0前言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保越來(lái)越受人們關(guān)注，太陽(yáng)能熱利用是節(jié)能環(huán)保的重要組成部分，合理有效的管理和應(yīng)用好太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)又是實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的重要方法。我國(guó)太陽(yáng)能集熱器年產(chǎn)量已達(dá)5800萬(wàn)㎡，已居世界首位，相應(yīng)控制技術(shù)的需求量越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高。將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)程監(jiān)控，在網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)高效、方便管理和智能控制，制造商和工程安裝商在公司總部就能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制，這是光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。
1 傳統(tǒng)控制不足之處
1.系統(tǒng)多為單機(jī)控制，工程安裝好以后，無(wú)法知道整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況；
2.控制調(diào)節(jié)如開(kāi)、關(guān)、設(shè)置參數(shù)等需要到現(xiàn)場(chǎng)才能進(jìn)行；
3.即時(shí)參數(shù)需到現(xiàn)場(chǎng)在才能知道，如溫度、水位等參數(shù)；
4.無(wú)運(yùn)行記錄；
5.出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)法定位故障出現(xiàn)在什么地方，無(wú)論什么情況都需要人到現(xiàn)場(chǎng)解決。
2 太陽(yáng)能遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)概述
1.太陽(yáng)能工程現(xiàn)場(chǎng)安裝控制元器件、主板，通過(guò)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)連接客戶端、總部電腦主機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作；
2.通過(guò)運(yùn)行記錄（表格形式），根據(jù)每個(gè)時(shí)段的太陽(yáng)輻照強(qiáng)度、水溫、水位、用水情況作出合理調(diào)節(jié)；
3.系統(tǒng)出現(xiàn)故障，什么時(shí)候出故障，出什么故障，有歷史記錄可查。在很多時(shí)候電話就可以解決，無(wú)需派人到客戶端解決，統(tǒng)一管理，降低售后服務(wù)成本，提高售后服務(wù)水平；
4.異地集中統(tǒng)一管理，提高競(jìng)爭(zhēng)力；
5.實(shí)時(shí)監(jiān)控，隨時(shí)了解各個(gè)工程的設(shè)備運(yùn)行情況；
6.控制系統(tǒng)的歷史記錄，為改進(jìn)提供數(shù)據(jù)，通過(guò)分析每個(gè)時(shí)段的水溫、太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度，用水情況，遠(yuǎn)程設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，以提高系統(tǒng)的節(jié)能效果；
7.全自動(dòng)智能控制；
8.一地或多地實(shí)現(xiàn)大屏幕中文顯示，通俗易懂，操作簡(jiǎn)單。
3 局域網(wǎng)控制（見(jiàn)圖1）
4 廣域網(wǎng)控制（見(jiàn)圖2）
圖2廣域網(wǎng)控制
5 管理主界面（見(jiàn)圖3）
圖3管理主界面
6 運(yùn)行界面（見(jiàn)圖4）
圖4運(yùn)行界面
7 參數(shù)設(shè)置界面（見(jiàn)圖5）
圖5參數(shù)設(shè)置界面
8 系統(tǒng)信息界面（見(jiàn)圖6）
圖6 系統(tǒng)信息界面
9 現(xiàn)場(chǎng)控制箱及主板（見(jiàn)圖7）
圖7現(xiàn)場(chǎng)控制箱主板
10 控制主板核心技術(shù)
10.1使用條件
1.運(yùn)行電壓及頻率：AC220V±10%，50Hz；
2.運(yùn)行環(huán)境溫度：-15～80℃；
3.儲(chǔ)存溫度：-30～80℃；
4.濕度要求：0～95%RH ；
5.輸出電流：每路≤1A ；
6.溫度控制精度：±1℃。
10.2主控板模擬溫度量輸入一
1.集熱器溫度；
2.恒溫水箱溫度；
3.加熱水箱溫度；
4.回水溫度。
10.3主控板開(kāi)關(guān)量輸入二
1.恒溫水箱低水位；
2.恒溫水箱中水位；
3.恒溫水箱高水位；
4.加熱水箱低水位；
5.加熱水箱高水位；
6.太陽(yáng)能循環(huán)泵保護(hù)；
