分散式供暖远程管理系统设计

周宗敏 于森

（山东济能管道燃气有限公司，山东 济南 250013）

近年来，在供暖企业中，由于煤炭和水电价格上涨、家庭供热设备陈旧、管理人员数量众多和人员专业素质等诸多因素，供热锅炉的运行成本逐年增加，促使一些供暖企业陷入了无利经营的困境，面对如此严峻的现实，为有效减少冬季供暖期雾霾污染问题，我国北方地区大面积推广“煤改电”清洁能源供暖。目前主流的煤改电取暖方式主要为空气源热泵、电锅炉。空气源热泵相比电锅炉具有节能优势，但能效比会随着冬季温度降低而减小，在极寒天气下甚至停止工作。供暖企业摆脱困境的出路应为减少国家有限煤炭资源的消耗，以减少其燃烧造成的环境污染，而不是选择多收费、多燃烧、多污染，保证居民的供热需求，从根本上降低供暖企业的运行成本，增加供暖企业的经济效益。

一、远程监控技术的概念

远程监控技术主要指严格监控生产现场情况，加强计算机网络技术的应用，弥补地域局限性。总之，远程监控技术在计算机网络技术的帮助下，可以实时监督和控制供暖生产现场，突破时间和地点的限制。目前的煤改电供暖系统主要应用于不便于集中供暖的场所，单个系统供暖面积不大，且系统分布分散，现场管理维护人员专业水平不高。为有效提高空气源热泵和电锅炉联合供暖系统的工作效率，根据室外环境温度来调整系统供回水温度，合理配置空气源热泵和电锅炉的工作时间，确保系统高效工作。在供暖生产相关管理工作中，远程监控网络的监督和控制作用显著，不仅可以掌握所有生产环节和生产部门的工作情况，还可以远程操作供暖生产和管理工作。

二、远程管理系统设计

（一）系统功能分析

分散式煤改电管理系统兼具本地自动控制和远程管理作用，主要包括本地控制、实时监测、远程管理三大功能，第一是本地控制。供暖系统包括空气源热泵、电锅炉、循环泵等设备，需要能实现现场就地控制启停，包括手动控制和自动控制模式，根据设备类型采用直接驱动和通信驱动方式实现设备运行控制。第二是实时监测。系统在运行的过程中需要实时获取各设备的运行状态、故障状态、环境温度、管路温度等数据，来监测系统的运行状态。第三是远程管理。为便于系统的管理，需增加远程管理功能，可以实时监测系统的运行状态；能耗管理功能记录系统每日能耗数据，以用于系统耗电性能分析；节能管理功能按时间段设置空气源热泵和电锅炉的供回水温度，达到节能效果。

（二）控制系统设计

控制系统功能主要包括本地控制和数据监测两部分。

1.本地控制实现。本地控制利用可编程逻辑控制器（PLC）通过电气控制手段实现循环泵、空气源热泵、电锅炉的启停。其中循环泵的启停通过接触器、热继电器实现，空气源热泵和电锅炉通过MODBUS 通讯协议实现。空气源热泵和电锅炉的通讯数据的类型及格式均设置为：数据长度8，停止位1，传输速率9600，无校验。MODBUS 错误校验采用16 位CRC 校验。通过通讯指令可以读取空气源热泵和电锅炉的运行状态，控制设备的启停，设置供回水温度。

2.数据监测实现。系统监测数据包括设备运行状态、故障状态、供回水温度、环境温度、能耗数据。循环泵运行和故障利用PLC 通过检测接触器状态即可实现，空气源热泵和电锅炉运行状态、故障状态通过MODBUS 协议读取参数可实现。供回水温度通过读取管路上的4-20mA 温度变送器实现。环境温度通过读空气源热泵室外温度参数来获取。能耗数据通过读取具有尖峰平谷功能的电表实现，电表采用DL/T 645—07 协议，需要通过PLC 自由口实现，数据格式设置为：波特率2400，偶校验。PLC获取电表耗电量数据后，进行数据解析得到总电量、峰平谷电量，实现能耗监测。

（三）远程管理系统设计

系统通过PLC 实现设备的本地控制和数据监测，选取4G DTU 实现远程数据监测，并将数据存储到云服务器，通过在云服务器部署WEB GUI，实现移动端、PC端的设备管理，为了便于直观地对系统运行状态和数据进行监测，设计了远程管理系统界面，包括系统运行状态、节能设置、数据监测界面。

总结：通过对上述的内容进行分析研究之后能够得出，总之本文设计了分散式供暖远程管理系统，实现了系统状态远程监测、实时数据监测、远程管理功能，确保了供暖系统能够高效稳定运行。通过能耗数据分析，验证了供暖管理系统可以有效地降低系统运行费用。