CN105182894A - 热能设备远程控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明还提供了热能设备远程控制方法，终端采集远程热能设备的状态数据，并通过无线方式传输给服务器；服务器进行数据更新；远程控制单元判断该数据是否为故障信息，如果不是故障信息，则只更新用户界面上的地图显示，如果是故障信息，则发出警告信息；远程控制单元接收警告信息的处理操作，生成巡检指令并直接或通过服务器间接地发送给终端；终端进行指令显示或根据指令控制热能设备。本发明还提供了相应的终端和系统。本发明的有益效果主要体现在组网迅速灵活，建设周期短、成本低、网络覆盖范围广；自动化程度高，可远程进行参数设定；该系统的热能设备工作效率高。

Description

热能设备远程控制系统和方法
技术领域
采用可编程逻辑控制器(PLC)进行自动化控制，通过无线通信终端将运行数据发送至服务器，或者从服务器接收控制指令，使系统管理员可以通过因特网控制设备运行及监控设备信息。
背景技术
当前，我国能源紧缺，资源环境约束和经济快速增长的矛盾，已成为未来中国经济社会发展的严峻挑战。节约能源不仅是缓解能源约束矛盾、保障国家经济安全的重要措施，而且是加强和改善宏观调控、提高经济增长质量与效益的重要手段。
随着工业自动化水平不断发展，可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，PLC)在自动化控制系统中的应用及优势也越来越明显，它按照用户编制的程序逻辑运行。例如，一般地，在特定场景下，如厂房、酒店、办公大楼中的PLC热能控制终端中，采集环境温度与用户设定进行比较运算，结合用户选择的运行模式，时间节点等条件控制现场的采暖设备启停，进而达到自动调节温度的目的。前述终端中虽然使用PLC控制技术，自动化程度大大提升，但用户依然需要到现场进行运行参数的设定和操作。同时，目前使用较多的远程控制方式，数据采用光缆传输，投入较大，传输距离有限，如距离过远需要在线路中加入中继器来保证传输信号足够强，使用光缆等有线连接的维护成本高。这种方式的系统，终端的可扩展性也比较差。此外，现有的温度设定往往是根据经验设定，并无一种量化的、甚至可以用于整体能耗控制的方案。
目前并不存在能够克服上述缺陷的热能控制和管理的终端及系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中进行热能控制自动化程度不足，而提供了一种热能设备远程控制终端和系统。
本发明的另一目的是提供一种能够根据整体能耗来进行控制的热能控制系统。
为了解决以上技术问题，本发明采用通过无线网络连接的后台和前端构成的系统，作为前端的终端可以及时准确的接受巡检指令与支持维护任务，同时还支持现场维护工程师能够快速的上报故障设备状态，以获取远程的专家协助；作为后台的服务器、远程控制单元能够提供数据分析、获得决策、发送指令等支持有效地系统运行。
本发明提供了一种热能设备远程控制系统，包括热能设备远程控制终端、服务器和中央控制单元；其中，服务器存储所述热能设备的状态数据，并可以根据指令对所述状态数据进行读取、添加、删除或修改；中央控制单元具有用户界面，可以进行基于GIS的可视化管理；所述热能设备远程控制终端，包括可编程逻辑控制器(PLC)和数据传输单元(DTU)，其中，所述PLC对所述热能设备的运行状态进行采集，获得状态数据，并根据程序设定或接收到的指令对所述热能设备进行控制，并将所述状态数据传输给DTU，并从DTU接收指令或数据；
DTU把所述状态数据通过无线的方式传给服务器；
所述终端可分离地连接在所述热能设备上；
所述终端还提供了用户界面，可用于数据输入和显示；
所述状态数据包括所述热能设备的详细信息、运行反馈、和/或故障报警；
所述热能设备的详细信息至少包括设备的位置信息。。
其中，所述服务器可以通过对大量历史数据的智能统计分析，对所述热能设备安全运行周期进行判断，预测所述热能设备故障发生的概率及时间点，发送提示给所述中央控制单元或所述终端。
其中，服务器中还存储着不同位置、不同时刻下的热能模型，能够获得不同的温度设定、参数设计或热能设备开关决策。
其中，服务器中还存储有专业设备维修维护知识库，并提供了标准工作流程与故障解决方案的智能化检索接口。
其中，所述温度设定还与总的能耗开销相适应，以实现能耗开销的量化控制。
本发明还提供了一种热能设备远程控制方法，应用在根据权利要求1-4的热能设备远程控制系统中，所述方法包括：终端采集远程热能设备的状态数据，并通过无线方式传输给服务器；服务器进行数据更新；远程控制单元判断该数据是否为故障信息，如果不是故障信息，则只更新用户界面上的地图显示，如果是故障信息，则发出警告信息；远程控制单元接收警告信息的处理操作，生成巡检指令并直接或通过服务器间接地发送给终端；终端进行指令显示或根据指令控制热能设备。
本发明的有益效果主要体现在，：
1)组网迅速灵活，建设周期短、成本低、网络覆盖范围广；
2)自动化程度高，可远程进行参数设定；
