天津港國際物流地源熱泵遠程監控系統應用

關坤

摘 要：建設節約型社會、發展循環經濟是我國的一項國策。地源熱泵技術是一種利用地下淺表地熱能源既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統，是一項經濟有效的節能技術，而且環境效益顯著。該文對天津港國際物流有限公司的地源熱泵能源遠程監控工程進行了詳細介紹，為同類工程的建設和優化提供了有益參考。

關鍵詞：地源熱泵 節能技術 遠程監控

中圖分類號：TU831 文獻標志碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（a）-0064-04

當前我國20%左右的能源消耗用于建筑物采暖和制冷，抓好建筑節能對于實現經濟可持續發展和保護環境具有重要意義。此外，加強能源利用管理，提高能源利用效率，是提高經濟運行質量、改善環境和增強企業市場競爭力的重要措施，也是緩解當前經濟社會發展面臨的能源約束矛盾、建設節約型社會、實現經濟社會可持續發展的根本保障。

地源熱泵技術利用地球淺表熱能等可再生和綠色能源向建筑提供采暖、生活熱水供應、制冷，是一項優秀的建筑節能技術，所以我國政府必將進一步支持此技術的發展，市場也能更進一步的認可此項技術，地源熱泵空調系統在房地產項目的全面應用前景是十分美好的。天津港國際物流有限公司地源熱泵能源遠程監控工程的能源監控系統采用了世界領先的“低碳型建筑系統方案”，系統能效高，在建筑制冷、制熱系統中處于領先地位。

1 系統概述和系統總體設計說明

為了實現該系統的安全、高效運行，該監控系統充分利用信息化技術和自動控制技術的新成果，實現全程全時段自動監視和控制，提高了能源管理和利用效率，大大節約了運行成本，實現了預期建設目標。

天津港國際物流地源熱泵有四個機房，分別在汽配中心四小樓、辦公樓、海關驗放中心以及辦公大樓。由于機房位置比較分散，部署維護人員較多，設備由西亞特、克萊門特和美意三家廠家提供，難于及時解決運行過程中出現的問題。因此，必須通過能源調度監控和分析管理，實現天津港地源熱泵等的實時監視和自動控制，以及科學化的調度管理和數據分析，以最大程度地方便管理、減少維護費用，實現最佳節能控制。此工程分兩期進行，前期實現了天津港國際物流能源監控中心自控系統的四個機房對于地源熱泵系統的遠程監控（見圖1），后期又完成了整個海關系統的樓宇自動化控制。

1.1 建設目標

傳統的能源中心自控系統主要側重于實現能源設備的監控和數據采集，在控制方面采用分散式控制。這些系統在能源監測、統計、能源預測方面的功能往往還有不少欠缺，不能有效地實現系統的整體集中監控、管理。在能耗數據分析、節能優化的決策支持及系統故障診斷等方面通常都比較薄弱。本系統的設計目標明確為下述四個方面：

（1）實現天津港物流地源熱泵機組等的全部數據采集，實現能源數據的實時動態顯示，并以立體美觀的流程圖方式進行展示。

（2）實現能源系統現地監控和中心監控，能夠方便的進行系統控制指令下發。

（3）實現系統的安全穩定，保障系統數據的實時性、唯一性、可靠性和穩定性。

（4）實現基本的能源數據存儲、分析和管理。

1.2 系統架構

依據系統的設計目標、總體實現思路、主要技術路線，本系統的總體結構如（圖2）所示，本系統由現場設備層（狹義的現場設備層+設備控制層）、集中監控層、信息管理層組成。

（1）現場設備層

現場設備層由布置在現場的測量儀表和PLC及控制網絡組成。現場測量儀表主要包括電力、溫度、壓力、流量等監控儀表，統一采用RS-485總線方式和現場監控觸摸屏相連，通過MODBUS方式和現場監控顯示屏內的組態軟件進行通訊。現場設備層主要包括地源熱泵機組、室外循環水泵、室內循環水泵、循環水進/出口溫度、壓力、一次水進/出口溫度、壓力、地源熱泵機組冬夏轉換、出口溫度設置、報警等8個子系統，所有PLC采用Hostlink協議與現場監控觸摸屏軟件進行通訊。

