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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 熱水機(jī)組遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡(jiǎn)介：
- 系統(tǒng)通過部署在熱水機(jī)組的人機(jī)界面（HMI）采集機(jī)組的PLC信息，如溫度、水位等信息，傳送至數(shù)據(jù)服務(wù)器。用戶在控制終端登錄系統(tǒng)后，可根據(jù)權(quán)限獲取數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)，監(jiān)控機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；可發(fā)送控制指令，通過指令服務(wù)器，使用Modbus協(xié)議發(fā)送控制指令給HMI，控制機(jī)組運(yùn)行。同時(shí)利用基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)時(shí)間預(yù)測(cè)。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前，熱水機(jī)組的管理存在效率低、能源消耗大、管理成本高等缺點(diǎn)，本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)技術(shù)，提高了對(duì)鍋爐的溫度、壓力、流量等參數(shù)的檢測(cè)水平；實(shí)現(xiàn)控制、管理一體化、網(wǎng)絡(luò)化，對(duì)分布在各地區(qū)的熱水機(jī)組實(shí)施遠(yuǎn)程統(tǒng)一控制和管理，對(duì)機(jī)組進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 利用采集的數(shù)據(jù)作樣本,運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)樣本進(jìn)行學(xué)習(xí),生成一個(gè)合適的智能系統(tǒng)。根據(jù)得到的相關(guān)模擬輸入量它便可以預(yù)測(cè)未來系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間,從而合理規(guī)劃開關(guān)機(jī)時(shí)間,使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行最優(yōu)化.達(dá)到“節(jié)能減排”,實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能和更高的經(jīng)濟(jì)效益。 系統(tǒng)主要由服務(wù)器，基于C/S架構(gòu)的控制終端，基于B/S架構(gòu)的ASP.NET應(yīng)用程序，人機(jī)界面（HMI），PLC及以太網(wǎng)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(jī)組的HMI采集機(jī)組中PLC信息，如溫度、水位等信息。同時(shí)，HMI提供機(jī)組狀態(tài)給部署在以太網(wǎng)中的服務(wù)器。同時(shí)服務(wù)器使用Modbus協(xié)議發(fā)送控制指令到HMI，控制機(jī)組運(yùn)行。管理用戶在控制終端登錄系統(tǒng)后，根據(jù)權(quán)限查看、控制機(jī)組狀態(tài)，監(jiān)控機(jī)組實(shí)時(shí)運(yùn)行情況；系統(tǒng)可對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)物理上分散的機(jī)組進(jìn)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(yuǎn)程控制機(jī)組和監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，由此提供新的服務(wù)模式和服務(wù)手段。 本系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)為使用Modbus和TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)端對(duì)端的通信，客戶端發(fā)出控制指令；同時(shí)利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)形成一個(gè)功能可擴(kuò)展、性能穩(wěn)定、易于部署的熱水機(jī)組遠(yuǎn)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(duì)鍋爐控制的研究和推廣已取得了很大的進(jìn)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(duì)較高；先進(jìn)控制技術(shù)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(duì)物理上分散的機(jī)組進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。采用Modbus協(xié)議和TCP/IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，并由此提供新的服務(wù)模式和服務(wù)手段。 優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面: 1)控制系統(tǒng)智能化、一體化。充分利用網(wǎng)絡(luò)，使信息資源在控制裝置中充分發(fā)揮其作用，推動(dòng)控制系統(tǒng)向更高層次發(fā)展。監(jiān)控系統(tǒng)承擔(dān)著對(duì)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的指揮和協(xié)調(diào)功能，及時(shí)地對(duì)鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異?；蚬收线M(jìn)行檢測(cè)、診斷和報(bào)警，以便讓操作人員迅速做出處理。 2)網(wǎng)絡(luò)安全性?？紤]工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信息的保密性，所以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問PLC首要解決的就是網(wǎng)絡(luò)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(wù)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，從而保證網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。 3)檢測(cè)智能化、實(shí)時(shí)化。