CN209707971U - 一种分布式能源站系统运行监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于能源监控领域，尤其涉及一种分布式能源站系统运行监控系统，主控芯片与副控芯片通过通信单元相连接，副控芯片分别与分布式能源站内部的运行现场监控系统、锅炉监控系统、电动阀门监控系统、空气源热泵机组监控系统相连接，主控芯片与存储各项监测数据的数据储存单元相连接，主控系统还与用于显示各项监测数据的显示单元相连接，运行现场监控系统包括第一信息采集单元，锅炉监控系统包括第二信息采集单元和第一控制单元，电动阀门监控系统包括第二控制单元和第三信息采集单元，空气源热泵机组监控系统包括第四信息采集单元和第三控制单元。

Description

一种分布式能源站系统运行监控系统

技术领域

本实用新型涉及能源监控领域，尤其涉及一种分布式能源站系统运行监控系统。

背景技术

现有的分布式能源小站虽然可以实现运行数据的集中监视管理、数据远传和远程协助，但现有的系统管理麻烦、维护费用高、且耗能巨大，因此急需一种既能分布式能源站系统运行数据的集中监视管理、数据远传和远程协助，实现集中监控，又能使系统真正做到易管理、易维护、高效节能的分布式能源站系统运行监控系统。

实用新型内容

本实用新型提出了一种分布式能源站系统运行监控系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种分布式能源站系统运行监控系统，包括主控芯片和副控芯片，所述主控芯片与所述副控芯片通过通信单元相连接，所述副控芯片分别与分布式能源站内部的运行现场监控系统、锅炉监控系统、电动阀门监控系统、空气源热泵机组监控系统相连接，所述主控芯片与存储各项监测数据的数据储存单元相连接，所述主控系统还与用于显示各项监测数据的显示单元相连接，所述运行现场监控系统包括第一信息采集单元，所述锅炉监控系统包括第二信息采集单元和第一控制单元，所述电动阀门监控系统包括第二控制单元和第三信息采集单元，所述空气源热泵机组监控系统包括第四信息采集单元和第三控制单元，所述所述第一信息采集单元、第二信息采集单元、第三信息采集单元均与显示单元相连接，所述主控芯片均与第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元相连接。

进一步的，所述第一信息采集单元包括采集现场热量的运行现场热量表、运行现场流量传感器、运行现场压力传感器和采集现场温度的运行现场温度传感器。

进一步的，所述第二信息采集单元包括检测供水温度的给水水温传感器、检测锅炉水位的锅炉水位传感器、检测锅炉压力的锅炉压力传感器、检测锅炉蒸汽温度的锅炉蒸汽温度传感器、检测锅炉蒸汽流量的锅炉流量传感器、检测锅炉燃气温度的锅炉燃气温度传感器、检测锅炉燃气是否泄漏的锅炉燃气泄漏检测器、检测锅炉烟气温度的锅炉烟气温度传感器。

进一步的，所述第一控制单元包括控制燃气流量的燃气电磁阀、控制锅炉燃烧的燃烧器、控制锅炉蒸汽的蒸汽减压阀。

进一步的，所述第二控制单元包括控制电动阀门的控制模块、信息采集器、继电器和阀门电装执行器。

进一步的，所述第三信息采集单元包括检测阀门开启大小的阀门开启程度传感器、检测阀门是否开启的阀门开启状态传感器。

进一步的，所述第三控制单元包括控制空气源热泵机组的开启与关闭热泵启闭控制单元、温度调节单元、控制空气源连接阀组的开启与关闭空气源连接阀组控制单元。

进一步的，所述第四信息采集单元包括采集热泵末端风机的进风温度数据热泵第一温度传感器、采集热泵末端风机的出风温度数据热泵第二温度传感器、空气温度传感器。

进一步的，所述主控芯片采用PLC控制系统。

有益之处：本实用新型实现空气源或锅炉分布式能源站系统运行数据的集中监视管理、数据远传和远程协助，实现集中监控，使系统真正做到易管理、易维护、高效节能的目的。本实用新型通过PLC控制系统，可实现对现场运行温度、压力、流量、热表、电表、锅炉、空气源、电动阀门及泵类相关参数及状态的查看及监视，并可实现整个能源站“一键启动”的目标，即系统在自动控制模式下，系统运行可以按照既定的程序实现系统热泵、锅炉、水泵等设备台数、负荷增减，如可以根据设定的回水温度自动判断锅炉和热泵的启动顺序，空气源热泵机组的启动台数、机组的启动顺序及在非正常状态下的报警。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型图1中第一信息采集单元的结构示意图；

