對(duì)空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的建設(shè)分析

張新昌+++鄒勝文+++王杰+++丁愛國+++沈夢(mèng)圓

摘 要：我國工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，信息化程度也越來越發(fā)達(dá)，但是目前我國工程項(xiàng)目上仍然存在自動(dòng)化與信息化沒能很好融合的問題。二十一世紀(jì)，隨著勞動(dòng)力成本的不斷提升，建立以信息化為核心的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)日益能夠凸顯其價(jià)值。文章在常用工控軟件的基礎(chǔ)上結(jié)合ODBC數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及WEB技術(shù)開發(fā)一套完整地針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于工程。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；遠(yuǎn)程監(jiān)測；關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

引言

就目前空調(diào)系統(tǒng)工程而言，工程施工完成以后除現(xiàn)場的控制系統(tǒng)外很少有企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于其已實(shí)施項(xiàng)目整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)于工程實(shí)際運(yùn)行過程中有無按照設(shè)計(jì)的最優(yōu)節(jié)能工況運(yùn)行，并不能實(shí)時(shí)監(jiān)控，這種情況對(duì)于節(jié)能服務(wù)公司與用能方之間采用能源合同管理方式合作，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行方式直接關(guān)系到雙方收益的影響更加凸顯。

1 系統(tǒng)框架分析

為了使系統(tǒng)具有充分的靈活性和可擴(kuò)展性，建設(shè)本系統(tǒng)時(shí)采用了“層”的基本思想，將系統(tǒng)劃分為三個(gè)層次，在對(duì)每一個(gè)層次進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，側(cè)重點(diǎn)各有不同。每層各自完成一定的功能且每層內(nèi)部的改變不影響其他層的功能；層與層之間通過接口連接。如圖1所示，本系統(tǒng)大致分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)組件層、應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)層主要包含兩部分，分別是現(xiàn)場上位機(jī)與數(shù)據(jù)庫之間通過ODBC數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的分類、存儲(chǔ)。

應(yīng)用服務(wù)組件層為應(yīng)用層提供了空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測相關(guān)的基礎(chǔ)組件，是在數(shù)據(jù)層的基礎(chǔ)之上開發(fā)的通用功能的集合，其主要包含參數(shù)設(shè)置、設(shè)備故障及查詢、節(jié)約額計(jì)算以及查詢、系統(tǒng)用戶管理、歷史數(shù)據(jù)查詢等功能模塊。

2 采用關(guān)鍵技術(shù)

2.1 ODBC數(shù)據(jù)源

ODBC是微軟公司開放服務(wù)結(jié)構(gòu)中有關(guān)數(shù)據(jù)庫的一個(gè)組成部分，它提供了一組對(duì)數(shù)據(jù)庫訪問的標(biāo)準(zhǔn)的API，通過此APIODBC可以以統(tǒng)一的方式處理Access、SQL、Oracle等數(shù)據(jù)庫，為工業(yè)組態(tài)控制平臺(tái)向異地?cái)?shù)據(jù)庫傳輸工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)提供便捷接口。

2.2 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)

采用SQLServer2008R2數(shù)據(jù)庫管理軟件，其安全性高：公司可以以高安全性、可靠性和可擴(kuò)展性來運(yùn)行最關(guān)鍵的應(yīng)用程序；其性能高：降低公司開發(fā)與管理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的成本與時(shí)間；其智能化程度高：提供全面的數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺(tái)，可根據(jù)自身需求讓其發(fā)送數(shù)據(jù)信息。該數(shù)據(jù)庫可以與同是微軟產(chǎn)品的Windows系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，并且對(duì)常用的C/C++、C#等編程語言具有很好的兼容性。

2.3 WEB技術(shù)

WEB在網(wǎng)頁設(shè)計(jì)中被稱為網(wǎng)頁，其具體表現(xiàn)為三種形式，即超文本、超媒體、超文本傳輸協(xié)議。其是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的總稱，一般包括服務(wù)端技術(shù)與客戶端技術(shù)。其客戶端技術(shù)一般用于展示信息內(nèi)容，其主要技術(shù)包括HTML、CSS、js等；服務(wù)器端一般用于構(gòu)建數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)器，其主要技術(shù)包括ASP、ASP.NET等。

