瓦斯發電站遠程狀態云監測

徐樂宇 王托

摘 要 物聯網技術在現代工業得到越來越多的應用，運用數據傳輸單元DTU、云平臺組建瓦斯發電站遠程狀態云監測系統，實現了發電設備工藝參數的實時在線監測，集中管理，提升了設備智能化管理水平。

關鍵詞 物聯網;云平臺;實時監測;DTU

1應用背景

鐵法礦區煤層氣開發與利用產業鏈完善，瓦斯發電站作為煤層氣利用的有效途徑，已經在各礦井坑口陸續建立，既減少了瓦斯排放，又為礦井補充了電力供應。

瓦斯發電站（以下簡稱電站）內發電設備的安全運行，影響到電力供應的穩定可靠，電站“點多、線長、面廣”給集中管理帶來很多困難，早期發電設備生產運行是靠人力定時巡視檢查，時效性差，故障反饋速度慢，更缺乏實時監測手段無法反映出運行設備的真實狀態，而監測數據的實時傳輸需要穩定可靠的網絡，對于很多電站布置在偏遠的農田地里，如采用有線網絡傳輸方式，光纜鋪設施工成本高，線路布局困難而難以實現，隨著無線網絡、物聯網技術、云平臺存儲等信息技術的發展，設備狀態的實時監測現在已經可以實現。

2遠程狀態云監測系統

2.1 系統描述

物聯網（The Internet of Things，簡稱IOT）是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、 連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網絡接入，實現物與物、物與人的泛在連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理 [1]。

在互聯網+時代，基于物聯網技術遠程狀態智能監測應運而生。實現了對小規模電站各點的分散式生產模式真正轉變成大規模電場集中式生產模式，依托Tlink企業級物聯網云平臺實現電站遠程狀態監測。

物聯網架構下電站遠程狀態云監測系統，是對聯網內的電站發電設備運行工藝參數實施實時的監測，實現了對發電機組的遠程在線監測、跟蹤、狀態確認，確保發電機組的高效節能運行，該系統能夠提高發電機組設備的資源利用率和生產力水平，有效提高機組運行安全性、任務可靠性以及降低發電設備的維護檢修費用，預防機組惡性事故發生、避免人身傷亡及巨大經濟損失。

2.2 系統結構

遠程狀態云監測系統采集電站發電設備運行工藝數據，并集中通過4G無線網絡、MODBUS協議透傳至物聯網云端實現遠程監測，所用到的傳感器有溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器、三相多功能電力儀表。傳感器的數據通過有線方式分兩路通訊傳輸，一路分配給電站現場的工控機，實現就地通訊顯示，電站內的生產人員可實時根據現場的工藝數據，調控發電設備的運行;另一路分配給電站現場的數據傳輸單元DTU （Data Transfer unit），DTU再把處理好的數據傳給物聯網云端，管理人員、生產指揮中心可用PC端、手機端通過Internet網訪問物聯網云端隨時隨地監測工藝數據，聯網中的無數個DTU構成了整個物聯網網關，系統結構圖如圖1所示。

2.3 系統組成

整個遠程狀態云監測系統主要由兩大部分組成：第一部分為數據采集層，這一部分是整個系統的基石。它主要由溫度傳感器、壓力傳感器、濃度傳感器和三相電力儀表組成，采集電站進氣管道溫度、壓力、氣源濃度以及發電機的瞬時功率、累計電量、電壓、電流等信號。將傳感器與DTU通過RS485通訊口有線連接，再將DTU采集到的數據信息通過4G網絡GPRS流量遠程傳輸到TLINK物聯網云平臺。第二部分為數據云監測層，這一部分為Tlink企業級物聯網云平臺。系統可共檢測n個電站，每個電站配一套監測顯示設備，將n套設備采集的數據發送至Tlink企業級物聯網平臺進行統一遠傳監測。

3物聯網云平臺的功能應用

Tlink企業級物聯網云平臺將上傳的數據進行處理，可以實現實時顯示數據、數值，用戶還可根據需求集中顯示或分別顯示每個電站組態顯示監測頁面，對于電站的遠程監測，著重看數據的實時變化，并能及時報警提示及時反饋，以下為施荒地1#電站云監測系統組態畫面，如圖2所示。

Tlink企業級物聯網云端將上傳的數據進行處理，還可觀測到數據歷史記錄，數值曲線顯示，遠傳數據60天的儲存，云平臺著重看歷史趨勢，根據每時每天每月數據做對比，來分析電站發電設備的生產狀態，提前預知預判發電機組的故障，合理安排檢修時間，提升設備使用率，以下為施荒地1#電站1#機組云監測系統組態畫面瞬時功率歷史曲線查詢圖，如圖3所示。

4結束語

遠程狀態云監測系統構架于Tlink企業級物聯網，其端到端解決方案能夠連通設備、云平臺和移動App，具有遠程微信、短信、郵件等報警功能，還可手機APP遠傳查看數據，具有建網周期短、成本低、設備體積小、功耗低等特點，無須架設數據服務器、無線透傳等優勢，為集中智能管理電站提供了廣闊的發展思路。

參考文獻

[1] 劉陳，景興紅，董鋼.淺談物聯網的技術特點及其廣泛應用[J].科學咨詢，2011（9）：86.

作者簡介

徐樂宇（1979-），男，遼寧省調兵山市人;畢業院校：遼寧工程技術大學，專業：電氣工程自動化，職稱：工程師，現就職單位：鐵煤集團煤層氣公司。