業(yè)化大規(guī)模擴(kuò)展，鍋爐裝置也不斷增多，但是設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，地理位置分散，甚至空間跨度大，不便于管理人員對(duì)每個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行快速有效的監(jiān)控和管理。

2、運(yùn)維服務(wù)成本高，人工成本大

線下運(yùn)維服務(wù)、差旅成本、時(shí)間成本高；設(shè)備服務(wù)技術(shù)復(fù)用率低，工單運(yùn)維知識(shí)無人記錄維護(hù)，不能查看匯總查看報(bào)修、維修、巡檢記錄等。無法客觀的考核運(yùn)維人員，

3、鍋爐設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不能隨時(shí)知曉

鍋爐設(shè)備狀態(tài)有一定的不可控性，僅僅通過人工巡檢是無法隨時(shí)獲知設(shè)備的內(nèi)在運(yùn)行狀態(tài)以及鍋爐熱效率情況。

4、沒有遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，現(xiàn)場故障無法及時(shí)反饋和處理

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，需要現(xiàn)場維護(hù)人員主動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，而鍋爐自動(dòng)化程度不高，導(dǎo)致報(bào)警不能及時(shí)收到，出現(xiàn)問題不能及時(shí)排查，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

5、沒有完整的系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)支持，缺乏科學(xué)分析和統(tǒng)計(jì)手段

僅靠人工無法實(shí)時(shí)記錄大量數(shù)據(jù)，并且工人缺乏相關(guān)技術(shù)知識(shí)以及科學(xué)統(tǒng)計(jì)分析的技能。

1.3  方案意義  

 鍋爐遠(yuǎn)程監(jiān)控采用工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)傳輸和存儲(chǔ)技術(shù)，對(duì)鍋爐在線運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)采集和邊緣計(jì)算。不僅可以保證鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，減少操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還能提高熱效率，降低煤、電的消耗量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到便于操作，易于生產(chǎn)管理的目的。

二、方案總體設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了以下原則：

適用性：充分調(diào)研和分析客戶需求，且結(jié)合設(shè)備現(xiàn)狀和客戶的長遠(yuǎn)規(guī)劃，在長遠(yuǎn)、可靠、先進(jìn)、節(jié)能的理念下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。

先進(jìn)性：應(yīng)用當(dāng)前國內(nèi)成熟、先進(jìn)的控制硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合我公司以往鍋爐控制的成功經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化和完善遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

經(jīng)濟(jì)性：采用合理的軟硬件配置，達(dá)到高的性能價(jià)格比。

可靠安全性：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上充分考慮硬件和軟件冗余，故障的隔離和弱化影響范圍，在安裝和調(diào)試時(shí)均按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

開放性：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軟硬件配置、網(wǎng)絡(luò)及通訊規(guī)約、數(shù)據(jù)庫等均滿足國際、國內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有接口，使得硬件和軟件功能模塊易于維護(hù)、擴(kuò)充、升級(jí)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。

2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

鍋爐遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)由兩部分組成，一個(gè)是工業(yè)網(wǎng)關(guān)，另一個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

工業(yè)網(wǎng)關(guān)在下端采集鍋爐設(shè)備的數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)上傳EMCP云平臺(tái)，并提供設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算等功能；云平臺(tái)是該方案的操作平臺(tái)，相關(guān)的設(shè)備數(shù)據(jù)、報(bào)表信息、運(yùn)行參數(shù)等都在云平臺(tái)上進(jìn)行匯總和展示，給用戶提供分析和決策依據(jù)。同時(shí)用戶對(duì)設(shè)備的管理和控制也是在云平臺(tái)上進(jìn)行操作。

三、方案詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

鍋爐遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有三部分組成：鍋爐設(shè)備、網(wǎng)關(guān)采集設(shè)備、云平臺(tái)。網(wǎng)關(guān)采集設(shè)備和鍋爐設(shè)備連接，網(wǎng)關(guān)把采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過無線/有線網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心。由于互聯(lián)網(wǎng)傳輸不受距離的限制，多個(gè)終端設(shè)備可同時(shí)連接到一個(gè)監(jiān)控中心，因此一個(gè)監(jiān)控中心可以監(jiān)測多個(gè)鍋爐設(shè)備。監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)處理每個(gè)終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并在電腦上實(shí)時(shí)顯示對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。同時(shí)監(jiān)控中心還可以對(duì)出現(xiàn)的危險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。