3)该系统的热能设备工作效率高；
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其效果，详细说明如下。
图1是本发明的一个具体实施例。如图1所示，服务器2、中央控制单元4、客服中心5通过网络3与终端1、用户装置6相连。
中央控制单元4可以由系统的管理员进行操作，并具有人机界面等图形化界面；其与服务器2相连，可以读取、写入服务器2存储的数据。中央控制单元4与终端1相连，可以对终端1进行远程控制。中央控制单元4与客服中心5相连，可以获取客服中心5的状态，也可以对客服中心5的客服终端(图1未示出)进行控制。中央控制单元4还可以控制用户装置6的相关权限。通过中央控制单元4，可以实时监控远程热能设备(图1中未示出)运行状况、工作状态，并通过图形化等多种手段将热能设备信息进行展示，便于管理者和维护工程师对设备故障做出及时处理。系统采用地理信息系统(GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS)可视化管理，将客户及设备信息在中央控制单元4提供的用户界面的地图上进行显示，通过GIS地理信息系统可视化管理分布在各个区域的设备，为故障应急应对提供帮助，辅助管理者进行决策。中央控制单元5可以根据不同位置、不同环境获得不同的温度设定、参数设计或热能设备开关决策。
服务器2可以存储远程热能设备的运行状况、工作状态。在本发明的一个实施例中，服务器2可以根据中央控制单元4的命令对远程热能设备进行添加、删除、修改等操作。在本发明的另一个实施例中，服务器2也可以根据终端1的反馈进行自动添加、删除、修改等操作，终端1也可以读取服务器2中的数据。在本发明的另一个实施例中，服务器2也可以根据具有不同权限的用户装置6的指令进行查询、添加、删除或修改等操作。服务器2中还存储有专业设备维修维护知识库，并提供了标准工作流程与故障解决方案的智能化检索接口，为现场维护工程师的维修维护工作提供参考。服务器2中还可以通过对大量历史数据的智能统计分析，对设备安全运行周期进行判断，预测设备故障发生的概率及时间点，发送提示给中央控制单元4、终端1或用户装置6，使维护工程师能够防患于未然。服务器2中还存储着不同位置、不同环境下的热能模型，能够获得基于不同位置和/或时刻的不同的温度设定、参数设计或热能设备开关决策。在本申请的一个实施例中，服务器2中的相关预测结果作为巡检指令发送给终端1。在本发明的一个实施例中，服务器2可以建立在在联通机房中，也可以建立在阿里云或其他云上。在本发明的另一个实施例中，服务器2可以建立在局域网内的机房内。所述的温度设定优选地与一个总体能耗开销相适应，比如预先设定一个总体能耗开销，之后可以根据程序来设定100％总体能耗开销、90％总体能耗开销、50％总体能耗开销时对应的不同温度设定。前述程序优选地可以考虑不同位置、不同时刻的能耗模型；此外还可以设定不同位置和/或不同时刻的优先级，低优先级的位置和/或时刻被相对早地被限制能耗开销。
客服中心5除了处理用户的投诉、建议等，还可以接收终端1发送的故障设备状态或其他请求信息，并提供专家协助。客服中心5中的客服终端根据不同的权限可以接入到服务器2中读取、修改、删除相应数据。
在本发明的一个实施例中，网络3的实现方式可以是因特网、局域网、CAN总线、GPRS、WIFI、WLAN、LTE等现有技术中各种有线或无线的网络，其可以基于TCP/IP，也可以基于ATM进行组网。在另外一个实施例中，服务器2、中央控制单元4、客服中心5位于一个局域网内，该局域网通过因特网3与终端1、用户装置2相互连接。特别地，中央控制单元4与服务器2可以直接相连。在另外一个实施例中，服务器2、中央控制单元4、客服中心5、终端1、用户装置6都通过因特网3相连。在另外一个实施例中，终端1和用户装置6都通过无线网络连接至网络3。本发明不排除其他本领域技术人员不需要创造性劳动即可得到的其他网络连接方式。
在本申请的一个实施例中，终端1至少包括PLC和数据传输单元(DataTransferUnit，DTU)。PLC对热能设备的运行状况进行采集，并根据程序设定或接收到的指令对热能设备进行控制，并将设备状况等数据有线或无线地传输给DTU，从DTU有线或无线地接收指令或数据。DTU的主要功能是把热能设备的数据通过无线的方式传送回服务器2、中央控制单元4或客服中心5。在本申请的一个实施方式中，PLC数据通过RS485串口与DTU进行交换，DTU将串口数据与IP数据相互转换，即可将设备状态和控制指令通过无线通信网络进行传送和接收，实现与服务器2或中央控制单元4之间的交互。终端1集成在热能设备上，也可以通过其他方式附着在热能设备上，或者可以临时性地获得热能设备的状态。前述集成或其他方式附着在热能设备上，终端1可以自动获得热能设备的状态。前述临时性地获得热能设备的状态，终端1可以以有线或无线地与热能设备连接，获取其运行状态；也可以手动输入相应状态。用于获取数据的传感器，不限于温度计，可以安装在终端1上，可以安装在热能设备上，并通过手动、有线或无线地自动传送传感数据给终端1。