（2）現場監控觸摸屏

現場監控觸摸屏主要完成各種監控畫面、采集參數的顯示，并實現一些參數設定信息的輸入。主要功能：一是分別實現各個子系統的數據集成，包括對設備運行狀態（如熱泵機組、水泵運行狀態、閥位等）、設備運行參數（如溫度、壓力、頻率、流量及熱量等）進行實時監控和數據采集；二是實現各個子站系統的控制，包括按設定的控制策略對各個設備進行機組啟停、空調一二次泵變頻等進行自動控制；三是向能源中心層提供集中監視和遠程操作的數據接口，即在通訊網絡的支撐下，將各個子站運行數據傳送到能源監控中心，同時接能源監控中心發來的調度控制指令。另外，現場控制系統還具有數據存儲、自我保護（如斷電保護、短路檢測等）、顯示操作、參數異常檢測并做出報警提示及上傳等功能。

（3）能源監控中心層

能源監控中心層由監控服務器和數據服務器等組成，主要功能包括：通過部署在能源中心控制室的監控服務器來實現各子站設備的集中監視和遠程操作；數據庫服務器實現全部數據的集中存儲分析和查詢；能源監控中心層采集所有子站的實時數據，并對數據進行存儲、歷史趨勢分析、報警查詢、報表管理及輸出等，在此基礎上，還可以向各現場設備發出調度控制指令。

①監控服務器

主要提供與設備接口層的通訊驅動服務、變量輸入/輸出服務、變量計算服務、實時報警服務、實時趨勢服務、實時監視畫面服務、操作權限控制服務；同時作為能源中心操作人員實現能源設備集中監視功能、遠程操作、參數下傳等功能的操作終端；

兩臺監控服務器互為冗余，實現系統的安全穩定可靠運行。

其中一臺監控服務器兼做工程師站，供管理人員使用，用于系統開發、編輯、修改或更新系統的各種參數和常數，對SCADA服務器所提供的各項服務進行組態、維護、管理；

②數據庫服務器endprint

主要部署SQL Server 2005數據庫，實現系統全部數據的集中存儲、查詢和數據分析。數據能夠存儲多年，根據系統要求實現歷史數據的查詢服務。根據系統要求實現各種能源分析。

③網絡拓撲結構

通訊是整個控制系統聯絡的樞紐，各個子站、PLC、現場監控觸摸屏及能源中心通過通訊系統形成一個統一的整體。為了實現運行數據的集中監測、控制、調度，必須建立連接所有監控點的通訊網絡。

本系統的網絡拓撲如下圖所示，整個系統的網絡分為3個部分：

（1）RS-485網絡

系統的一次儀表（水表、電量表、熱表等）、現場主要設備（地源熱泵機組、水泵、閥門等）全部采用RS-485通訊方式，分別連成兩條總線，通過Modbus協議進行通訊連接，使電量表的的運行參數、控制參數、電量參數、和流量計的計量參數快速的與監控觸摸屏進行交互，支持實時讀寫數據。

（2）Hostlink網絡

各個子站的OMRON PLC與監控觸摸屏之間的通信采用OMRON公司專業的Hostlink協議，PLC的CPU上配有專業的Hostlink接口，完成CPU與監控觸摸屏之間的通訊連接，支持數據的實時讀寫。監控觸摸屏上配置了TCP/IP接口，把監控觸摸屏接入能源中心的網絡。

（3）能源監控中心網絡

能源監控中心的網絡是一個由交換機和計算機、服務器組成的典型的局域網，監控服務器數據庫服務器在局域網內實現數據的交互，通過路由器把局域網連接到現場監控觸摸屏，形成一個全面的局域網，實現現場監控觸摸屏與能源監控中心局域網之間的連接。

2 能源中心設計

2.1 能源中心的硬件系統架構

能源監控UEMS中心監控系統配置IBM服務器2臺，互為冗余，作為數據庫服務器；配置2臺Advantech原裝IPC-610H工控機，互為冗余，作為監控服務器。配置1臺Advantech工控機作為web服務器

