基本信息
- 項目名稱：
- 熱水機組遠程智能控制系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 系統(tǒng)通過部署在熱水機組的人機界面（HMI）采集機組的PLC信息，如溫度、水位等信息，傳送至數據服務器。用戶在控制終端登錄系統(tǒng)后，可根據權限獲取數據服務器數據，監(jiān)控機組實時運行狀態(tài)；可發(fā)送控制指令，通過指令服務器，使用Modbus協(xié)議發(fā)送控制指令給HMI，控制機組運行。同時利用基于徑向基神經網絡實現(xiàn)開關機時間預測。
- 詳細介紹：
- 目前，熱水機組的管理存在效率低、能源消耗大、管理成本高等缺點，本系統(tǒng)主要實現(xiàn)智能檢測技術，提高了對鍋爐的溫度、壓力、流量等參數的檢測水平；實現(xiàn)控制、管理一體化、網絡化，對分布在各地區(qū)的熱水機組實施遠程統(tǒng)一控制和管理，對機組進行實時監(jiān)控。 利用采集的數據作樣本,運用神經網絡算法對樣本進行學習,生成一個合適的智能系統(tǒng)。根據得到的相關模擬輸入量它便可以預測未來系統(tǒng)運行時間,從而合理規(guī)劃開關機時間,使整個系統(tǒng)運行最優(yōu)化.達到“節(jié)能減排”,實現(xiàn)更好的節(jié)能和更高的經濟效益。 系統(tǒng)主要由服務器，基于C/S架構的控制終端，基于B/S架構的ASP.NET應用程序，人機界面（HMI），PLC及以太網組成，通信協(xié)議采用Modbus協(xié)議和TCP/IP協(xié)議。通過部署在熱水機組的HMI采集機組中PLC信息，如溫度、水位等信息。同時，HMI提供機組狀態(tài)給部署在以太網中的服務器。同時服務器使用Modbus協(xié)議發(fā)送控制指令到HMI，控制機組運行。管理用戶在控制終端登錄系統(tǒng)后，根據權限查看、控制機組狀態(tài)，監(jiān)控機組實時運行情況；系統(tǒng)可對重要數據進行分析，繪制圖表，供用戶參考。 本系統(tǒng)改變目前普遍采用的局部控制管理，提出了一種全局化管理思路，對物理上分散的機組進行統(tǒng)一管理和控制。由于采用了Modbus協(xié)議和TCP/IP協(xié)議，管理者可以遠程控制機組和監(jiān)控現(xiàn)場設備，由此提供新的服務模式和服務手段。 本系統(tǒng)關鍵技術為使用Modbus和TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)端對端的通信，客戶端發(fā)出控制指令；同時利用RBF神經網絡預測算法，結合數據庫技術和網絡通信技術形成一個功能可擴展、性能穩(wěn)定、易于部署的熱水機組遠程控制管理系統(tǒng)。 從行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來說，盡管我國對鍋爐控制的研究和推廣已取得了很大的進展，但仍然存在問題較多，資源利用效率低、能源消耗大；人力投入較多，系統(tǒng)成本相對較高；先進控制技術沒得到較好利用。本系統(tǒng)改變目前普遍采用的局部控制管理，提出了一種全局化管理思路，對物理上分散的機組進行統(tǒng)一管理和控制。采用Modbus協(xié)議和TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)了遠程控制和監(jiān)控，并由此提供新的服務模式和服務手段。 優(yōu)點和創(chuàng)新點主要集中在以下幾個方面: 1)控制系統(tǒng)智能化、一體化。充分利用網絡，使信息資源在控制裝置中充分發(fā)揮其作用，推動控制系統(tǒng)向更高層次發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)承擔著對整個鍋爐系統(tǒng)的指揮和協(xié)調功能，及時地對鍋爐運行過程中出現(xiàn)的異常或故障進行檢測、診斷和報警，以便讓操作人員迅速做出處理。 2)網絡安全性。考慮工業(yè)現(xiàn)場信息的保密性，所以通過互聯(lián)網訪問PLC首要解決的就是網絡安全問題。本系統(tǒng)采用Modbus協(xié)議和TCP/IP協(xié)議，面向連接服務、點對點通信，從而保證網絡通信的安全性。 3)檢測智能化、實時化。