物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)

摘 要：針對目前風(fēng)機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)不穩(wěn)定和能耗大的問題，文章介紹了一種以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的能夠讓用戶通過網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，通過對目前相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成、功能和優(yōu)勢表明了該系統(tǒng)的重要性和必要性。

關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)；物聯(lián)網(wǎng)；節(jié)能；監(jiān)控系統(tǒng)

引言

風(fēng)機(jī)作為一種從動的流體機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于通風(fēng)、排熱、排煙等系統(tǒng)。用戶希望得到完善、可靠的風(fēng)機(jī)監(jiān)控和安全保護(hù)系統(tǒng)，包括對電機(jī)前后軸承溫度、電機(jī)電流、電壓、功率，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、效率、振動、噪聲等參數(shù)進(jìn)行動態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或者手機(jī)APP進(jìn)行顯示、記錄、報(bào)警、遠(yuǎn)程遙控，形成一個(gè)完整、可靠的安全保護(hù)系統(tǒng)。同時(shí)風(fēng)機(jī)作為全國主要的耗電設(shè)備之一，年耗電量占全國全年發(fā)電量的10%以上。目前風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行效率偏低，運(yùn)行管理不科學(xué)，導(dǎo)致了能源的浪費(fèi)，如果能夠獲得風(fēng)機(jī)即時(shí)運(yùn)行工況，就能夠采用調(diào)速控制方式減少能耗。文章將針對以上問題介紹一種以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心的數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。

1 產(chǎn)業(yè)背景

風(fēng)機(jī)是國民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于地鐵隧道、核電、石油化工、冶金、城建等國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，但同時(shí)也是全國主要的耗電設(shè)備之一，年耗電量占全國全年發(fā)電量的10%以上。目前風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行效率偏低，運(yùn)行管理不科學(xué)，導(dǎo)致了能源的浪費(fèi)，用戶往往希望獲得風(fēng)機(jī)即時(shí)運(yùn)行工況參數(shù)，這樣就能夠采用調(diào)速控制方式減少節(jié)流損失。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)4.0的發(fā)展，對整個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控是必然趨勢。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)就是在此背景下研發(fā)的新產(chǎn)品。

2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與功能

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)本體、整合有信號采集轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)分析處理診斷模塊和無線數(shù)據(jù)通訊模塊（ADSL modem）的變頻控制柜、廠家服務(wù)監(jiān)控中心和移動客戶端（一般體現(xiàn)為手機(jī)app）等。如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

2.1 風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)本體上安裝有溫度傳感器、振動傳感器、噪聲傳感器等傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集電機(jī)繞組和軸承溫度、風(fēng)機(jī)振動及噪聲數(shù)據(jù)并上傳到控制柜。

2.2 控制柜

信號采集轉(zhuǎn)換模塊可將傳感器采集的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，與控制柜自身采集的電壓、電流、功率等電量參數(shù)相結(jié)合，通過數(shù)據(jù)分析處理診斷模塊的分析處理，轉(zhuǎn)換成風(fēng)量、風(fēng)壓、效率、功率等風(fēng)機(jī)性能參數(shù)并傳遞給無線數(shù)據(jù)通訊模塊；通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳遞給廠家服務(wù)監(jiān)控中心和被授權(quán)手機(jī)APP，同時(shí)，控制柜也能通過互聯(lián)網(wǎng)接收被授權(quán)手機(jī)APP的指令。

其中數(shù)據(jù)分析診斷模塊通過對采集到的數(shù)據(jù)的分析處理，結(jié)合自身的數(shù)據(jù)庫信息，獲得實(shí)際運(yùn)行工況下的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、噪聲、振動、溫度、電壓、電流等參數(shù)并實(shí)時(shí)傳遞；同時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)的性能參數(shù)閾值，對超標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行告警并傳遞告警信號。