數據庫服務器（IBM X3650服務器）為操作塔式服務器。四核英特爾至強處理器E5504 2.0 GHz（4MB三級緩存，最高支持800MHz內存頻率，4.8GT/s QPI）， 可擴展至2個處理器，集成雙千兆以太網，支持網絡喚醒、網絡卸載引擎。服務器配置專用機柜，擺放在單獨的房間，避免了噪聲污染和因環境導致的故障。此外，采用兩臺互為冗余的監控計算機分別作為工程師站和操作員站，另有一臺Web服務器計算機和4臺研華EKI-1522數據采集模塊，連接到30個PT100溫度傳感器，30個壓力傳感器。

2.2 軟件和數據庫配置

數據庫的配置依據主要是工程總點數和工程需做存儲的點數，目前市場將用戶工程按總點數分為三個級別：2000點以下都用組態軟件；2000點至5000點組態軟件和實時數據庫都可能被選擇；5000點以上，工程需保存的總點數大于1000點時，一般都選擇實時數據庫。本項目有站點多且分散、數據量大等特點，信息管理層需要保存大量的數據。

考慮到本項目，第一期僅采集四個地源熱泵的站能源數據，配置SQL Server數據庫，在該平臺上監控組態軟件和其他信息管理軟件能夠同時讀寫數據。

考慮到將來能源中心需要采集更多分站的數據，為了系統的穩定運行和運算速度，建議第二期采用我公司的工業數據庫軟件eHistorian作為全部歷史數據的數據庫。工業數據庫軟件不同于SQL Server等關系型數據庫，是專門設計用于進行工業控制過程數據存儲的數據庫，它具有存儲速度快、并發存儲數據量大、存儲壓縮比高、查詢速度快，數據分析工具豐富等特點，已經廣泛應用于電力、化工、冶金、能源計量等多行業的能源監控中心項目上，已經成為能源監控中心項目的必須選擇。

2.3 數據通信功能實現

能源中心的監控服務器內配置的能源監控UEMS軟件采集通過與現地監控觸摸屏通訊，采集相關數據。這樣監控服務器不但可以顯示、統計和分析各設備的數據，也可以對各設備直接進行控制和調節。監控服務器與現地監控觸摸屏通訊采用TCP/IP方式，利用UEMS軟件內部的接口協議進行快速的數據通訊。

（1）實時監控

在能源監控中心的監控計算機上對各子系統的工作流程畫面進行監視（圖3和圖4），可以清楚直觀的看到每個設備的當前運轉情況及相關參數是否在正常范圍內（圖5）。當發現設備工作不正常或者參數超出范圍時，可以通知現場工作人員進行處理，也可以在能源監控中心層直接對相關設備發出控制或調節指令讓設備以最優方式運行。

（2）監控數據實時和歷史變化曲線顯示

此外，該監控系統還有以下功能：實時報警；自動生成各種復雜報表；數據存儲；數據查詢；遠程控制；故障診斷與恢復；操作記錄查詢；系統冗余保障；操作權限管理。

3 數據處理軟件設計

針對能源中心采集存儲的數據，利用該軟件從歷史實時數據庫中讀取數據，進行相應的運算后，實現相應的報表、棒圖餅圖等分析形式，為能源管理提供依據。計量統計功能對熱源系統的投入量、轉換環節的轉換量、輸送分配環節的輸送分配量、用能環節的最終使用量進行分別統計匯總，支持各級管理人員準確和清晰地掌握整個系統的各區域的計量信息。能源統計分析按日、月、年統計指定介質（電、熱、水、氣等）的產生量、使用量，并可統計到工序。對統計結果，可根據能源介質類型、時間以及工序查詢統計結果，并可打印。統計結果支持趨勢、表格和柱狀圖方式顯示，如圖7。

地源熱泵能源遠程監控系統運行效果

地源熱泵系統集中控制的優勢主要有：高效、快捷、科學管理模式形成。在機房內我們可根據每個建筑物的耗能情況及時調整出水溫度、水泵循環速度；對出現異常情況能及時發出指令，迅速做出響應。科學而高效的管理為機房各類設備長期正常運行創造了良好的條件，同時還能延長設備壽命。原先四個機房每日值班人員多達8人，改造后只需要2人，一年可節省人工費18萬元。實行集中控制后由于能夠做到及時調整運行效率，在現有基礎上估計一年能降10%～15%運行費用，折合約20萬元左右。

