一、变频器远程监控应用背景
随着国家节能减排政策的不断加强和用户对降低能耗的需求不断提高,变频器市场正在以每年超过30%的速度快速增长。正因如此,大量变频器的安装使用,给变频器的生产商、代理商带来了安装调试及售后服务的问题。由于变频器本身技术含量高,使得它不像其他的低压电器那么操作简单,大量的变频器用户在变频器发生故障后,由于操作和使用人员不能直接排除故障,就需要变频器生产商、供应商提供技术支持和现场服务,来解决问题,整个服务周期长,成本高,还会造成用户停产损失。实际的情况是,大多数的变频器问题和故障是可以预先得知的,并且故障和问题的修复并不需要到现场处理解决。
数恩电气通过多年的努力,针对SN200T型变频器,开发了一套物联网监控系统,实现了变频器及电机数据的远程监控,解决了变频器的安装调试及售后服务问题。本文主要阐述使用工业级2G/3G/4G和路由器来实现变频器远程监控的应用方案。
二、变频器远程监控方案概述
变频器的通信串口具备状态查看和故障信息报警输出的功能,变频器厂商也会有配套的变频器串口监控软件。对于这种情况,实现数量较少(200个以下)的变频器的远程监控可以使用串口通功能(配合服务器)来实现,即插即用,使用非常简单。如果对于规模更大(大于200个)的变频器远程监控,可以采用自建服务器,并开发接口模式来实现,并提供服务器端软件和免费提供接口协议,客户只需要极小的开发,便可实现大规模的变频器远程监控应用。
SN200T变频器可以通过无线DTU/工业级无线路由器连接变频器,实现远程数据监控,搭建数据中心平台与变频器的桥梁,数据中心平台可以实时查看变频器的工作状态和故障信息,同时可以远程更改变频器工作频率,这种方式只针对变频器进行设备监控。系统结构如图1所示:
三、变频器+灌溉计费系统的远程监控
随着变频器技术的成熟和节能减排政策的推广,变频器在农业灌溉中大量应用,而农业发达地区一般地理位置相对比较偏远,所以变频器的维护和调试变得比较困难,另外,为了对水资源使用进行管理,灌溉用水计量设施是水采综合治理的重要设施,为了有效实现对水资源的监测、预报和管理提供手段,提升水资源、水环境动态监测能力。制定行业、乡镇、村、农户用水计划,实现农户IC卡用水、水量分配、水权交易,对机井取水量进行日、月、年取水量统计,分析用水总量、灌溉水利用率以及节水、增粮效益。针对项目区种植作物所处生长周期,依据土壤成份、大棚内土壤墒情、气象环境等因素,建立作物最优需水量模型,根据各个水源水泵取水能力,计算相应水泵开启时间,据此下达水泵启停指令,控制水泵的运行,实现科学灌溉和灌溉自动化。
为了实现这些功能,上海数恩电气开发了SN200T型变频器,可以实现远程计费和远程数据采集功能,实现对农业灌溉系统的计费和远程监控,系统结构如图2所示。
3.1 系统结构
A、 变频水泵调速系统
B、 IC计费系统
C、 GPRS远程监控系统
D 、后台数据中心
3.2、变频水泵:
采用变频调速系统比传统的调速系统,可以节能20%以上,所变频调速系统在风机、水泵的控制中得到大规模的推广应用。
3.3、计费系统:
采用预充值ic卡计费系统,自主开发一套ic卡的读卡系统,通过RS485和变频器连接,控制变频器的运行和停止。系统采用按时收费的方案,读卡器定时读写ic卡的余额,当ic卡的余额小于一定值时,系统会通过GPRS发出提示信息,提醒用户及时充值,当ic卡的余额等于0时,变频器停止工作。
3.4、GPRS远程监控系统:
变频控制应用通常是本地控制,但对于无人值守的站点,一旦出现问题需要人为干预时,必须要采用远程无线监控方案,所以系统采用GPRS系统,来监控变频器的运行状态,控制变频器的运行和停止,对变频器的参数进行读写操作,传输IC卡计费数据,对IC卡参数进行读写操作。
3.5、后台数据中心:
实现整个管网系统各监控点状态数据的采集和处理,通过系统中集成的强大软逻辑功能,可对所有数据执行高级算法处理,将结果值发回现场或发送给第三方系统或数据库,以实现数据的充分共享。
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