數(shù)據(jù)分析診斷模塊還具有強(qiáng)大的診斷機(jī)制，能對風(fēng)機(jī)異常狀況提出解決建議。

2.3 廠家服務(wù)監(jiān)控中心

廠家服務(wù)監(jiān)控中心可以對用戶手機(jī)APP進(jìn)行監(jiān)控權(quán)限分配，用戶得到參數(shù)信息后可根據(jù)自身需要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻反饋，開展日常運(yùn)行管理。

廠家服務(wù)監(jiān)控中心能夠記錄保存得到的電流、電壓、功率、振動、溫度、噪聲等數(shù)據(jù)，結(jié)合風(fēng)機(jī)強(qiáng)度、壽命和系統(tǒng)運(yùn)行情況，可以開展風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)營分析，為用戶風(fēng)機(jī)運(yùn)營提供建議，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控。

2.4 手機(jī)APP

透過互聯(lián)網(wǎng)，手機(jī)APP可簡易操控，隨時(shí)、隨地獲得風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)資訊。當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)異常時(shí)，系統(tǒng)具備即時(shí)告警和預(yù)警功能。

透過手機(jī)APP獲得風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)歷史紀(jì)錄與統(tǒng)計(jì)分析，協(xié)助管理者進(jìn)行設(shè)備調(diào)度、能源管理。

透過手機(jī)APP獲得風(fēng)機(jī)異常狀況的解決建議。

3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)勢

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是在仿真理論、數(shù)據(jù)庫理論和現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)上，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心研發(fā)出的新產(chǎn)品，有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢：

3.1 安全保障

極大增強(qiáng)了風(fēng)機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)的能力。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況信息，在故障時(shí)能及時(shí)報(bào)警及停機(jī)，能立即發(fā)送故障信息至具有授權(quán)的手機(jī)APP和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，工作人員可及時(shí)做應(yīng)對處理。

根據(jù)風(fēng)機(jī)使用壽命，在風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到一定量時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)測性維護(hù)保養(yǎng)通知。

目前大型風(fēng)機(jī)設(shè)備昂貴，工作環(huán)境較惡劣，工作人員現(xiàn)場近距離監(jiān)控存在安全隱患，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)可以讓工作人員不進(jìn)入現(xiàn)場就能掌握風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，保護(hù)人身安全。

3.2 質(zhì)量保障

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能夠把風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)工況信息提交給廠家及用戶（其中廠家擁有最高級權(quán)限），工況信息包括風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、噪聲、振動、溫度、電壓、電流等，系統(tǒng)具備即時(shí)告警和預(yù)警功能，能提供強(qiáng)大的診斷機(jī)制，對于異常狀況提出解決建議，結(jié)合歷史告警維修記錄、操作手冊等，構(gòu)成完整的風(fēng)機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)及解決方案，讓用戶透過手機(jī)APP突破空間限制做出最佳決策，大幅降低非預(yù)期停機(jī)所造成的巨大損失。

同時(shí)，廠家服務(wù)監(jiān)控中心可按客戶的申請，對風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行專業(yè)分析，并給出建議。

3.3 減少能耗

數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)可控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，來匹配通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際所需的風(fēng)量、風(fēng)壓要求，避免“大馬拉小車”的情況，從而達(dá)到減耗的目的。

3.4 減少維護(hù)成本

工作人員可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及手機(jī)APP了解風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，減少了風(fēng)機(jī)維護(hù)的工作量，同時(shí)，數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能夠及時(shí)監(jiān)控和預(yù)防風(fēng)機(jī)故障，使風(fēng)機(jī)始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，降低了風(fēng)機(jī)設(shè)備故障率，因而減少了維護(hù)成本。

3.5 加強(qiáng)管理

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)可以按照客戶要求，在廠家擁有最高級權(quán)限的前提下，對監(jiān)控進(jìn)行權(quán)限分配，在加強(qiáng)管理的同時(shí)也保障了信息和運(yùn)轉(zhuǎn)的安全。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能夠讓用戶方便而直觀地獲得風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況從而進(jìn)行節(jié)能調(diào)節(jié)，能監(jiān)控、預(yù)防和診斷風(fēng)機(jī)故障，能在風(fēng)機(jī)狀態(tài)異常時(shí)提供告警，適應(yīng)了當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。