[发明专利]基于物联网的矿区分散清洁热源耦合供热智慧监控系统

说明书

本发明公开了一种基于物联网的矿区分散清洁热源耦合供热智慧监控系统。所述热源包括回风余热、涌水余热及空压机余热。所述监控系统包括控制中心、网络传输及远程设备三大模块。所述控制中心模块包括数据采集系统、现场及远程控制。所述网络传输模块包括通讯网络、数据中台以及云端服务器。所述远程设备模块包括电脑及移动客户端，其接收网络传输模块获取的数据。突发情况时，控制中心模块中报警模块发送信号至远程设备，远程设备发布维修信号。本发明利用控制设备及远程客户端双重管理供热系统，通过调节热源出力、水泵电机转速以及调节阀开度以实现分区分时供热以及热网水力平衡控制；本发明节省现场人力，具有高效、节能、智能等优点。

技术领域

本发明属于集中供热系统领域，特别涉及一种基于物联网的矿区分散清洁热源耦合供热智慧监控系统。

背景技术

集中供热是指以蒸汽或者热水为热媒，以管网的形式向特定区域提供热能的过程。集中供热由热源、热网及热用户构成。矿区的集中供热辐射半径大，热用户用热时间不一，热媒种类较多，一次能源利用效率不高。

随着煤炭等一次能源的不断消耗以及环境污染问题日益严重，如何降低运行过程中的能源浪费、提高一次能源利用效率成为关注的焦点。作为矿区传统集中供热热源的燃煤锅炉正逐步被矿井余热、空气源热泵等清洁能源所取代，大力推行节能改造技术是大势所趋。

目前，煤矿供热系统管理大都独立控制，且半自动化甚至全人工管理使得现场参数无法及时反馈到热源处，无法提前预测瞬时的天气变化来调节供热量，这都会造成热力失衡，影响供热效果。与城市集中供热不同，矿区三班倒的轮班制使得生活热水供应存在供热周期，严寒、寒冷地区的矿井内部供热需要根据瞬时气温变化调节供热负荷。与此同时，供热运行过程中的跑、冒、滴、漏现象无法及时发现进行处理，矿区供热管网维护难度大。因此，有必要提供一种监控技术以克服现有人工管理的不足。

进而，信息化的集中供热系统应运而生。集中供热网络系统融合了物联网技术、测控技术、传感技术、数据通讯技术、云计算以及相关集中供热理论为一体的新型集中供热控制调节系统，将供热系统各设备及管网各节点的参数信息化，以信号的方式可视化地传输给相应设备，实现了整个集中供热区域热源与热用户之间高效的通讯与反馈。

发明内容

矿区集中供热系统由热源(热泵机房或换热站)、供热管网及各热用户末端组成，通过供热管网将热量由热源输送至各热用户末端。针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的矿区分散清洁热源耦合供热智慧监控系统，通过监控系统内部的信息传递以实现矿区供热系统高效、节能、安全地稳定运行。

本发明采用如下技术方案来实现的：

基于物联网的矿区分散清洁热源耦合供热智慧监控系统，包括控制中心模块、网络传输模块及远程设备模块，控制中心模块依靠网络传输模块与远程设备模块互相传递信号，矿区分散清洁热源包括回风余热、涌水余热以及空压机余热；其中，控制中心模块包括数据采集系统、现场控制以及远程控制；数据采集系统用于对热源、热网及各热用户运行过程中参数以及室外气象参数的获取；数据采集系统包括无线压力传感器、无线温度传感器、无线流量传感器、无线液位传感器、循环水泵以用电设备变频器、室外温度气象仪以及GPS定位，用于将实时采集的各项数据传输到网络传输模块；现场控制采用现场MCGS嵌入式显示屏汇总各项实时数据参数，并将单一的数据信息可视化成曲线图以便巡查人员检查，当某一参数异常超出范围时，现场MCGS嵌入式显示屏出现标红以引起巡查人员注意；远程控制采用报警模块，当出现异常情况时，报警模块将现场参数以短信的方式提醒远程设备模块；

网络传输模块包括通讯网络、数据中台以及云端服务器；通讯网络连接数据中台和所述云端服务器，完成二者之间信号传递；通讯网络是移动GPRS技术和4G/5G网络技术的结合；数据中台获取数据采集系统感知的数据，并通过通讯网络传输到云端服务器；云端服务器存储所有接收到的数据并传输至控制设备，结合历史数据和预设参数，传输相应信号使得数据参数在预设范围内波动；网络传输模块的设备安置在矿区配置网络监控中心。