基于物联网的冷却塔监控系统设计与实现文献综述

 2023-08-15 17:23:27
  1. 文献综述(或调研报告):

冷却塔是循环冷却系统的末端冷却装置,亦是重要组成部分,其性能好坏直接影响整个冷却系统的效率。冷却塔安装环境较为恶劣,且缺乏便捷的监控手段,运行人员无法对其进行有效监管,因此实现冷却塔的实时与远程监控具有重要意义。近年来,得益于网络化测控技术的快速发展,冷却塔监控技术也日渐成熟。天津科技大学施晓宽等采用PLC 控制器实现冷却塔风机的实时监控,其远程监控通过工业以太网实现。该研究重点在于风机故障远程监测,不涉及性能监控⑵。华南理工大学刘文浩等设计了冷却塔热力性能监控系统与远程监控平台,该监控系统通过监控装置采集现场各类参数,与计算机连接后通过Internet 或3G 模块与网络服务器建立连接,从而实现冷却塔的实时监测与远程监控。但该系统在实际布设中灵活性差、监控成本较高,且没有实现冷却塔的组网化集中管理⑴。广东新菱空调科技有限公司江伟冲、黄祖健和新菱空调(佛冈)有限公司谭小卫、邓伟军研究了基于LoRa技术的冷却塔自组网远程监控系统,该系统能对冷却塔参数实现准确采集,并采用低功耗的LoRa无线通信模块实现监控节点的自组网及其监控数据的远距离无线传输。该系统解决了冷却塔的组网化集中管理需求⑶。江苏联合职业技术学院南京分院,江苏南京钱蕾根据某实际工程设计了基于冷机群控的空调冷源监控系统,分析了冷源系统的不同工况控制需求、设备监控方案和控制策略,给出了合理的设备联锁启停逻辑。该系统采集和输出各类信号,自动控制多个冷水机组的装载和卸载,并联锁相关的冷冻水泵,冷却水泵和冷却塔。冷组控制系统中的监控计算机为管理员提供图形操作界面,可以在操作界面上监控这些设备的各种重要参数。并且通过了解设备的运行状态,设置或修改各种运行参数⑷。广州至正检测技术有限公司廖炜森和新菱空调(佛冈)有限公司邓伟军、 徐光煌、谭小卫为满足冷却塔实时化、远程移动监控的需要,设计一款基于 NB-IoT 和微信小程序的冷却塔远程移动监控系统。该系统首先通过监控节点实时采集冷却塔运行的 3 大参数,通过 NB-IoT 以数据帧的形式传输至核心网,并转发至用户服务器;然后用户服务器的侦听程序将数据解帧后存入数据库;最后由网页接口程序读取数据库中的数据并在微信小程序中显示,微信小程序完成参数设置后回发到监控节点,实现风机、水泵的控制。该系统可实现冷却塔远程移动管理及故障报警,在提高使用便捷性的同时降低了监控成本。基于 NB-IoT 和微信小程序的冷却塔远程移动监控系统操作便捷,能有效提高工作效率,减少监控人力物力,具有较好的应用前景⑸。天津科技大学李瑞自主设计了基于PLC技术的冷却塔风机状态监测系统,对风机重要传动部件进行实时监测,经特定系统对相关数据的分析处理并作出应答,在部件失效前进行报警停机,通知相关工作人员进行维修,保证生产的连续性与故障反应速率。该系统据冷却塔风机各部件的运行与控制特点,有针对性的提出各自状态检测原理与方法,并对分散信号综合分析,实现冷却塔风机运行状态的智能控制与故障预警。但未进一步探究通讯协议的具体内容,未能对通讯协议进行改良,也未编制封装具体功能模块,进一步便捷系统的设计以及后续安装⑹。合肥工业大学王力军,张虎,鲍文慧,于连栋设计的真空污水处理智能监测及控制系统包含真空站监控模块、真空井监控模块以及电脑端监控软件,利用 STM32 单片机、 485 通信、网络通信以及 C 上位机软件开发等关键技术, 基本实现了对整个真空污水收集处理系统的远程监测和控制功能,满足合作单位的要求。 目前,该监控系统已经在黄山拓达科技有限公司的多个真空污水收集处理项目中投入使用,实现了远程监测和控制的功能,具有重要的实际意义⑺。湖北富鸿达工程设备有限公司葛少儒整合手机(PDA)、GSM远端无线通信与PLC控制系统且将其应用于自动售货机系统管理与监控,也可扩展至无人自动化便

利商店开发与管理⑻。P.J. Grobbelaar;H.C.R. Reuter;T.P. Bertrand利用CFD模拟自然通风湿式冷却塔在各向同性和各向异性两种情况下的性能,得到了两种情况下的默克尔数和传递特性之间的差异⑼。南京航空航天大学航空宇航学院王浩、柯世堂实测了后临界湍流区间内多个旋转薄壳结构的风振响应,分析了实际雷诺数条件下结构响应的时域和频域演化特性,在此基础上,系统研究了结构响应的共振效应和阻尼作用机制,主要涉及现场实测、信号处理、数理统计、演化谱估计、极值计算和模态识别等内容⑽。V. N. Sharifullin, A. I. Badriev研究了水汽非均匀分布情况下烟囱式冷却塔的气动特性。主要受四个因素影响,即大气和冷却水的温度下降,水动力阻力系数⑾。

参考文献:

[1] 刘文浩. 基于CFD逆流湿式冷却塔热力性能监控系统与远程监控平台[D]. 2016.

[2] 施晓宽.大型冷却塔风机远程监控及节能控制系统研究[D].天津:天津科技大学,2013.

[3] 江伟冲, 黄祖健, 谭小卫, et al. Cooling Tower Self-Organized Network Remote Monitoring System Based on LoRa Technology%基于LoRa技术的冷却塔自组网远程监控系统[J]. 自动化与信息工程, 2019, 040(003):16-19,26.

[4] 钱蕾. 基于冷机群控的空调冷源监控系统设计

[5] 廖炜森, 邓伟军, 徐光煌, et al. Cooling Tower Remote Mobile Monitoring System Based on NB-IoT and WeChat Mini Program%基于NB-IoT和微信小程序的冷却塔远程移动监控系统[J]. 自动化与信息工程, 2019, 040(004):1-4.

[6] 李瑞. 冷却塔风机PLC监控预警系统并入DCS技术研究[D]. 2019.

[7]王力军,张虎,鲍文慧,于连栋.真空污水处理智能监控系统设计[J].自动化与仪表,2018,33(03):14-17.

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