遠程監控系統于2013年11月10日試運行，到11月15日地源熱泵系統供暖后正式運行。供暖初期系統設置35～37 ℃之間的出水溫度后，主機按照軟件指令自動運轉，當出水溫度達到設置溫度時機組停止運行；天氣轉冷時，將出水溫度設置在40～42 ℃之間運行；同時在每天不同時間段設置不一樣的出水溫度（根據早、中、晚、晴天、陰天等因素設置供暖溫度）。

運行期間，只需要在主機房內控制軟件，合理輸入溫度設置，同時能監控所有主機的運行工況。本單位月用電量下降12%，其中，遠程監控系統對節能作出了較大貢獻，節能效果顯著。

5 結語

天津港集裝箱物流中心地源熱泵遠程監控系統投入使用后其運行效果良好，該系統軟件和硬件安裝后只要通信保持暢通，就能持續正常工作。采用該系統可以運行過程中有效地加強對各機房內的溫度傳感器和泵站有等硬件設備的保護和檢查，保證地源熱泵系統能合理調節溫度，達到良好節能效果。

參考文獻

[1] 賈振航，姚偉，高紅.企業節能技術[M].北京：化學工業出版社，2009：77-87.

[2] 李先瑞.供熱空調系統運行管理、節能、診斷技術指南[M].北京：中國電力出版社，2004.endprint

主要部署SQL Server 2005數據庫，實現系統全部數據的集中存儲、查詢和數據分析。數據能夠存儲多年，根據系統要求實現歷史數據的查詢服務。根據系統要求實現各種能源分析。

③網絡拓撲結構

通訊是整個控制系統聯絡的樞紐，各個子站、PLC、現場監控觸摸屏及能源中心通過通訊系統形成一個統一的整體。為了實現運行數據的集中監測、控制、調度，必須建立連接所有監控點的通訊網絡。

本系統的網絡拓撲如下圖所示，整個系統的網絡分為3個部分：

（1）RS-485網絡

系統的一次儀表（水表、電量表、熱表等）、現場主要設備（地源熱泵機組、水泵、閥門等）全部采用RS-485通訊方式，分別連成兩條總線，通過Modbus協議進行通訊連接，使電量表的的運行參數、控制參數、電量參數、和流量計的計量參數快速的與監控觸摸屏進行交互，支持實時讀寫數據。

（2）Hostlink網絡

各個子站的OMRON PLC與監控觸摸屏之間的通信采用OMRON公司專業的Hostlink協議，PLC的CPU上配有專業的Hostlink接口，完成CPU與監控觸摸屏之間的通訊連接，支持數據的實時讀寫。監控觸摸屏上配置了TCP/IP接口，把監控觸摸屏接入能源中心的網絡。

（3）能源監控中心網絡

能源監控中心的網絡是一個由交換機和計算機、服務器組成的典型的局域網，監控服務器數據庫服務器在局域網內實現數據的交互，通過路由器把局域網連接到現場監控觸摸屏，形成一個全面的局域網，實現現場監控觸摸屏與能源監控中心局域網之間的連接。

2 能源中心設計

2.1 能源中心的硬件系統架構

能源監控UEMS中心監控系統配置IBM服務器2臺，互為冗余，作為數據庫服務器；配置2臺Advantech原裝IPC-610H工控機，互為冗余，作為監控服務器。配置1臺Advantech工控機作為web服務器

數據庫服務器（IBM X3650服務器）為操作塔式服務器。四核英特爾至強處理器E5504 2.0 GHz（4MB三級緩存，最高支持800MHz內存頻率，4.8GT/s QPI）， 可擴展至2個處理器，集成雙千兆以太網，支持網絡喚醒、網絡卸載引擎。服務器配置專用機柜，擺放在單獨的房間，避免了噪聲污染和因環境導致的故障。此外，采用兩臺互為冗余的監控計算機分別作為工程師站和操作員站，另有一臺Web服務器計算機和4臺研華EKI-1522數據采集模塊，連接到30個PT100溫度傳感器，30個壓力傳感器。

