使用GPRS網(wǎng)絡(luò )基礎設施的熱能與CO2的密閉傳輸系統 

    溫室效應導致地球變暖，并帶來(lái)全球性的環(huán)境威脅。為了減少二氧化碳與其他溫室氣體的排放，許多國家都批準了《京都議定書(shū)》，這是一項關(guān)于氣候變化的國際條約，旨在通過(guò)削減溫室氣體排放量遏制全球氣候變暖。為了完成這項任務(wù)，荷蘭經(jīng)濟事務(wù)部首倡在2010年之前減少6%左右的COx排放量。而發(fā)啟之一就是ENECO Energie，一家總部位于荷蘭的能源供應商。10年前，ENECO Energie公司建立了一套管線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，將其中一個(gè)電廠(chǎng)的熱能與二氧化碳分配至溫室。隨著(zhù)時(shí)間的推移，連接各個(gè)溫室與位于鹿特丹的主控室的密閉傳輸系統變得陳舊過(guò)時(shí)，不再適用于當前環(huán)境。采用租用電話(huà)線(xiàn)與光纖連接器的通信經(jīng)常中斷，而更換部件目前市場(chǎng)上也已不再提供。于是公司把目光投向了橫河電機及其STARDOM和FAST/TOOLS解決方案來(lái)更新網(wǎng)絡(luò )密閉傳輸系統，并改善其效率。

預期收益

     - 借助于GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的安全且性?xún)r(jià)比高的遠程通信

     - 與現有的組件完全兼容

     - 借助互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現基于網(wǎng)絡(luò )的全功能維護以及信息查看

     - 簽訂為期10年的服務(wù)協(xié)議，確保長(cháng)期的售后服務(wù)  

客戶(hù)概況  

    ENECO Energie是荷蘭的三大能源供應商之一。公司在交通運輸、供電、供氣和供熱以及一些相關(guān)服務(wù)如計量、安裝與貨品計價(jià)領(lǐng)域，為共計200萬(wàn)家商業(yè)與家庭客戶(hù)提供全方位的服務(wù)。

過(guò)程概述

    位于荷蘭Capelle a/d IJssel地區的ROCA發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)燃燒煤氣發(fā)電。這種發(fā)電過(guò)程會(huì )產(chǎn)生熱能和二氧化碳，對園藝來(lái)說(shuō)這些排放物不可或缺并具有很高的價(jià)值。為了充分利用這一資源，ENECO Energie建立了一套熱能與二氧化碳管道網(wǎng)絡(luò )，將該電廠(chǎng)與Bleiswijk地區的138個(gè)農圃的各個(gè)溫室相連。為了控制熱能與二氧化碳的傳輸質(zhì)量，在每個(gè)溫室中安裝了一個(gè)控制器。

方案描述 

 
系統配置 

    在對幾家供應商進(jìn)行信息評估之后，ENECO Energie選擇了橫河電機的提案，更換原有的熱能與二氧化碳密閉傳輸系統。

    現場(chǎng)控制器 

    STARDOM FCN自主控制器安裝在現場(chǎng)原有的機柜中，以調節二氧化碳，并通過(guò)換熱器來(lái)調節熱能（溫度和供應）。所有原有的現場(chǎng)設備都要與FCN重新連接并繼續使用。Serial ASCII和MODBUS RTU協(xié)議用于同設備的通訊，程序組織單元（POU）庫用于存儲于FCN中的MODBUS協(xié)議。

現場(chǎng)FCN 

    主控室的SCADA 

    數據采集與控制功能由主控室中的FAST/TOOLS進(jìn)行操作。

SCADA窗口

    通信方式

    全球移動(dòng)通信系統（GSM）最早應用于移動(dòng)技術(shù)，如今用于多個(gè)行業(yè)中的數據交換。通信分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（GPRS）是GSM的擴展，支持分組數據傳輸。GPRS的優(yōu)勢在于設備總是在線(xiàn)且按數據流量計費。這樣就確保了相對高速而又低成本的穩定的無(wú)線(xiàn)通信。但是，在使用這項技術(shù)時(shí)，有幾個(gè)問(wèn)題必須首先得到解決：
  
    1. PPP協(xié)議

    為了能撥號接入，與GPRS調制解調器連接的設備必須通過(guò)電話(huà)線(xiàn)建立點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議（PPP）連接。STADOM控制器的JAVA功能采用PC架構，使PPP連接得以建立。
  
    2. IP地址獲取

    當建立了連接之后，一個(gè)設備基于IP地址與另一個(gè)設備進(jìn)行通信。因此需要IP地址來(lái)驗證每臺設備。通過(guò)使用固定IP業(yè)務(wù)即可解決這一問(wèn)題，但花費不菲。為了解決這個(gè)問(wèn)題，每臺控制器發(fā)送業(yè)務(wù)提供商分配的動(dòng)態(tài)IP地址信息至SCADA系統，該系統擁有一個(gè)固定的IP地址。通過(guò)采用這種機制，各STARDOM控制器便無(wú)需固定IP地址，從而將總費用保持在一個(gè)較低水平上。
  
    3. 網(wǎng)絡(luò )故障

    無(wú)線(xiàn)密閉傳輸系統必須能在網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障時(shí)確保安全。SCADA系統持續采集所有的傳輸流量數據，這些數據同樣通過(guò)控制器進(jìn)行備份。在網(wǎng)絡(luò )故障恢復時(shí)，SCADA加載控制器中備份的數據。
  
    4. 異常報告

    因為GPRS的通信資費根據數據流量確定，所以從SCADA側截取的常數數據并不適用。為了降低通信資費，系統借助異常通信方式報告，在這種方式中，數據只有改變時(shí)才從控制器側發(fā)送。

    現場(chǎng)的本地人機接口（HMI）

    本地服務(wù)人員通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)站點(diǎn)就能在現場(chǎng)查看維護信息。維護人員僅需使用網(wǎng)絡(luò )瀏覽器，而不無(wú)需為維護安裝其他軟件。 

IE上的維護窗口 

    網(wǎng)站 

    FAST/TOOLS軟件包從主控室進(jìn)行數據采集與控制，以基于網(wǎng)絡(luò )實(shí)施為特色，可以使用標準的瀏覽器作為控制系統接口。FAST/TOOLS還提供了ENECO網(wǎng)站的鏈接。各農圃可以登錄該網(wǎng)站在線(xiàn)訂購熱能與二氧化碳，以及查看與他們自己的輸送站機能相關(guān)的各項重要參數。

結 論 

    通過(guò)使用標準的GPRS協(xié)議，橫河電機確保高度可靠的熱能與二氧化碳傳輸系統?；诰W(wǎng)絡(luò )專(zhuān)有技術(shù)的使用確保了菜農也能在線(xiàn)訂購熱能、二氧化碳并在線(xiàn)瀏覽信息，從而減少了他們的工作量，并降低了在各個(gè)現場(chǎng)安裝專(zhuān)用軟件的成本?？偠灾?，獲得如下好處：

     - 通過(guò)使用標準的GPRS網(wǎng)絡(luò )協(xié)議降低初始安裝與運行成本

     - 通過(guò)使新系統適應原有組件降低了初始安裝成本

     - 通過(guò)在控制器上嵌入可重復使用的應用軟件可進(jìn)行低成本擴展