工业锅炉远程监控解决方案

Posted 2022-12-16 蓝蜂物联网

一、方案概述

1.1  项目背景

锅炉是化工、炼油、发电等工业生产中必不可少的动力设备。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，亦向着大容量、高参数、高效率发展。由于我国锅炉自动化控制程度不高，目前锅炉主要以人工巡检为主。但是锅炉设备位置分散，若巡检和维修都需要维护人员到场，不但耗时费力，而且运维成本巨大。值班人员只有发生故障后才知道，并电话上报，导致处理问题不及时。为了确保安全稳定生产采取高科技手段，为锅炉建立全方位二十四小时的监控就显得尤为重要。

1.2  需求分析

1、设备相对独立，分散，不便管理

随着工业化大规模扩展，锅炉装置也不断增多，但是设备相对独立，地理位置分散，甚至空间跨度大，不便于管理人员对每个站点进行快速有效的监控和管理。

2、运维服务成本高，人工成本大

线下运维服务、差旅成本、时间成本高；设备服务技术复用率低，工单运维知识无人记录维护，不能查看汇总查看报修、维修、巡检记录等。无法客观的考核运维人员，

3、锅炉设备运行状态不能随时知晓

锅炉设备状态有一定的不可控性，仅仅通过人工巡检是无法随时获知设备的内在运行状态以及锅炉热效率情况。

4、没有远程视频监控，现场故障无法及时反馈和处理

当设备出现故障时，需要现场维护人员主动发现设备故障，而锅炉自动化程度不高，导致报警不能及时收到，出现问题不能及时排查，费时费力。

5、没有完整的系统监测数据支持，缺乏科学分析和统计手段

仅靠人工无法实时记录大量数据，并且工人缺乏相关技术知识以及科学统计分析的技能。

1.3  方案意义  

 锅炉远程监控采用工业级网络传输和存储技术，对锅炉在线运行参数实时采集和边缘计算。不仅可以保证锅炉的安全、稳定运行，减少操作人员的劳动强度，同时还能提高热效率，降低煤、电的消耗量，实现经济运行，达到便于操作，易于生产管理的目的。

二、方案总体设计

2.1 设计原则

系统设计考虑了以下原则：

适用性：充分调研和分析客户需求，且结合设备现状和客户的长远规划，在长远、可靠、先进、节能的理念下实现系统功能。

先进性：应用当前国内成熟、先进的控制硬件和网络技术，结合我公司以往锅炉控制的成功经验，优化和完善远程控制系统设计。

经济性：采用最合理的软硬件配置，达到高的性能价格比。

可靠安全性：在系统设计上充分考虑硬件和软件冗余，故障的隔离和弱化影响范围，在安装和调试时均按标准执行。

开放性：系统的设计、软硬件配置、网络及通讯规约、数据库等均满足国际、国内有关标准。系统设计时预留有接口，使得硬件和软件功能模块易于维护、扩充、升级可以在很短的时间内完成。

2.2 架构设计

锅炉远程控制系统由两部分组成，一个是工业网关，另一个是物联网云平台。

工业网关在下端采集锅炉设备的数据将数据上传EMCP云平台，并提供设备联网、边缘计算等功能；云平台是该方案的操作平台，相关的设备数据、报表信息、运行参数等都在云平台上进行汇总和展示，给用户提供分析和决策依据。同时用户对设备的管理和控制也是在云平台上进行操作。

三、方案详细设计

3.1 硬件设计

锅炉远程监控系统有三部分组成：锅炉设备、网关采集设备、云平台/手机监控中心。网关采集设备和锅炉设备连接，网关把采集到的实时数据通过无线/有线网络传送到监控中心。由于互联网传输不受距离的限制，多个终端设备可同时连接到一个监控中心，因此一个监控中心可以监测多个锅炉设备。监控中心主要负责处理每个终端发送过来的数据，并在电脑上实时显示对历史数据进行保存。同时监控中心还可以对出现的危险数据进行实时报警。

3.2 平台监控

1.设备远程监控：可以通过网页或者手机APP对锅炉的所有参数进行实时监控，包括锅炉的运行状态。支持对设备PLC远程调试和上下载，使消息交流更快速、更方便。可以快速搭建与现场一样的监控画面。如同亲临现场般远程监控锅炉状态。由此可解决设备维护难、出差成本高、获取消息滞后的问题。

2.故障报警及远程诊断:为锅炉的蒸汽压力、温度、流量、炉膛温度、本体排烟温度、水位等参数设置不同的阀值，出现故障将会第一时间通过微信消息、APP消息，电话语音，短信等通知管理人员。相当于有了安全生产的“电子警察”，管理人员有了一双“千里眼-智慧眼”不用去现场就可以快速定位和解决故障问题。

3.历史报表统计分析：平台可实现多台锅炉设备的数据汇总运算，能够对锅炉的炉内压力，一次回水压、出水压、蒸汽总流量等数据进行中间汇总变量存储和统计，做到历史数据有迹可循。高质量的报表可以使锅炉的基本情况更具透明度，帮助管理者做出有利于提高生产效率的决策。

4.丰富的用户权限：

出于方便性考虑，系统功能需要根据不同的用户而定制，添加具有不同权限的角色。设置不同角色查看不同的菜单，添加不同的账户查看用户操作日志信息，方便实现对人员的精细化管理。

5.工单运维管理：用户可制作设备的巡检计划，在手机端实现设备报修、维修巡检记录等操作。可对燃烧器易耗、核心部件进行全生命周期管理，有效提升售后工作效率。实现养护问题可倒查、可追溯，以压实运维责任。

6.BI数据汇总大屏：将分散在不同地点的锅炉设备运行状态、工作数据以图表的形式展示出来，可通过电脑、手机和大屏进行统一监控。以图形的方式进行的数据展示，更加立体形象，能够让人一目了然。且图形方式的展示，能够将动态变化在第一时间一览无余。

四、方案优势

1、广泛的兼容性：凡具Moubus协议的串口设备，只需要简单配置即可接入 EMCP物联网云平台，即插即用。网关采用独立的接口模块，不需要再对锅炉、水泵等设备进行改造。

2、运行高效：数据中心采用模块化、矩阵化设计，各功能模块及时处理大数据量，多连接也可流畅运行。

3、多样化展示：用户通过手机APP、电脑网页，手机网页就可以远程查看设备运行状况。

            

4、性能可靠稳定：已为多家客户提供无线监控解决方案，对设备的管理、数据显示、防灾备份等功能都有专业化的处理，保证系统长时间的可靠稳定运行。

5、低成本：无需建设网络，无需搭载服务器，也不用聘请专业工程师，只需将网关连接要监控的设备，进入平台简单配置即可。

6、7x24小时安全运维：网关作为设备管家24小时全方位检测设备运行，对平台下所有服务器实行统一监控接入与智能告警。

7、数据传输安全：采用阿里云盾、云监控技术，网关与平台数据传输采用双向加密，保证无法窃取或监听。