7.回水泵保護(hù)。
10.4主控板輸出（設(shè)備）
1.循環(huán)泵
2.回水泵
3.輔熱設(shè)備
10.5循環(huán)泵運(yùn)行
可以選擇只開(kāi)1臺(tái)循環(huán)泵，T1為集熱器溫度，T2為恒溫水箱溫度，TA=T1－T2，TB=溫差上限設(shè)定值，TC=溫差下限設(shè)定值。
循環(huán)泵啟動(dòng)條件：加熱水箱水位非缺水，TA≥TB時(shí)，循環(huán)泵啟動(dòng)。
循環(huán)泵關(guān)閉條件：TA＜TC時(shí)；加熱水箱缺水。
滿足以上任一條件時(shí)，關(guān)閉循環(huán)泵。
10.6回水泵運(yùn)行
在回水閥工作時(shí)間段內(nèi)，按以下方式控制：每個(gè)工作時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)回水溫度上限和一個(gè)回水溫度下限。
回水溫度＜回水溫度下限時(shí)，啟動(dòng)回水泵。
回水溫度＞回水溫度上限時(shí)，關(guān)閉回水泵。
10.7輔熱（如空氣源熱泵）控制
在太陽(yáng)能系統(tǒng)優(yōu)先時(shí)間短內(nèi)（時(shí)間可調(diào)），恒溫水箱溫度<設(shè)置恒溫水箱設(shè)置溫度（設(shè)置回差）循環(huán)泵持續(xù)N分鐘（持續(xù)時(shí)間可調(diào)）不工作，同時(shí)恒溫水箱水位不缺水時(shí)，啟動(dòng)空氣源熱泵。
恒溫水箱溫度>恒溫水箱設(shè)置溫度，或者循環(huán)泵已經(jīng)工作持續(xù)15s，或者恒溫水箱缺水，滿足以上任一條件，關(guān)閉空氣源熱泵。
10.8系統(tǒng)保護(hù)功能（報(bào)警時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)）
10.8.1供水泵保護(hù)：供水泵啟動(dòng)6秒后檢測(cè)加壓泵保護(hù)開(kāi)關(guān)，連續(xù)閉合3秒，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，關(guān)閉相應(yīng)的加壓泵，同時(shí)顯示告警。（告警處理）
10.8.2循環(huán)泵保護(hù)：循環(huán)泵啟動(dòng)6s后檢測(cè)循環(huán)泵保護(hù)開(kāi)關(guān)，連續(xù)閉合3s，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，關(guān)閉循環(huán)泵，同時(shí)顯示告警。（告警處理）
10.8.3回水泵保護(hù)：混水泵啟動(dòng)6s后檢測(cè)混水泵保護(hù)開(kāi)關(guān)，連續(xù)閉合3s，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，關(guān)閉相應(yīng)的回水泵，同時(shí)顯示告警。（告警處理）
11 控制主板設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖8）
圖8控制主板設(shè)計(jì)
12 遠(yuǎn)程監(jiān)控在實(shí)際工程中的運(yùn)用
12.1利用寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控中心，即可監(jiān)視多棟宿舍樓的熱水運(yùn)行情況，也可以連接到公司辦公樓的監(jiān)控中心一起管理，可以使管理員不需逐個(gè)檢查， 而只需通過(guò)電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控，即可了解整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。在處理故障和檢修時(shí)不影響正常供熱水，保證熱水的正常供應(yīng)。它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)智能控制、中心監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄等重要功能，為設(shè)備群的穩(wěn)定運(yùn)行及連續(xù)服務(wù)提供有力的保障。
12.2 監(jiān)控中心主要作用：實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)智能控制、中心監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警、運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄等，采用寬帶網(wǎng)作為通信平臺(tái)。
12.3監(jiān)控中心配備電腦及寬帶網(wǎng)的接入設(shè)備。在專(zhuān)用控制軟件的支持下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、記錄及超限警告、報(bào)警的功能。監(jiān)控中心可同時(shí)監(jiān)控整個(gè)住宅樓熱水設(shè)備的運(yùn)行。
12.4 采集的數(shù)據(jù)