图3为本实用新型图1中第二信息采集单元的结构示意图；

图4为本实用新型图1中第一控制单元的结构示意图；

图5为本实用新型图1中第二控制单元的结构示意图；

图6为本实用新型图1中第三信息采集单元的结构示意图；

图7为本实用新型图1中第三控制单元的结构示意图；

图8为本实用新型图1中第四信息采集单元的结构示意图。

图中：1主控芯片，2通信单元，3副控芯片，4分布式能源站，5显示单元，6数据储存单元，7运行现场监控系统，8锅炉监控系统，9电动阀门监控系统，10空气源热泵机组监控系统，11第一信息采集单元，1101运行现场热量表，1102运行现场流量传感器，1103运行现场压力传感器，1104运行现场温度传感器，12第二信息采集单元，1201给水水温传感器，1202锅炉水位传感器，1203锅炉压力传感器，1204锅炉蒸汽温度传感器，1205锅炉蒸汽流量传感器，1206锅炉燃气温度传感器，1207锅炉燃气泄漏检测器，1208锅炉烟气温度传感器，13第一控制单元，1301燃气电磁阀，1302燃烧器，1303蒸汽减压阀，14第二控制单元，1401控制模块，1402信号采集器，1403继电器，1404阀门电装执行器，15第三信息采集单元，1501阀门开启程度传感器，1502阀门开启状态传感器，16第三控制单元，1601热泵启闭控制单元，1602温度调节单元，1603空气源连接阀组控制单元，17第四信息采集单元，1701热泵第一温度传感器，1702热泵第二温度传感器，1703空气温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

参照图1-4，一种分布式能源站4系统运行监控系统，包括主控芯片1和副控芯片3，所述主控芯片1与所述副控芯片3通过通信单元2相连接，所述副控芯片3分别与分布式能源站4内部的运行现场监控系统7、锅炉监控系统8、电动阀门监控系统9、空气源热泵机组监控系统10相连接，所述主控芯片1与存储各项监测数据的数据储存单元6相连接，所述主控系统还与用于显示各项监测数据的显示单元5相连接，所述运行现场监控系统7包括第一信息采集单元11，所述锅炉监控系统8包括第二信息采集单元12和第一控制单元13，所述电动阀门监控系统9包括第二控制单元14和第三信息采集单元15，所述空气源热泵机组监控系统10包括第四信息采集单元17和第三控制单元16，所述所述第一信息采集单元11、第二信息采集单元12、第三信息采集单元15均与显示单元5相连接，所述主控芯片1均与第一控制单元13、第二控制单元14、第三控制单元16相连接。所述第一信息采集单元11包括采集现场热量的运行现场热量表1101、运行现场流量传感器1102、运行现场压力传感器1103和采集现场温度的运行现场温度传感器1104。所述第二信息采集单元12包括检测供水温度的给水水温传感器1201、检测锅炉水位的锅炉水位传感器1202、检测锅炉压力的锅炉压力传感器1203、检测锅炉蒸汽温度的锅炉蒸汽温度传感器1204、检测锅炉蒸汽流量的锅炉流量传感器、检测锅炉燃气温度的锅炉燃气温度传感器1206、检测锅炉燃气是否泄漏的锅炉燃气泄漏检测器1207、检测锅炉烟气温度的锅炉烟气温度传感器1208。所述第一控制单元13包括控制燃气流量的燃气电磁阀1301、控制锅炉燃烧的燃烧器1302、控制锅炉蒸汽的蒸汽减压阀1303。所述主控芯片1采用PLC控制系统。

本系统中安装在锅炉上的传感器包括：锅炉给水水温传感器1201，锅炉水位传感器1202，锅炉压力传感器1203，锅炉蒸汽温度传感器1204，锅炉蒸汽流量传感器1205，锅炉燃气流量传感器，锅炉燃气泄漏传感器，锅炉烟气温度传感器1208，第二信号采集单元通过上述各类传感器采集锅炉运行参数，由副控芯片3将采集到的运行参数连同本锅炉固有代码，通过含有485/TCP IP及VPN路由器的通讯单元发送给主控芯片1，并且主控芯片1可以通过控制第一控制单元13，第一控制单元13能够通过执行机构控制燃气电磁阀1301，燃烧器1302和蒸汽减压阀1303动作，对锅炉进行具体控制。

