江蘇長豐牧業(yè)有限公司-物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺案例

1 概述

江蘇長豐牧業(yè)有限公司是 江蘇射陽縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重點畜牧龍頭企業(yè)，該公司自成立以來不斷發(fā)展壯大：目前生豬養(yǎng)殖基地300畝，年出欄量10萬頭，年銷售1.5億元.

2008年，投入1000萬元籌建了第一個500頭能繁母豬的生豬養(yǎng)殖場--東豐畜牧有限公司，公司占地面積60畝，年出欄1萬余頭商品豬，東豐公司的成功為長豐牧業(yè)的成立打下了基礎(chǔ)。

2014年，新成立了江蘇長豐牧業(yè)有限公司，公司占地面積為250畝，分為兩期投產(chǎn)。在一期工程中共投資6000萬元，建設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)的1500頭能繁母豬的生豬養(yǎng)殖場。2016年初，一期工程開始滿負(fù)荷生產(chǎn)，至此長豐牧業(yè)下轄東豐場和長豐場兩個養(yǎng)殖場，基礎(chǔ)母豬共2000頭，達(dá)到年出欄商品豬5萬頭的能力。

2016年秋長豐二期工程開始興建，二期工程投入資金6000萬元，設(shè)計規(guī)模為2000頭能繁母豬的生豬養(yǎng)殖場，2017年6月份全面投入生產(chǎn)，因此長豐牧業(yè)下轄東豐場、長豐一場、長豐二場三個豬場，基礎(chǔ)母豬共4000頭達(dá)到年出欄商品豬10萬頭的能力。
2017年和國內(nèi)著名集團(tuán)公司合作成立了射陽鑫源畜牧有限公司，目前射陽鑫源畜牧有限公司正在建設(shè)中， 鑫源公司設(shè)計為2400頭能繁母豬場，專門為合作的集團(tuán)公司提供苗豬實行聯(lián)營。

長豐牧業(yè)場內(nèi)環(huán)境優(yōu)美布局合理，高標(biāo)準(zhǔn)的大型環(huán)保工程、豬舍自動化程度高、生活娛樂設(shè)施完備、健身場地充裕、健身項目多樣、每個員工宿舍設(shè)有單獨的衛(wèi)生間及洗浴設(shè)施和空調(diào)、整個生活區(qū)高速無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

宗旨：想豬所想，快樂養(yǎng)豬 ，養(yǎng)快樂的豬

座右銘——態(tài)度謙遜、勤奮好學(xué)、堅決執(zhí)行、勇于創(chuàng)新

團(tuán)隊——目標(biāo)統(tǒng)一、相互監(jiān)督、精誠協(xié)作、超越自我

生產(chǎn)理念：綠色環(huán)保、循環(huán)利用、持續(xù)發(fā)展、家庭氛圍

作為一個有社會責(zé)任感的企業(yè)長豐牧業(yè)已經(jīng)前期投入大量資金用于糞污綜合利用項目，新建大量生產(chǎn)車間、購買大量先進(jìn)設(shè)備擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，造福人類，回饋社會。 

1.1物聯(lián)網(wǎng)平臺概念引入

物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）概念于1999年提出是將所有物品通過各種信息傳感設(shè)備，入射頻識別裝置，基于光聲電磁的傳感器、3S技術(shù)、激光掃描器等各類裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理、并通過操作終端，實現(xiàn)智能化識別和管理。

物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控(The Internet of thingsmonitoring)它是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)，主要由前端采集設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控運營平臺三塊組成。實現(xiàn)監(jiān)控領(lǐng)域(圖像、視頻、安全、調(diào)度)等相關(guān)方面的應(yīng)用，通過視頻、聲音監(jiān)控以其直觀、準(zhǔn)確、及時和信息內(nèi)容，以實現(xiàn)物以物之間聯(lián)動反應(yīng)；

近年來，隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)涉及農(nóng)、林、牧、副、漁及農(nóng)產(chǎn)品加工、運輸與疏通等多個領(lǐng)域。其中以設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展最為迅速，這是因為設(shè)施農(nóng)業(yè)是在認(rèn)為可控的環(huán)境下進(jìn)行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更有利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮其精確高效的特性，因此設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣應(yīng)用成效最為顯著，情景十分廣闊。

所謂農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，具體有畜牧的養(yǎng)殖、農(nóng)作物的生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)營、設(shè)施管理和信息服務(wù)等，它利用各類傳感器、各類單機自動控制設(shè)備、各類配電系統(tǒng)等通過無線網(wǎng)路、有線網(wǎng)絡(luò)、移動聯(lián)通通信無線網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)傳輸，在智能化操作終端顯示，智能云平臺大數(shù)據(jù)管理和存儲分析、將需要的數(shù)據(jù)隨時可以從云服務(wù)器查找，解決生產(chǎn)管理的盲區(qū)，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全程過程監(jiān)控，以利于工廠高層進(jìn)行制定科學(xué)的決策方案，為科學(xué)養(yǎng)殖提供助力。