1.各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度值； 2. 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位； 3.各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水流情況；
4.熱泵的啟、停情況； 5.各水泵的啟停情況。
12.5系統(tǒng)功能
12.5.1系統(tǒng)部件所有工作狀態(tài)參數(shù)的顯示、保存及查詢。系統(tǒng)部件的告警信息的顯示、保存及查詢、統(tǒng)計(jì)（按時(shí)間、報(bào)警級(jí)別及機(jī)組查詢）。
12.5.2電腦輪巡數(shù)據(jù)保存間隔為10~30min（故障除外，全部保存）；熱泵和太陽(yáng)能系統(tǒng)主要部件工作參數(shù)可由監(jiān)控軟件中高級(jí)管理員設(shè)置。比如：水溫、時(shí)間、液位等。
12.5.3電腦可以讀取和同步所有樓的熱泵控制系統(tǒng)的時(shí)間。
12.5.4 故障報(bào)警，故障分為幾個(gè)級(jí)別，重要的告警信息列表一直顯示并聲音提示直到被處理或告警消除。系統(tǒng)記錄告警時(shí)間和處理時(shí)間及處理方法、處理人員、告警解除時(shí)間等以備查詢（重要告警可不刪除），非重要告警不會(huì)掩蓋重要告警。
12.5.5 對(duì)每棟樓進(jìn)行用電、用水的日、月、年統(tǒng)計(jì)，并能進(jìn)行每天每周每月人均用電、用水等的計(jì)算及每棟樓單位熱水 、耗電量等效益分析及比較，并能用圖直觀顯示。
12.5.6 系統(tǒng)軟件具有中英文雙語(yǔ)版，中英文任意切換。
12.5.7 值班人員交接班記錄管理及權(quán)限管理，角色分三級(jí)：系統(tǒng)管理人員、操作員（值班員）、領(lǐng)導(dǎo)。
12.5.8 以上各種查詢及圖表等能打印出報(bào)表和導(dǎo)出到EXCEL文件。
12.5.9 數(shù)據(jù)庫(kù)可采用本地單機(jī)版數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)可保存和備份（導(dǎo)入和導(dǎo)出）。
12.5.10個(gè)別樓的熱泵系統(tǒng)故障或網(wǎng)絡(luò)故障不影響電腦監(jiān)控軟件的操作和運(yùn)行監(jiān)控。
12.6硬件設(shè)備一
太陽(yáng)能集熱器、預(yù)熱水箱、恒溫水箱、空氣源熱泵、兩套太陽(yáng)能循環(huán)控制裝置（一備一用）、一套補(bǔ)冷水裝置、一套熱泵內(nèi)循環(huán)裝置、兩套熱水加壓裝置、一套回水裝置、兩套供水裝置。
12.7硬件設(shè)備二
溫差探頭、監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度探頭、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位探頭、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水流量計(jì)。
12.8硬件設(shè)備三
溫差探頭、監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度探頭、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位探頭、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水流量計(jì)、遠(yuǎn)傳水表；屋面控制箱；控制線纜。
12.9硬件設(shè)備四
物業(yè)管理中心控制電腦、顯示屏。
12.10軟件設(shè)備
太陽(yáng)能熱水監(jiān)控系統(tǒng)軟件。
12.11太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)控制原理（見(jiàn)圖9）
12.12監(jiān)控系統(tǒng)主控制界面（見(jiàn)圖10）
圖10 監(jiān)控系統(tǒng)主控制界面
12.13監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)實(shí)際界面(見(jiàn)圖11)
圖11監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)實(shí)際界面
12.14實(shí)際電腦控制界面（見(jiàn)圖12）
圖12 實(shí)際電腦控制界面
12.15屋面太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)（見(jiàn)圖13)
圖13屋面太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)
13 結(jié)語(yǔ)
太陽(yáng)能工程系統(tǒng)分為主體設(shè)備系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，三者均需注重質(zhì)量，協(xié)調(diào)發(fā)展，創(chuàng)新遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，是未來(lái)行業(yè)發(fā)展的大方向。