監(jiān)控系統(tǒng)除了完成對熱水機組正常的監(jiān)視與控制任務外，還完成對系統(tǒng)運行過程中的各種信息如各種過程變量、設備狀態(tài)變量等進行實時綜合的處理，將處理結果告訴操作者，并對相關過程變量及設備狀態(tài)的變化趨勢做出預測，對可能產生的異常和故障發(fā)出報警信號且給出相應處理策略供操作員參考，盡量避免各種可能故障所帶來的損失。 基于Modbus協(xié)議和TCP/IP協(xié)議開發(fā)的熱水機組遠程控制管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對熱水機組的全局控制，提高了生產效率，改進了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。人機界面簡潔、實用，實現(xiàn)了系統(tǒng)的監(jiān)控，實時顯示機組狀態(tài)信息，保存故障信息，方便工作人員迅速排查故障，并提供了查詢歷史故障的功能。該系統(tǒng)的廣泛應用大大降低了成本，節(jié)約了資源，實現(xiàn)節(jié)能減排。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 據統(tǒng)計，目前我國中小型鍋爐在使用中普遍存在調節(jié)手段有限，鍋爐的運作不能隨外界負荷變化及時變化等問題，從而降低了鍋爐的效率，遠遠不能滿足我國經濟發(fā)展的需要。從行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看仍然存在較多問題：資源利用效率低、能源消耗大；系統(tǒng)成本相對較高；先進控制技術沒得到較好利用。將國內現(xiàn)有的鍋爐急需升級和改造，向信息化，自動化，規(guī)?；较虬l(fā)展，以新技術應用為核心提高運行效率。
科學性、先進性及獨特之處
- 1、從無到有添加歷史數據分析 2、將傳統(tǒng)的現(xiàn)場人工控制升級為遠程網絡控制 3、將單一機組控制升級為多機組控制，提高了管理效率 4、將傳統(tǒng)的由操作工那個經驗值操作轉變?yōu)榛趶较蚧窠浘W絡算法自主優(yōu)化開機時間
應用價值和現(xiàn)實意義
- 熱水機組遠程控制管理系統(tǒng)可以應用于學校、醫(yī)院、賓館等大型場所，提供洗浴用水，飲用開水，供熱供暖等服務。 本系統(tǒng)現(xiàn)已在合肥某公司投入使用。
學術論文摘要
- 本設計改進了鍋爐控制及其管理，提出了全局化管理思路，對物理上分散的機組進行統(tǒng)一管理和控制。端對端通信采用Modbus協(xié)議，管理者可以遠程控制終端設備并監(jiān)控現(xiàn)場，由此提供了新的服務模式和服務手段。 系統(tǒng)設計實現(xiàn)了控制系統(tǒng)智能化、一體化，推動控制系統(tǒng)向更高層次發(fā)展；通過網絡防火墻及管理權限設置，實現(xiàn)控制現(xiàn)場保密性、安全性；對系統(tǒng)運行過程中的各過程變量、設備狀態(tài)變量等進行實時綜合的處理，并對相關過程變量及設備狀態(tài)的變化趨勢利用RBF神經網絡算法做出加熱時間的預測，實現(xiàn)系統(tǒng)智能控制設備。對可能產生的異常和故障發(fā)出報警信號，避免因故障而造成的損失，降低了成本，節(jié)約了資源，實現(xiàn)節(jié)能減排。
獲獎情況
- 第四屆安徽省大學生挑戰(zhàn)杯課外學術作品競賽
鑒定結果
- 二等獎
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 我國在鍋爐控制方面的理論研究，與其它發(fā)達國家水平相差不大，但在應用水平上差距較大。據調查，目前我國中小型鍋爐在使用中普遍存在調節(jié)手段有限，鍋爐的運作不能隨外界負荷變化及時變化等問題，我國的鍋爐機組尤其是學校、醫(yī)院、社區(qū)中這些能耗較大的單位中對于機組的控制方法比較單一，基本上都是由操作工手動完成。設備較為先進的單位也只是利用單片機或者嵌入式設備在單個機組設備上實施控制，對于大型、多機組的鍋爐任未實現(xiàn)遠程、多機組、智能化的控制，從而降低了鍋爐的效率，遠遠不能滿足我國經濟發(fā)展的需要。 從行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，盡管我國對鍋爐控制的研究和推廣已取得了很大的進展，但仍然存在較多問題：資源利用效率低、能源消耗大；系統(tǒng)成本相對較高；先進控制技術沒得到較好利用。當今社會提倡以低碳經濟為經濟發(fā)展模式及方向，國內現(xiàn)有的鍋爐急需升級和改造，向信息化，自動化，規(guī)模化方向發(fā)展，以新技術應用為核心提高運行效率。