監(jiān)控系統(tǒng)除了完成對(duì)熱水機(jī)組正常的監(jiān)視與控制任務(wù)外，還完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種信息如各種過程變量、設(shè)備狀態(tài)變量等進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合的處理，將處理結(jié)果告訴操作者，并對(duì)相關(guān)過程變量及設(shè)備狀態(tài)的變化趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)，對(duì)可能產(chǎn)生的異常和故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)且給出相應(yīng)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(jī)組遠(yuǎn)程控制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水機(jī)組的全局控制，提高了生產(chǎn)效率，改進(jìn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。人機(jī)界面簡(jiǎn)潔、實(shí)用，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示機(jī)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(yīng)用大大降低了成本，節(jié)約了資源，實(shí)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(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國中小型鍋爐在使用中普遍存在調(diào)節(jié)手段有限，鍋爐的運(yùn)作不能隨外界負(fù)荷變化及時(shí)變化等問題，從而降低了鍋爐的效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國經(jīng)濟(jì)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(duì)較高；先進(jìn)控制技術(shù)沒得到較好利用。將國內(nèi)現(xiàn)有的鍋爐急需升級(jí)和改造，向信息化，自動(dòng)化，規(guī)?；较虬l(fā)展，以新技術(shù)應(yīng)用為核心提高運(yùn)行效率。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1、從無到有添加歷史數(shù)據(jù)分析 2、將傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)人工控制升級(jí)為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制 3、將單一機(jī)組控制升級(jí)為多機(jī)組控制，提高了管理效率 4、將傳統(tǒng)的由操作工那個(gè)經(jīng)驗(yàn)值操作轉(zhuǎn)變?yōu)榛趶较蚧窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)算法自主優(yōu)化開機(jī)時(shí)間
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 熱水機(jī)組遠(yuǎn)程控制管理系統(tǒng)可以應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、賓館等大型場(chǎng)所，提供洗浴用水，飲用開水，供熱供暖等服務(wù)。 本系統(tǒng)現(xiàn)已在合肥某公司投入使用。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本設(shè)計(jì)改進(jìn)了鍋爐控制及其管理，提出了全局化管理思路，對(duì)物理上分散的機(jī)組進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制。端對(duì)端通信采用Modbus協(xié)議，管理者可以遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備并監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，由此提供了新的服務(wù)模式和服務(wù)手段。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)智能化、一體化，推動(dòng)控制系統(tǒng)向更高層次發(fā)展；通過網(wǎng)絡(luò)防火墻及管理權(quán)限設(shè)置，實(shí)現(xiàn)控制現(xiàn)場(chǎng)保密性、安全性；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各過程變量、設(shè)備狀態(tài)變量等進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合的處理，并對(duì)相關(guān)過程變量及設(shè)備狀態(tài)的變化趨勢(shì)利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法做出加熱時(shí)間的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能控制設(shè)備。對(duì)可能產(chǎn)生的異常和故障發(fā)出報(bào)警信號(hào)，避免因故障而造成的損失，降低了成本，節(jié)約了資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
獲獎(jiǎng)情況
- 第四屆安徽省大學(xué)生挑戰(zhàn)杯課外學(xué)術(shù)作品競(jìng)賽
鑒定結(jié)果
- 二等獎(jiǎng)
參考文獻(xiàn)
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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(dá)國家水平相差不大，但在應(yīng)用水平上差距較大。據(jù)調(diào)查，目前我國中小型鍋爐在使用中普遍存在調(diào)節(jié)手段有限，鍋爐的運(yùn)作不能隨外界負(fù)荷變化及時(shí)變化等問題，我國的鍋爐機(jī)組尤其是學(xué)校、醫(yī)院、社區(qū)中這些能耗較大的單位中對(duì)于機(jī)組的控制方法比較單一，基本上都是由操作工手動(dòng)完成。設(shè)備較為先進(jìn)的單位也只是利用單片機(jī)或者嵌入式設(shè)備在單個(gè)機(jī)組設(shè)備上實(shí)施控制，對(duì)于大型、多機(jī)組的鍋爐任未實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、多機(jī)組、智能化的控制，從而降低了鍋爐的效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。 從行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，盡管我國對(duì)鍋爐控制的研究和推廣已取得了很大的進(jìn)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(duì)較高；先進(jìn)控制技術(shù)沒得到較好利用。當(dāng)今社會(huì)提倡以低碳經(jīng)濟(jì)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式及方向，國內(nèi)現(xiàn)有的鍋爐急需升級(jí)和改造，向信息化，自動(dòng)化，規(guī)?；较虬l(fā)展，以新技術(shù)應(yīng)用為核心提高運(yùn)行效率。