在系统的整个运行过程中，通过显示单元5实时显示第一信息采集单元11、第二信息采集单元12、第三信息采集单元15、第四信息采集单元17检测到的运行参数等数据

实施例2：

参照图1-6，一种分布式能源站4系统运行监控系统，包括主控芯片1和副控芯片3，所述主控芯片1与所述副控芯片3通过通信单元2相连接，所述副控芯片3分别与分布式能源站4内部的运行现场监控系统7、锅炉监控系统8、电动阀门监控系统9、空气源热泵机组监控系统10相连接，所述主控芯片1与存储各项监测数据的数据储存单元6相连接，所述主控系统还与用于显示各项监测数据的显示单元5相连接，所述运行现场监控系统7包括第一信息采集单元11，所述锅炉监控系统8包括第二信息采集单元12和第一控制单元13，所述电动阀门监控系统9包括第二控制单元14和第三信息采集单元15，所述空气源热泵机组监控系统10包括第四信息采集单元17和第三控制单元16，所述所述第一信息采集单元11、第二信息采集单元12、第三信息采集单元15均与显示单元5相连接，所述主控芯片1均与第一控制单元13、第二控制单元14、第三控制单元16相连接。所述第一信息采集单元11包括采集现场热量的运行现场热量表1101、运行现场流量传感器1102、运行现场压力传感器1103和采集现场温度的运行现场温度传感器1104。所述第二信息采集单元12包括检测供水温度的给水水温传感器1201、检测锅炉水位的锅炉水位传感器1202、检测锅炉压力的锅炉压力传感器1203、检测锅炉蒸汽温度的锅炉蒸汽温度传感器1204、检测锅炉蒸汽流量的锅炉流量传感器、检测锅炉燃气温度的锅炉燃气温度传感器1206、检测锅炉燃气是否泄漏的锅炉燃气泄漏检测器1207、检测锅炉烟气温度的锅炉烟气温度传感器1208。所述第一控制单元13包括控制燃气流量的燃气电磁阀1301、控制锅炉燃烧的燃烧器1302、控制锅炉蒸汽的蒸汽减压阀1303。所述第二控制单元14包括控制电动阀门的控制模块1401、信息采集器、继电器1403和阀门电装执行器1404。所述第三信息采集单元15包括检测阀门开启大小的阀门开启程度传感器1501、检测阀门是否开启的阀门开启状态传感器1502。所述主控芯片1采用PLC控制系统。

本系统通过主控芯片1控制第二控制单元14，第二控制单元14的控制模块1401发送的控制命令，通过继电器1403、阀门电装执行器1404向电动阀 门阀门开关执行输出动作指令，电动阀门开关完成开关动作或电动阀门开关出现故障时，所述信号采集器1402还能将该电动阀门阀门开关状态或故障状态反馈回副控芯片3，并且第三信息采集单元15的阀门开启程度传感器1501和阀门开启状态传感器1502也可以监测电动阀门的运行状态。

本系统安装在锅炉上的传感器包括：锅炉给水水温传感器1201，锅炉水位传感器1202，锅炉压力传感器1203，锅炉蒸汽温度传感器1204，锅炉蒸汽流量传感器1205，锅炉燃气流量传感器，锅炉燃气泄漏传感器，锅炉烟气温度传感器1208，第二信号采集单元通过上述各类传感器采集锅炉运行参数，由副控芯片3将采集到的运行参数连同本锅炉固有代码，通过含有485/TCP IP及VPN路由器的通讯单元发送给主控芯片1，并且主控芯片1可以通过控制第一控制单元13，第一控制单元13能够通过执行机构控制燃气电磁阀1301，燃烧器1302和蒸汽减压阀1303动作，对锅炉进行具体控制。

