太阳能工程远程监控系统开发应用案例分析

摘要:鉴于远程监控系统在太阳能系统工程上应用的需求,本文介绍了太阳能系统工程的远程监控系统的设计过程,利用软件平台节省监控系统成本,并通过工程实例展示远程监控系统应用的效果。

关键词:太阳能工程,远程监控系统,互联网

1引言

现在太阳能系统工程不仅满足人们的基本生活热水需求,还进入了工业用热时代。各种各样的太阳能系统工程的应用对太阳能系统的稳定性、实用性、可靠性提出了更高要求,而“互联网+”大背景下的远程监控系统则为其提供了技术保障和数据参考。

目前,太阳能远程监控多为局域网模式,只能本地访问,访问的距离受到限制。而广域网的远程监控系统受到专业领域开发成本、各地工程分散而不统一等因素的影响,鉴于此,本系统当中利用现有软件平台的B/S结构,实现多用户登录,统一管理各工程。

利用GPRS远传模块,将PLC控制器的数据传输到远程服务器上,并保持实时通信状态。利用网页发布功能,实现随时随地的访问及监控全国各地的工程。

2系统要求

2.1太阳能控制系统要求

太阳能控制系统中不仅满足温度、水位、压力等的数据采集,水泵、阀、电加热等设备的运行控制要求,而且要求有远传数据的功能。

本系统的控制器采用可编程控制器(即PLC),为实现本地显示与远程监控显示兼容,则选择双串口的型号。预留的远程通信串口为标准的RS接口,该串口的通信协议为西门子的PPI协议或者标准的modbusRTU协议。太阳能工程的参数为与远程服务器进行通信连接,要选择适合相应通信协议的远程通讯模块。

本远程监控系统选择GPRS模式的远程通讯模块,方便全国各地的工程连接网络。

2.2软件系统要求

软件系统实现远程监控系统运行状态、远程实时数据显示、远程历史数据显示导出、设备故障报警、太阳能工程系统节能显示等功能。

选择现有的成熟软件作为设计平台,节省了开发的人员成本。现有软件的B/S结构就是只安装维护一个服务器(Server),而客户端采用浏览器(Browse)运行软件,即浏览器/服务器结构。B/S结构的优点是维护方便,能够降低总体成本。

3系统设计

3.1系统结构

太阳能工程远程监控系统结构是由底层硬件、远传模块、服务器、软件平台组成,系统结构图如图1。

3.2系统结构中各单元的功能与选型

底层硬件:控制器选择西门子s7-XPPLC,PLC采集温度、水位、压力等模拟量参数,控制水泵、阀等设备,其中预留RS接口,采用默认的西门子PPI协议,通信波特率采用bps,8,1方式进行通信。PLC内通信参数如图2。

图2通信参数设置

远传模块:实现与PLC以硬件串口方式连接,模块内放置手机流量卡,采用GPRS信号方式连接远程数据服务器。远传模块应与PLC的通信参数设置一致,DTU模块内参数设置根据服务器的IP地址、发布端口、设备ID号进行设置。

服务器:服务器选择一台WindowsXPSP3/Windowsserver/Windows7简体中文操作系统下的工控机,硬件要求为奔四2.0以上M内存,至少1G硬盘剩余空间,VGA、SVGA及支持Windows色以上的图形显示卡。将数据服务器、web服务器综合到一台服务器上。包含数据解析、数据存储、故障显示、数据发布等功能。软件系统:软件平台选用三维力控的网络版及客户端,其中选型为无限版数据点、无限点客户端、网桥组件。这样在登录界面中编辑脚本,且在用户管理权限中设置登录信息,则可实现全国各系统工程统一管理。用户通过登录可访问相应的工程,保证了用户独立的使用权限。

用户管理权限设置:系统图可根据各工程特点绘制,实现可定制性。数据库可分区设置,方便工程数据的管理。其中设置数据存储间隔,方便历史数据的导出与曲线分析。用户权限设置图如图3。

图3用户权限设置

4应用实例

以天普新能源科技有限公司与新航城控股有限公司联合搭建的关于太阳能和燃气热水器结合的测试、展示试验平台为例,该系统通过太阳能和燃气壁挂炉结合方式的实际应用测试,来检测结合过程中的控制难点和实际应用状况。通过搭载远程监控系统,将所有测试数据上传到网络,无需专人看守,即可实现测试数据的收集和简单分析。

以下为一些系统登陆参数。远程登录监控系统发布的网址,输入用户名和密码,即可进入相应系统的运行界面。

系统运行界面显示出相应实时参数及各设备的运行状态。

历史曲线功能可查询任意时间的参数曲线,提供了系统运行的历史趋势。

系统设置每5分钟存储一次数据,提供查询、打印、导出历史数据功能。

图4数据导出

5结语

软件系统分配项目管理权限,实现将多个工程项目统一管理监控的功能。该监控系统的模式既可以应用于太阳能系统中,还可以将其它能源系统融入其中,实现多能源综合管理。软件系统中利用脚本程序的功能,实现多用户独立操作方式,为远程系统节约了大量成本。









































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