2.2 軟件和數據庫配置

數據庫的配置依據主要是工程總點數和工程需做存儲的點數，目前市場將用戶工程按總點數分為三個級別：2000點以下都用組態軟件；2000點至5000點組態軟件和實時數據庫都可能被選擇；5000點以上，工程需保存的總點數大于1000點時，一般都選擇實時數據庫。本項目有站點多且分散、數據量大等特點，信息管理層需要保存大量的數據。

考慮到本項目，第一期僅采集四個地源熱泵的站能源數據，配置SQL Server數據庫，在該平臺上監控組態軟件和其他信息管理軟件能夠同時讀寫數據。

考慮到將來能源中心需要采集更多分站的數據，為了系統的穩定運行和運算速度，建議第二期采用我公司的工業數據庫軟件eHistorian作為全部歷史數據的數據庫。工業數據庫軟件不同于SQL Server等關系型數據庫，是專門設計用于進行工業控制過程數據存儲的數據庫，它具有存儲速度快、并發存儲數據量大、存儲壓縮比高、查詢速度快，數據分析工具豐富等特點，已經廣泛應用于電力、化工、冶金、能源計量等多行業的能源監控中心項目上，已經成為能源監控中心項目的必須選擇。

2.3 數據通信功能實現

能源中心的監控服務器內配置的能源監控UEMS軟件采集通過與現地監控觸摸屏通訊，采集相關數據。這樣監控服務器不但可以顯示、統計和分析各設備的數據，也可以對各設備直接進行控制和調節。監控服務器與現地監控觸摸屏通訊采用TCP/IP方式，利用UEMS軟件內部的接口協議進行快速的數據通訊。

（1）實時監控

在能源監控中心的監控計算機上對各子系統的工作流程畫面進行監視（圖3和圖4），可以清楚直觀的看到每個設備的當前運轉情況及相關參數是否在正常范圍內（圖5）。當發現設備工作不正常或者參數超出范圍時，可以通知現場工作人員進行處理，也可以在能源監控中心層直接對相關設備發出控制或調節指令讓設備以最優方式運行。

（2）監控數據實時和歷史變化曲線顯示

此外，該監控系統還有以下功能：實時報警；自動生成各種復雜報表；數據存儲；數據查詢；遠程控制；故障診斷與恢復；操作記錄查詢；系統冗余保障；操作權限管理。

3 數據處理軟件設計

針對能源中心采集存儲的數據，利用該軟件從歷史實時數據庫中讀取數據，進行相應的運算后，實現相應的報表、棒圖餅圖等分析形式，為能源管理提供依據。計量統計功能對熱源系統的投入量、轉換環節的轉換量、輸送分配環節的輸送分配量、用能環節的最終使用量進行分別統計匯總，支持各級管理人員準確和清晰地掌握整個系統的各區域的計量信息。能源統計分析按日、月、年統計指定介質（電、熱、水、氣等）的產生量、使用量，并可統計到工序。對統計結果，可根據能源介質類型、時間以及工序查詢統計結果，并可打印。統計結果支持趨勢、表格和柱狀圖方式顯示，如圖7。

地源熱泵能源遠程監控系統運行效果

地源熱泵系統集中控制的優勢主要有：高效、快捷、科學管理模式形成。在機房內我們可根據每個建筑物的耗能情況及時調整出水溫度、水泵循環速度；對出現異常情況能及時發出指令，迅速做出響應。科學而高效的管理為機房各類設備長期正常運行創造了良好的條件，同時還能延長設備壽命。原先四個機房每日值班人員多達8人，改造后只需要2人，一年可節省人工費18萬元。實行集中控制后由于能夠做到及時調整運行效率，在現有基礎上估計一年能降10%～15%運行費用，折合約20萬元左右。

遠程監控系統于2013年11月10日試運行，到11月15日地源熱泵系統供暖后正式運行。供暖初期系統設置35～37 ℃之間的出水溫度后，主機按照軟件指令自動運轉，當出水溫度達到設置溫度時機組停止運行；天氣轉冷時，將出水溫度設置在40～42 ℃之間運行；同時在每天不同時間段設置不一樣的出水溫度（根據早、中、晚、晴天、陰天等因素設置供暖溫度）。

運行期間，只需要在主機房內控制軟件，合理輸入溫度設置，同時能監控所有主機的運行工況。本單位月用電量下降12%，其中，遠程監控系統對節能作出了較大貢獻，節能效果顯著。

5 結語

天津港集裝箱物流中心地源熱泵遠程監控系統投入使用后其運行效果良好，該系統軟件和硬件安裝后只要通信保持暢通，就能持續正常工作。采用該系統可以運行過程中有效地加強對各機房內的溫度傳感器和泵站有等硬件設備的保護和檢查，保證地源熱泵系統能合理調節溫度，達到良好節能效果。

參考文獻

[1] 賈振航，姚偉，高紅.企業節能技術[M].北京：化學工業出版社，2009：77-87.