在系统的整个运行过程中，通过显示单元5实时显示第一信息采集单元11、第二信息采集单元12、第三信息采集单元15、第四信息采集单元17检测到的运行参数等数据。

实施例3：

参照图1-8，一种分布式能源站4系统运行监控系统，包括主控芯片1和副控芯片3，所述主控芯片1与所述副控芯片3通过通信单元2相连接，所述副控芯片3分别与分布式能源站4内部的运行现场监控系统7、锅炉监控系统8、电动阀门监控系统9、空气源热泵机组监控系统10相连接，所述主控芯片1与存储各项监测数据的数据储存单元6相连接，所述主控系统还与用于显示各项监测数据的显示单元5相连接，所述运行现场监控系统7包括第一信息采集单元11，所述锅炉监控系统8包括第二信息采集单元12和第一控制单元13，所述电动阀门监控系统9包括第二控制单元14和第三信息采集单元15，所述空气源热泵机组监控系统10包括第四信息采集单元17和第三控制单元16，所述所述第一信息采集单元11、第二信息采集单元12、第三信息采集单元15均与显示单元5相连接，所述主控芯片1均与第一控制单元13、第二控制单元14、第三控制单元16相连接。所述第一信息采集单元11包括采集现场热量的运行现场热量表1101、运行现场流量传感器1102、运行现场压力传感器1103和采集现场温度的运行现场温度传感器1104。所述第二信息采集单元12包括检测供水温度的给水水温传感器1201、检测锅炉水位的锅炉水位传感器1202、检测锅炉压力的锅炉压力传感器1203、检测锅炉蒸汽温度的锅炉蒸汽温度传感器1204、检测锅炉蒸汽流量的锅炉流量传感器、检测锅炉燃气温度的锅炉燃气温度传感器1206、检测锅炉燃气是否泄漏的锅炉燃气泄漏检测器1207、检测锅炉烟气温度的锅炉烟气温度传感器1208。所述第一控制单元13包括控制燃气流量的燃气电磁阀1301、控制锅炉燃烧的燃烧器1302、控制锅炉蒸汽的蒸汽减压阀1303。所述第二控制单元14包括控制电动阀门的控制模块1401、信息采集器、继电器1403和阀门电装执行器1404。所述第三信息采集单元15包括检测阀门开启大小的阀门开启程度传感器1501、检测阀门是否开启的阀门开启状态传感器1502。所述第三控制单元16包括控制空气源热泵机组的开启与关闭热泵启闭控制单元1601、温度调节单元1602、控制空气源连接阀组的开启与关闭空气源连接阀组控制单元1603。所述第四信息采集单元17包括采集热泵末端风机的进风温度数据热泵第一温度传感器1701、采集热泵末端风机的出风温度数据热泵第二温度传感器1702、空气温度传感器1703。所述主控芯片1采用PLC控制系统。

本系统通过主控芯片1控制第二控制单元14，第二控制单元14的控制模块1401发送的控制命令，通过继电器1403、阀门电装执行器1404向电动阀 门阀门开关执行输出动作指令，电动阀门开关完成开关动作或电动阀门开关出现故障时，所述信号采集器1402还能将该电动阀门阀门开关状态或故障状态反馈回副控芯片3，并且第三信息采集单元15的阀门开启程度传感器1501和阀门开启状态传感器1502也可以监测电动阀门的运行状态。

本系统安装在锅炉上的传感器包括：锅炉给水水温传感器1201，锅炉水位传感器1202，锅炉压力传感器1203，锅炉蒸汽温度传感器1204，锅炉蒸汽流量传感器1205，锅炉燃气流量传感器，锅炉燃气泄漏传感器，锅炉烟气温度传感器1208，第二信号采集单元通过上述各类传感器采集锅炉运行参数，由副控芯片3将采集到的运行参数连同本锅炉固有代码，通过含有485/TCP IP及VPN路由器的通讯单元发送给主控芯片1，并且主控芯片1可以通过控制第一控制单元13，第一控制单元13能够通过执行机构控制燃气电磁阀1301，燃烧器1302和蒸汽减压阀1303动作，对锅炉进行具体控制。

本系统首先通过第三控制单元16的的温度调节单元1602设定系统所需加热到的温度，并通过第四信息采集单元17的空气温度传感器1703检测室外温度，若室外温度大于系统预设的空气源热泵的开启温度，则启动空气源热泵机组和空气源连接阀组。

再通过第三控制单元16的的热泵启闭控制单元1601手动控制空气源热泵机组的开启与关闭，通过第三控制单元16的空气源连接阀组控制单元1603手动控制空气源连接阀组的开启与关闭。