3.2 平臺(tái)監(jiān)控

1.設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控：可以通過網(wǎng)頁或者手機(jī)APP對(duì)鍋爐的所有參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)。支持對(duì)設(shè)備PLC遠(yuǎn)程調(diào)試和上下載，使消息交流更快速、更方便?？梢钥焖俅罱ㄅc現(xiàn)場一樣的監(jiān)控畫面。如同親臨現(xiàn)場般遠(yuǎn)程監(jiān)控鍋爐狀態(tài)。由此可解決設(shè)備維護(hù)難、出差成本高、獲取消息滯后的問題。

2. 故障報(bào)警及遠(yuǎn)程診斷:為鍋爐的蒸汽壓力、溫度、流量、爐膛溫度、本體排煙溫度、水位等參數(shù)設(shè)置不同的閥值，出現(xiàn)故障將會(huì)第一時(shí)間通過微信消息、APP消息，電話語音，短信等通知管理人員。相當(dāng)于有了安全生產(chǎn)的“電子眼”，管理人員有了一雙“千里眼-智慧眼”不用去現(xiàn)場就可以快速定位和解決故障問題。

3. 歷史報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析：平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)鍋爐設(shè)備的數(shù)據(jù)匯總運(yùn)算，能夠?qū)﹀仩t的爐內(nèi)壓力，一次回水壓、出水壓、蒸汽總流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行中間匯總變量存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)，做到歷史數(shù)據(jù)有跡可循。高質(zhì)量的報(bào)表可以使鍋爐的基本情況更具透明度，幫助管理者做出有利于提高生產(chǎn)效率的決策。

4.豐富的用戶權(quán)限：

出于方便性考慮，系統(tǒng)功能需要根據(jù)不同的用戶而定制，添加具有不同權(quán)限的角色。設(shè)置不同角色查看不同的菜單，添加不同的賬戶查看用戶操作日志信息，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的精細(xì)化管理。

5.工單運(yùn)維管理：用戶可制作設(shè)備的巡檢計(jì)劃，在手機(jī)端實(shí)現(xiàn)設(shè)備報(bào)修、維修巡檢記錄等操作?？蓪?duì)燃燒器易耗、核心部件進(jìn)行全生命周期管理，有效提升售后工作效率。實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)問題可倒查、可追溯，以壓實(shí)運(yùn)維責(zé)任。

6.BI數(shù)據(jù)匯總大屏：將分散在不同地點(diǎn)的鍋爐設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工作數(shù)據(jù)以圖表的形式展示出來，可通過電腦、手機(jī)和大屏進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控。以圖形的方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)展示，更加立體形象，能夠讓人一目了然。且圖形方式的展示，能夠?qū)?dòng)態(tài)變化在第一時(shí)間一覽無余。

四、方案優(yōu)勢

1、廣泛的兼容性：凡具Moubus協(xié)議的串口設(shè)備，只需要簡單配置即可接入 EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，即插即用。網(wǎng)關(guān)采用獨(dú)立的接口模塊，不需要再對(duì)鍋爐、水泵等設(shè)備進(jìn)行改造。

2、運(yùn)行高效：數(shù)據(jù)中心采用模塊化、矩陣化設(shè)計(jì)，各功能模塊及時(shí)處理大數(shù)據(jù)量，多連接也可流暢運(yùn)行。

3、多樣化展示：用戶通過手機(jī)APP、電腦網(wǎng)頁，手機(jī)網(wǎng)頁就可以遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行狀況。

4、性能可靠穩(wěn)定：藍(lán)蜂已為多家客戶提供無線監(jiān)控解決方案，對(duì)設(shè)備的管理、數(shù)據(jù)顯示、防災(zāi)備份等功能都有專業(yè)化的處理，保證系統(tǒng)長時(shí)間的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

5、低成本：無需建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，無需搭載服務(wù)器，也不用聘請(qǐng)專業(yè)工程師，只需將網(wǎng)關(guān)連接要監(jiān)控的設(shè)備，進(jìn)入平臺(tái)簡單配置即可。

6、7x24小時(shí)安全運(yùn)維：網(wǎng)關(guān)作為設(shè)備管家24小時(shí)檢測設(shè)備運(yùn)行，對(duì)平臺(tái)下所有服務(wù)器實(shí)行統(tǒng)一監(jiān)控接入與智能告警。

7、數(shù)據(jù)傳輸安全：采用阿里云盾、云監(jiān)控技術(shù)，網(wǎng)關(guān)與平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸采用雙向加密，保證無法竊取。