2.4 層級(jí)管理

層級(jí)管理實(shí)際上是將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)按照功能或者結(jié)構(gòu)將監(jiān)控功能分屬于不同的層級(jí)去管理，各級(jí)完成其上級(jí)指派的任務(wù)，并將反饋信息發(fā)送給上一級(jí)管理。層級(jí)管理是由最高級(jí)決策執(zhí)行相關(guān)事件，對(duì)各層級(jí)信息進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)處理，使各層級(jí)之間工作相互協(xié)調(diào)。在空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)中角色權(quán)限的設(shè)置是該思想最直觀的體現(xiàn)。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包含傳感器設(shè)計(jì)與網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)。傳感器節(jié)點(diǎn)具有數(shù)據(jù)采集、處理、中轉(zhuǎn)以及打包上傳等功能?？照{(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)所需的傳感器主要包含溫度、壓力、電磁流量、能量以及室外溫濕度傳感器。溫度與壓力傳感器可分別采用西門子QAE與QBE系列；流量傳感器與室外溫濕度傳感器可采用恩普EPLD-200與EPW-231B系列；能量計(jì)可采用艾科AK-C03P系列。

網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場工業(yè)控制平臺(tái)向異地服務(wù)器數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄?，且可設(shè)計(jì)成支持多種接入方式，例如以太網(wǎng)、3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)等等。在本遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)中有線與無線接入方式可自由選擇。

4 工程實(shí)例

武漢華燦光電有限公司水蓄冷空調(diào)工程已成功使用此套遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，其思路為：通過項(xiàng)目現(xiàn)場上位機(jī)組態(tài)軟件中集成的數(shù)據(jù)庫函數(shù)（連接數(shù)據(jù)庫函數(shù)；數(shù)據(jù)插入函數(shù)；數(shù)據(jù)庫斷開鏈接函數(shù)）以及網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)由ODBC數(shù)據(jù)源接口將設(shè)備狀態(tài)、故障、運(yùn)行、以及系統(tǒng)的壓力、溫度、流量等信息傳輸至異地服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫中，之后通過WEB前端以及服務(wù)器端的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)前端化，再由IIS網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)工程的異地監(jiān)控。

平臺(tái)的首頁為空調(diào)系統(tǒng)管道圖，其中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及管道上各溫度、壓力、流量傳感器的數(shù)值均實(shí)時(shí)展示。

平臺(tái)的參數(shù)監(jiān)測功能模塊頁，可根據(jù)時(shí)間以及實(shí)際需求靈活選擇可監(jiān)控的參數(shù)，實(shí)時(shí)可滾動(dòng)監(jiān)測與定時(shí)監(jiān)測相結(jié)合，有完善的參數(shù)曲線繪制功能并可提供功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)對(duì)比功能。

平臺(tái)的設(shè)備故障及查詢功能模塊頁，實(shí)時(shí)追蹤設(shè)備故障情況，故障一旦發(fā)生，監(jiān)控平臺(tái)可通過多種手段，例如短信、郵件、電話等將故障設(shè)備以及故障可能類別發(fā)送給相關(guān)責(zé)任人，故障信息實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫，后續(xù)可根據(jù)時(shí)間或類型查詢?cè)O(shè)備歷史故障情況。

平臺(tái)的節(jié)約額計(jì)算以及查詢功能模塊頁，此功能模塊主要是針對(duì)于能源合同管理項(xiàng)目，業(yè)主與工程承包方均可快捷查詢某月或者某日雙方的收益情況。

平臺(tái)的歷史數(shù)據(jù)查詢功能模塊頁，可提供歷史數(shù)據(jù)的查詢與下載，此項(xiàng)目的數(shù)據(jù)類型主要包括：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備故障狀態(tài)、主機(jī)運(yùn)行參數(shù)、PLC電量數(shù)據(jù)、OPC電量數(shù)據(jù)以及溫度，壓力，流量等數(shù)據(jù)信息。

平臺(tái)的系統(tǒng)及用戶管理功能模塊頁，主要是系統(tǒng)使用人員的管理，主要包括人員的增、刪、查、改以及人員的權(quán)限設(shè)置。

5 結(jié)束語

總之，基于工業(yè)控制平臺(tái)、ODBC數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)庫以及WEB技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)已在工程項(xiàng)目中投入使用，并且取得良好的效果。遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)可以給設(shè)備維護(hù)人員帶來極大的便利，具有很大的工程實(shí)用價(jià)值，對(duì)于推動(dòng)我國工程項(xiàng)目信息化有一定的意義。