對空調系統遠程監控平臺的建設分析

張新昌+++鄒勝文+++王杰+++丁愛國+++沈夢圓

摘 要：我國工業自動化程度不斷提高，信息化程度也越來越發達，但是目前我國工程項目上仍然存在自動化與信息化沒能很好融合的問題。二十一世紀，隨著勞動力成本的不斷提升，建立以信息化為核心的遠程監控平臺日益能夠凸顯其價值。文章在常用工控軟件的基礎上結合ODBC數據源、數據庫技術以及WEB技術開發一套完整地針對空調系統遠程監控系統，并成功應用于工程。

關鍵詞：空調系統；遠程監測；關鍵技術；系統硬件設計

引言

就目前空調系統工程而言，工程施工完成以后除現場的控制系統外很少有企業能夠實現對于其已實施項目整個系統的遠程監控，對于工程實際運行過程中有無按照設計的最優節能工況運行，并不能實時監控，這種情況對于節能服務公司與用能方之間采用能源合同管理方式合作，空調系統運行方式直接關系到雙方收益的影響更加凸顯。

1 系統框架分析

為了使系統具有充分的靈活性和可擴展性，建設本系統時采用了“層”的基本思想，將系統劃分為三個層次，在對每一個層次進行設計時，側重點各有不同。每層各自完成一定的功能且每層內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，本系統大致分為數據層、應用服務組件層、應用層。

數據層主要包含兩部分，分別是現場上位機與數據庫之間通過ODBC數據源的數據傳輸以及數據庫內部的分類、存儲。

應用服務組件層為應用層提供了空調系統遠程監測相關的基礎組件，是在數據層的基礎之上開發的通用功能的集合，其主要包含參數設置、設備故障及查詢、節約額計算以及查詢、系統用戶管理、歷史數據查詢等功能模塊。

2 采用關鍵技術

2.1 ODBC數據源

ODBC是微軟公司開放服務結構中有關數據庫的一個組成部分，它提供了一組對數據庫訪問的標準的API，通過此APIODBC可以以統一的方式處理Access、SQL、Oracle等數據庫，為工業組態控制平臺向異地數據庫傳輸工程現場數據提供便捷接口。

2.2 數據庫應用技術

采用SQLServer2008R2數據庫管理軟件，其安全性高：公司可以以高安全性、可靠性和可擴展性來運行最關鍵的應用程序；其性能高：降低公司開發與管理數據基礎設施的成本與時間；其智能化程度高：提供全面的數據監測平臺，可根據自身需求讓其發送數據信息。該數據庫可以與同是微軟產品的Windows系統實現無縫對接，并且對常用的C/C++、C#等編程語言具有很好的兼容性。

2.3 WEB技術

WEB在網頁設計中被稱為網頁，其具體表現為三種形式，即超文本、超媒體、超文本傳輸協議。其是互聯網應用技術的總稱，一般包括服務端技術與客戶端技術。其客戶端技術一般用于展示信息內容，其主要技術包括HTML、CSS、js等；服務器端一般用于構建數據存儲的服務器，其主要技術包括ASP、ASP.NET等。

2.4 層級管理

層級管理實際上是將一個復雜的系統按照功能或者結構將監控功能分屬于不同的層級去管理，各級完成其上級指派的任務，并將反饋信息發送給上一級管理。層級管理是由最高級決策執行相關事件，對各層級信息進行匯總統計處理，使各層級之間工作相互協調。在空調系統遠程監測平臺中角色權限的設置是該思想最直觀的體現。

3 系統硬件設計

系統硬件設計主要包含傳感器設計與網關設計。傳感器節點具有數據采集、處理、中轉以及打包上傳等功能。空調系統遠程監控平臺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；能量計可采用艾科AK-C03P系列。

網關設計是實現現場工業控制平臺向異地服務器數據庫數據傳輸的橋梁，且可設計成支持多種接入方式，例如以太網、3G/4G無線網絡等等。在本遠程監控平臺中有線與無線接入方式可自由選擇。

4 工程實例

武漢華燦光電有限公司水蓄冷空調工程已成功使用此套遠程監控平臺，其思路為：通過項目現場上位機組態軟件中集成的數據庫函數（連接數據庫函數；數據插入函數；數據庫斷開鏈接函數）以及網關設計由ODBC數據源接口將設備狀態、故障、運行、以及系統的壓力、溫度、流量等信息傳輸至異地服務器上數據庫中，之后通過WEB前端以及服務器端的設計，實現數據前端化，再由IIS網絡發布，實現工程的異地監控。

平臺的首頁為空調系統管道圖，其中各設備的運行狀態以及管道上各溫度、壓力、流量傳感器的數值均實時展示。

平臺的參數監測功能模塊頁，可根據時間以及實際需求靈活選擇可監控的參數，實時可滾動監測與定時監測相結合，有完善的參數曲線繪制功能并可提供功能強大的數據對比功能。

平臺的設備故障及查詢功能模塊頁，實時追蹤設備故障情況，故障一旦發生，監控平臺可通過多種手段，例如短信、郵件、電話等將故障設備以及故障可能類別發送給相關責任人，故障信息實時存入數據庫，后續可根據時間或類型查詢設備歷史故障情況。

平臺的節約額計算以及查詢功能模塊頁，此功能模塊主要是針對于能源合同管理項目，業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。

平臺的歷史數據查詢功能模塊頁，可提供歷史數據的查詢與下載，此項目的數據類型主要包括：設備運行狀態、設備故障狀態、主機運行參數、PLC電量數據、OPC電量數據以及溫度，壓力，流量等數據信息。

平臺的系統及用戶管理功能模塊頁，主要是系統使用人員的管理，主要包括人員的增、刪、查、改以及人員的權限設置。

5 結束語

總之，基于工業控制平臺、ODBC數據源、數據庫以及WEB技術的空調系統遠程監控平臺已在工程項目中投入使用，并且取得良好的效果。遠程監控平臺可以給設備維護人員帶來極大的便利，具有很大的工程實用價值，對于推動我國工程項目信息化有一定的意義。