最后通过热泵第一温度传感器1701采集热泵末端风机的进风温度数据，通过热泵第二温度传感器1702采集热泵末端风机的出风温度数据，并将采集的数据发送至主控芯片1，主控芯片1可将数据存储到数据储存单元6，并随时从数据存储单元调用该数据；主控芯片1通过对接收到的进风温度数据和出风温度数据进行百分比分析，计算出末端的使用情况，进而了解末端的运行情况，然后根据计算分析结果控制热泵变频器，以此来进行配比调节，使得能量合理管控，热泵机房内的设备能耗与系统末端风机的使用情况平衡，节约了能源。具体调节过程如下：增加热泵变频器的频率，可提高空气源热泵的功率来达到快速增温的目的，反之则降低热泵变频器的频率，以降低空气源热泵的功率来达到快速降温的目的。

在系统的整个运行过程中，通过显示单元5实时显示第一信息采集单元11、第二信息采集单元12、第三信息采集单元15、第四信息采集单元17检测到的运行参数等数据。

现场能源站通过PLC控制系统，可实现对现场运行温度、压力、流量、热表、电表、锅炉、空气源、电动阀门及泵类相关参数及状态的查看及监视，并可实现整个能源站“一键启动”的目标，即系统在自动控制模式下，系统运行可以按照既定的程序实现系统热泵、锅炉、水泵等设备台数、负荷增减，如可以根据设定的回水温度自动判断锅炉和热泵的启动顺序，空气源热泵机组的启动台数、机组的启动顺序及在非正常状态下的报警。

由于小站设备数量较少，多数空气源机组具有水泵联动动或温度设定自动运行等功能，故可通过热表、电表及设备的通信接口实现对数据的远程监视。该方案通过设备标准通信接口并增设485/TCP IP及VPN路由器实现对现场数据的监视。 如果现场需要对现场其他温度、压力进行监视及水泵的控制可通过I/O转485设备进行实现。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于：包括主控芯片和副控芯片，所述主控芯片与所述副控芯片通过通信单元相连接，所述副控芯片分别与分布式能源站内部的运行现场监控系统、锅炉监控系统、电动阀门监控系统、空气源热泵机组监控系统相连接，所述主控芯片与存储各项监测数据的数据储存单元相连接，所述主控系统还与用于显示各项监测数据的显示单元相连接，所述运行现场监控系统包括第一信息采集单元，所述锅炉监控系统包括第二信息采集单元和第一控制单元，所述电动阀门监控系统包括第二控制单元和第三信息采集单元，所述空气源热泵机组监控系统包括第四信息采集单元和第三控制单元，所述第一信息采集单元、第二信息采集单元、第三信息采集单元均与显示单元相连接，所述主控芯片均与第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元相连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第一信息采集单元包括采集现场热量的运行现场热量表、运行现场流量传感器、运行现场压力传感器和采集现场温度的运行现场温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第二信息采集单元包括检测供水温度的给水水温传感器、检测锅炉水位的锅炉水位传感器、检测锅炉压力的锅炉压力传感器、检测锅炉蒸汽温度的锅炉蒸汽温度传感器、检测锅炉蒸汽流量的锅炉流量传感器、检测锅炉燃气温度的锅炉燃气温度传感器、检测锅炉燃气是否泄漏的锅炉燃气泄漏检测器、检测锅炉烟气温度的锅炉烟气温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第一控制单元包括控制燃气流量的燃气电磁阀、控制锅炉燃烧的燃烧器、控制锅炉蒸汽的蒸汽减压阀。

5.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第二控制单元包括控制电动阀门的控制模块、信息采集器、继电器和阀门电装执行器。

6.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第三信息采集单元包括检测阀门开启大小的阀门开启程度传感器、检测阀门是否开启的阀门开启状态传感器。

7.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第三控制单元包括控制空气源热泵机组的开启与关闭热泵启闭控制单元、温度调节单元、控制空气源连接阀组的开启与关闭空气源连接阀组控制单元。

8.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述第四信息采集单元包括采集热泵末端风机的进风温度数据热泵第一温度传感器、采集热泵末端风机的出风温度数据热泵第二温度传感器、空气温度传感器。

9.根据权利要求1所述的一种分布式能源站系统运行监控系统，其特征在于，所述主控芯片采用PLC控制系统。