[2] 李先瑞.供熱空調系統運行管理、節能、診斷技術指南[M].北京：中國電力出版社，2004.endprint

主要部署SQL Server 2005數據庫，實現系統全部數據的集中存儲、查詢和數據分析。數據能夠存儲多年，根據系統要求實現歷史數據的查詢服務。根據系統要求實現各種能源分析。

③網絡拓撲結構

通訊是整個控制系統聯絡的樞紐，各個子站、PLC、現場監控觸摸屏及能源中心通過通訊系統形成一個統一的整體。為了實現運行數據的集中監測、控制、調度，必須建立連接所有監控點的通訊網絡。

本系統的網絡拓撲如下圖所示，整個系統的網絡分為3個部分：

（1）RS-485網絡

系統的一次儀表（水表、電量表、熱表等）、現場主要設備（地源熱泵機組、水泵、閥門等）全部采用RS-485通訊方式，分別連成兩條總線，通過Modbus協議進行通訊連接，使電量表的的運行參數、控制參數、電量參數、和流量計的計量參數快速的與監控觸摸屏進行交互，支持實時讀寫數據。

（2）Hostlink網絡

各個子站的OMRON PLC與監控觸摸屏之間的通信采用OMRON公司專業的Hostlink協議，PLC的CPU上配有專業的Hostlink接口，完成CPU與監控觸摸屏之間的通訊連接，支持數據的實時讀寫。監控觸摸屏上配置了TCP/IP接口，把監控觸摸屏接入能源中心的網絡。

（3）能源監控中心網絡

能源監控中心的網絡是一個由交換機和計算機、服務器組成的典型的局域網，監控服務器數據庫服務器在局域網內實現數據的交互，通過路由器把局域網連接到現場監控觸摸屏，形成一個全面的局域網，實現現場監控觸摸屏與能源監控中心局域網之間的連接。

2 能源中心設計

2.1 能源中心的硬件系統架構

能源監控UEMS中心監控系統配置IBM服務器2臺，互為冗余，作為數據庫服務器；配置2臺Advantech原裝IPC-610H工控機，互為冗余，作為監控服務器。配置1臺Advantech工控機作為web服務器

數據庫服務器（IBM X3650服務器）為操作塔式服務器。四核英特爾至強處理器E5504 2.0 GHz（4MB三級緩存，最高支持800MHz內存頻率，4.8GT/s QPI）， 可擴展至2個處理器，集成雙千兆以太網，支持網絡喚醒、網絡卸載引擎。服務器配置專用機柜，擺放在單獨的房間，避免了噪聲污染和因環境導致的故障。此外，采用兩臺互為冗余的監控計算機分別作為工程師站和操作員站，另有一臺Web服務器計算機和4臺研華EKI-1522數據采集模塊，連接到30個PT100溫度傳感器，30個壓力傳感器。

2.2 軟件和數據庫配置

數據庫的配置依據主要是工程總點數和工程需做存儲的點數，目前市場將用戶工程按總點數分為三個級別：2000點以下都用組態軟件；2000點至5000點組態軟件和實時數據庫都可能被選擇；5000點以上，工程需保存的總點數大于1000點時，一般都選擇實時數據庫。本項目有站點多且分散、數據量大等特點，信息管理層需要保存大量的數據。