在本申请的另一个实施例中，终端1包括DTU。DTU的主要功能是把热能设备的数据通过无线的方式传送回服务器2、中央控制单元4或客服中心5。而PLC集成在热能设备上，也可以通过其他方式附着在热能设备上，或者可以临时性地获得热能设备的状态。PLC对热能设备的运行状况进行采集，并根据程序设定或接收到的指令对热能设备进行控制，并将设备状况等数据有线或无线地传输给DTU，从DTU有线或无线地接收指令或数据。在本申请的一个实施方式中，PLC数据通过RS485串口与DTU进行交换，DTU将串口数据与IP数据相互转换，即可将设备状态和控制指令通过无线通信网络进行传送和接收，实现与服务器2或中央控制单元4之间的交互。前述集成或其他方式附着在热能设备上，PLC可以自动获得热能设备的状态。前述临时性地获得热能设备的状态，PLC可以以有线或无线地与热能设备连接，获取其运行状态；也可以手动输入相应状态。用于获取数据的传感器，不限于温度计，可以安装在PLC上，可以安装在热能设备上，并通过手动、有线或无线地自动传送传感数据给PLC。
在本发明的一个实施例中，支持现场维护工程师通过终端1及时准确的接受巡检指令与完成维护任务，同时还支持现场维护工程师能够快速的上报故障设备状态，以获取远程的专家协助。系统采用GIS可视化管理，将客户及设备信息在终端1提供的用户界面的地图上进行显示，通过GIS地理信息系统可视化管理分布在各个区域的设备，为故障应急应对提供帮助，方便工程师进行巡检。
在本发明的一个实施例中，DTU上电运行后先注册到无线网络，然后和PLC通过RS485接口进行数据交换，将PLC传来的串口数据转换为IP数据发送到服务器2，管理员可以直观地在中央控制单元4看到设备的详细信息、运行反馈、故障报警等等。同时管理员在中央控制单元4上的操作则通过网络传送到服务器2，DTU把服务器发来的IP数据转换为串口数据下发给PLC，达到远程控制的目的。这样终端1和服务器2或中央控制单元4就可以通过终端1上的DTU进行无线数据传输，而且是双向的传输。
用户装置6包括用户使用的可以接入网络的计算机，手机，平板等等。用户装置6根据不同的权限控制可以接入到服务器2，进行查询、修改、添加或删除等操作；也可以接入到客服中心5进行投诉或建议。
本发明还提供了热能设备远程控制方法，终端采集远程热能设备的状态数据，并通过无线方式传输给服务器；服务器进行数据更新；远程控制单元判断该数据是否为故障信息，如果不是故障信息，则只更新用户界面上的地图显示，如果是故障信息，则发出警告信息；远程控制单元接收警告信息的处理操作，生成巡检指令并直接或通过服务器间接地发送给终端；终端进行指令显示或根据指令控制热能设备。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制；凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种热能设备远程控制系统，包括热能设备远程控制终端、服务器和中央控制单元；其中，服务器存储所述热能设备的状态数据，并可以根据指令对所述状态数据进行读取、添加、删除或修改；中央控制单元具有用户界面，可以进行基于GIS的可视化管理；
所述热能设备远程控制终端，包括可编程逻辑控制器(PLC)和数据传输单元(DTU)，其中，所述PLC对所述热能设备的运行状态进行采集，获得状态数据，并根据程序设定或接收到的指令对所述热能设备进行控制，并将所述状态数据传输给DTU，并从DTU接收指令或数据；DTU把所述状态数据通过无线的方式传给服务器；
所述终端可分离地连接在所述热能设备上；
所述终端还提供了用户界面，可用于数据输入和显示；
所述状态数据包括所述热能设备的详细信息、运行反馈、和/或故障报警；
所述热能设备的详细信息至少包括设备的位置信息。
2.根据权利要求1的热能设备远程控制系统，所述服务器可以通过对大量历史数据的智能统计分析，对所述热能设备安全运行周期进行判断，预测所述热能设备故障发生的概率及时间点，发送提示给所述中央控制单元或所述终端。
3.根据权利要求1的热能设备远程控制系统，服务器中还存储着不同位置、不同时刻下的热能模型，能够获得不同的温度设定、参数设计或热能设备开关决策。
4.根据权利要求1的热能设备远程控制系统，服务器中还存储有专业设备维修维护知识库，并提供了标准工作流程与故障解决方案的智能化检索接口。
5.一种热能设备远程控制方法，应用在根据权利要求1-4的热能设备远程控制系统中，所述方法包括：终端采集远程热能设备的状态数据，并通过无线方式传输给服务器；服务器进行数据更新；远程控制单元判断该数据是否为故障信息，如果不是故障信息，则只更新用户界面上的地图显示，如果是故障信息，则发出警告信息；远程控制单元接收警告信息的处理操作，生成巡检指令并直接或通过服务器间接地发送给终端；终端进行指令显示或根据指令控制热能设备。
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