瓦斯發(fā)電站遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)

徐樂宇 王托

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)得到越來越多的應(yīng)用，運(yùn)用數(shù)據(jù)傳輸單元DTU、云平臺(tái)組建瓦斯發(fā)電站遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電設(shè)備工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，集中管理，提升了設(shè)備智能化管理水平。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng);云平臺(tái);實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);DTU

1應(yīng)用背景

鐵法礦區(qū)煤層氣開發(fā)與利用產(chǎn)業(yè)鏈完善，瓦斯發(fā)電站作為煤層氣利用的有效途徑，已經(jīng)在各礦井坑口陸續(xù)建立，既減少了瓦斯排放，又為礦井補(bǔ)充了電力供應(yīng)。

瓦斯發(fā)電站（以下簡稱電站）內(nèi)發(fā)電設(shè)備的安全運(yùn)行，影響到電力供應(yīng)的穩(wěn)定可靠，電站“點(diǎn)多、線長、面廣”給集中管理帶來很多困難，早期發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行是靠人力定時(shí)巡視檢查，時(shí)效性差，故障反饋速度慢，更缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段無法反映出運(yùn)行設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸需要穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于很多電站布置在偏遠(yuǎn)的農(nóng)田地里，如采用有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，光纜鋪設(shè)施工成本高，線路布局困難而難以實(shí)現(xiàn)，隨著無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云平臺(tái)存儲(chǔ)等信息技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。

2遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)描述

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things，簡稱IOT）是指通過各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、 連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品和過程的智能化感知、識(shí)別和管理 [1]。

在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)應(yīng)運(yùn)而生。實(shí)現(xiàn)了對(duì)小規(guī)模電站各點(diǎn)的分散式生產(chǎn)模式真正轉(zhuǎn)變成大規(guī)模電場(chǎng)集中式生產(chǎn)模式，依托Tlink企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)電站遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下電站遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是對(duì)聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的電站發(fā)電設(shè)備運(yùn)行工藝參數(shù)實(shí)施實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)電機(jī)組的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)、跟蹤、狀態(tài)確認(rèn)，確保發(fā)電機(jī)組的高效節(jié)能運(yùn)行，該系統(tǒng)能夠提高發(fā)電機(jī)組設(shè)備的資源利用率和生產(chǎn)力水平，有效提高機(jī)組運(yùn)行安全性、任務(wù)可靠性以及降低發(fā)電設(shè)備的維護(hù)檢修費(fèi)用，預(yù)防機(jī)組惡性事故發(fā)生、避免人身傷亡及巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集電站發(fā)電設(shè)備運(yùn)行工藝數(shù)據(jù)，并集中通過4G無線網(wǎng)絡(luò)、MODBUS協(xié)議透傳至物聯(lián)網(wǎng)云端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，所用到的傳感器有溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、三相多功能電力儀表。傳感器的數(shù)據(jù)通過有線方式分兩路通訊傳輸，一路分配給電站現(xiàn)場(chǎng)的工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)就地通訊顯示，電站內(nèi)的生產(chǎn)人員可實(shí)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工藝數(shù)據(jù)，調(diào)控發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行;另一路分配給電站現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸單元DTU （Data Transfer unit），DTU再把處理好的數(shù)據(jù)傳給物聯(lián)網(wǎng)云端，管理人員、生產(chǎn)指揮中心可用PC端、手機(jī)端通過Internet網(wǎng)訪問物聯(lián)網(wǎng)云端隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)工藝數(shù)據(jù)，聯(lián)網(wǎng)中的無數(shù)個(gè)DTU構(gòu)成了整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)組成

整個(gè)遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由兩大部分組成：第一部分為數(shù)據(jù)采集層，這一部分是整個(gè)系統(tǒng)的基石。它主要由溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器和三相電力儀表組成，采集電站進(jìn)氣管道溫度、壓力、氣源濃度以及發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)功率、累計(jì)電量、電壓、電流等信號(hào)。將傳感器與DTU通過RS485通訊口有線連接，再將DTU采集到的數(shù)據(jù)信息通過4G網(wǎng)絡(luò)GPRS流量遠(yuǎn)程傳輸?shù)絋LINK物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。第二部分為數(shù)據(jù)云監(jiān)測(cè)層，這一部分為Tlink企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。系統(tǒng)可共檢測(cè)n個(gè)電站，每個(gè)電站配一套監(jiān)測(cè)顯示設(shè)備，將n套設(shè)備采集的數(shù)據(jù)發(fā)送至Tlink企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一遠(yuǎn)傳監(jiān)測(cè)。

3物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的功能應(yīng)用

Tlink企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)將上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、數(shù)值，用戶還可根據(jù)需求集中顯示或分別顯示每個(gè)電站組態(tài)顯示監(jiān)測(cè)頁面，對(duì)于電站的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，著重看數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)變化，并能及時(shí)報(bào)警提示及時(shí)反饋，以下為施荒地1#電站云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組態(tài)畫面，如圖2所示。

Tlink企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)云端將上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還可觀測(cè)到數(shù)據(jù)歷史記錄，數(shù)值曲線顯示，遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)60天的儲(chǔ)存，云平臺(tái)著重看歷史趨勢(shì)，根據(jù)每時(shí)每天每月數(shù)據(jù)做對(duì)比，來分析電站發(fā)電設(shè)備的生產(chǎn)狀態(tài)，提前預(yù)知預(yù)判發(fā)電機(jī)組的故障，合理安排檢修時(shí)間，提升設(shè)備使用率，以下為施荒地1#電站1#機(jī)組云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組態(tài)畫面瞬時(shí)功率歷史曲線查詢圖，如圖3所示。

4結(jié)束語

遠(yuǎn)程狀態(tài)云監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架于Tlink企業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)，其端到端解決方案能夠連通設(shè)備、云平臺(tái)和移動(dòng)App，具有遠(yuǎn)程微信、短信、郵件等報(bào)警功能，還可手機(jī)APP遠(yuǎn)傳查看數(shù)據(jù)，具有建網(wǎng)周期短、成本低、設(shè)備體積小、功耗低等特點(diǎn)，無須架設(shè)數(shù)據(jù)服務(wù)器、無線透傳等優(yōu)勢(shì)，為集中智能管理電站提供了廣闊的發(fā)展思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉陳，景興紅，董鋼.淺談物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)及其廣泛應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢，2011（9）：86.

作者簡介

徐樂宇（1979-），男，遼寧省調(diào)兵山市人;畢業(yè)院校：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，專業(yè)：電氣工程自動(dòng)化，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：鐵煤集團(tuán)煤層氣公司。