考慮到本項目，第一期僅采集四個地源熱泵的站能源數據，配置SQL Server數據庫，在該平臺上監控組態軟件和其他信息管理軟件能夠同時讀寫數據。

考慮到將來能源中心需要采集更多分站的數據，為了系統的穩定運行和運算速度，建議第二期采用我公司的工業數據庫軟件eHistorian作為全部歷史數據的數據庫。工業數據庫軟件不同于SQL Server等關系型數據庫，是專門設計用于進行工業控制過程數據存儲的數據庫，它具有存儲速度快、并發存儲數據量大、存儲壓縮比高、查詢速度快，數據分析工具豐富等特點，已經廣泛應用于電力、化工、冶金、能源計量等多行業的能源監控中心項目上，已經成為能源監控中心項目的必須選擇。

2.3 數據通信功能實現

能源中心的監控服務器內配置的能源監控UEMS軟件采集通過與現地監控觸摸屏通訊，采集相關數據。這樣監控服務器不但可以顯示、統計和分析各設備的數據，也可以對各設備直接進行控制和調節。監控服務器與現地監控觸摸屏通訊采用TCP/IP方式，利用UEMS軟件內部的接口協議進行快速的數據通訊。

（1）實時監控

在能源監控中心的監控計算機上對各子系統的工作流程畫面進行監視（圖3和圖4），可以清楚直觀的看到每個設備的當前運轉情況及相關參數是否在正常范圍內（圖5）。當發現設備工作不正常或者參數超出范圍時，可以通知現場工作人員進行處理，也可以在能源監控中心層直接對相關設備發出控制或調節指令讓設備以最優方式運行。

（2）監控數據實時和歷史變化曲線顯示

此外，該監控系統還有以下功能：實時報警；自動生成各種復雜報表；數據存儲；數據查詢；遠程控制；故障診斷與恢復；操作記錄查詢；系統冗余保障；操作權限管理。

3 數據處理軟件設計

針對能源中心采集存儲的數據，利用該軟件從歷史實時數據庫中讀取數據，進行相應的運算后，實現相應的報表、棒圖餅圖等分析形式，為能源管理提供依據。計量統計功能對熱源系統的投入量、轉換環節的轉換量、輸送分配環節的輸送分配量、用能環節的最終使用量進行分別統計匯總，支持各級管理人員準確和清晰地掌握整個系統的各區域的計量信息。能源統計分析按日、月、年統計指定介質（電、熱、水、氣等）的產生量、使用量，并可統計到工序。對統計結果，可根據能源介質類型、時間以及工序查詢統計結果，并可打印。統計結果支持趨勢、表格和柱狀圖方式顯示，如圖7。

地源熱泵能源遠程監控系統運行效果

地源熱泵系統集中控制的優勢主要有：高效、快捷、科學管理模式形成。在機房內我們可根據每個建筑物的耗能情況及時調整出水溫度、水泵循環速度；對出現異常情況能及時發出指令，迅速做出響應。科學而高效的管理為機房各類設備長期正常運行創造了良好的條件，同時還能延長設備壽命。原先四個機房每日值班人員多達8人，改造后只需要2人，一年可節省人工費18萬元。實行集中控制后由于能夠做到及時調整運行效率，在現有基礎上估計一年能降10%～15%運行費用，折合約20萬元左右。

遠程監控系統于2013年11月10日試運行，到11月15日地源熱泵系統供暖后正式運行。供暖初期系統設置35～37 ℃之間的出水溫度后，主機按照軟件指令自動運轉，當出水溫度達到設置溫度時機組停止運行；天氣轉冷時，將出水溫度設置在40～42 ℃之間運行；同時在每天不同時間段設置不一樣的出水溫度（根據早、中、晚、晴天、陰天等因素設置供暖溫度）。

運行期間，只需要在主機房內控制軟件，合理輸入溫度設置，同時能監控所有主機的運行工況。本單位月用電量下降12%，其中，遠程監控系統對節能作出了較大貢獻，節能效果顯著。

5 結語

天津港集裝箱物流中心地源熱泵遠程監控系統投入使用后其運行效果良好，該系統軟件和硬件安裝后只要通信保持暢通，就能持續正常工作。采用該系統可以運行過程中有效地加強對各機房內的溫度傳感器和泵站有等硬件設備的保護和檢查，保證地源熱泵系統能合理調節溫度，達到良好節能效果。

參考文獻

[1] 賈振航，姚偉，高紅.企業節能技術[M].北京：化學工業出版社，2009：77-87.

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