1.2企業(yè)設(shè)備現(xiàn)狀

江蘇長豐牧業(yè)有限公司目前公司自動化程度比較高，有自動喂料系統(tǒng)，有自動污水處理系統(tǒng)、動力配電系統(tǒng)和通風(fēng)暖通控制系統(tǒng)等等，以上設(shè)備都具備獨立自主運行，能改大大減少人力的投入，現(xiàn)場操作人員只需要到設(shè)備現(xiàn)場去值班操作就可以實現(xiàn)控制效果，達(dá)到想要的控制工藝要求，對前期設(shè)備的投入運行已經(jīng)能改滿足運行要求。

但是以上各個單機設(shè)備有個弊端就是設(shè)備之間不能進(jìn)行友好互動，不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，公司管理層人員無法準(zhǔn)確掌控到現(xiàn)場設(shè)備的實際運行動態(tài)，不知道設(shè)備的運行時間和故障時間，不能提早發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在隱患，所有只有當(dāng)出現(xiàn)了問題才能發(fā)現(xiàn)設(shè)備不能工作，然后才有維修，這個過程也大大影響了公司正常生產(chǎn)運營的效率，對公司人員和財產(chǎn)以及生產(chǎn)質(zhì)量都是一個很大的損害，降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，出現(xiàn)問題的只能整天忙于處理故障，對設(shè)備沒有及時有效的維護(hù)和管理。

由于企業(yè)規(guī)模比較大，不同的設(shè)備之間的距離可能都相隔500-800米距離，然后設(shè)備種類又多，每次要巡視一遍所有設(shè)備都要花費非常大的人力勞力投入，而且得到的效率非常低，而且對巡視人員的技術(shù)要求也比較高，不懂的工人去現(xiàn)場巡視也看不出設(shè)備潛在的問題，設(shè)置設(shè)備出現(xiàn)問題了也不能發(fā)現(xiàn)，從這一方面來說也是非常不利于大型企業(yè)的綜合管理方向，浪費效率還不能解決問題，沒有可控性，對設(shè)備的損耗、原材料以及水電能耗都是一個未知數(shù)，無法對設(shè)備故障做出正確的決策，無法掌控公司的資源的流向。

以上這些都是目前公司設(shè)備存在的現(xiàn)狀問題，考慮企業(yè)節(jié)能降耗的原則，物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺已經(jīng)成為了一個事實，需要針對現(xiàn)有問題進(jìn)行升級改造。   中山市沅力智能科技有限公司為此提出了物聯(lián)網(wǎng)解決方案，于2017年完成改造，取得了良好的效益。

1.2企業(yè)期望目標(biāo)

本物聯(lián)網(wǎng)平臺監(jiān)控方案就是針對企業(yè)設(shè)備存在的問題應(yīng)運而生，目的就是可以解決企業(yè)目前存在的人力、財力、人力浪費問題，本系統(tǒng)實施所要達(dá)到的目的主要有以下幾點：

1.2.1 企業(yè)設(shè)備可以在全世界能聯(lián)網(wǎng)的地方進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控到設(shè)備的運行狀態(tài)、故障狀態(tài)、運行時間、可以遠(yuǎn)程開關(guān)機操作、能改按照原有工藝自動運行。

1.2.2 所有設(shè)備的控制運行數(shù)據(jù)（含傳感器數(shù)據(jù)）都可以在互聯(lián)網(wǎng)云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、分析、管理、查詢、篩選、也可以自由查找制定時間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)。

1.2.3 所有設(shè)備的運行狀態(tài)（IO以及AI&AO）都可以生成操作報表、對能耗數(shù)據(jù)可以生成能耗報表、日常數(shù)據(jù)可以生成運行數(shù)據(jù)趨勢圖、柱狀圖，對設(shè)備使用的全方面監(jiān)控起到24小時制度。

1.2.4 當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)報警時能改第一時間在手機上或者電腦云平臺客戶端上直觀顯示出來，也可以支持手機短信推送功能（不標(biāo)配）

1.2.5 控制設(shè)備可以進(jìn)行遠(yuǎn)程進(jìn)行程序管理，遠(yuǎn)程調(diào)試、維護(hù)即可，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時不再困惑需要廠家技術(shù)人員到現(xiàn)場維修處理，增加企業(yè)運營成本。

1.2.6 所有設(shè)備支持云平臺視頻監(jiān)控功能，通過安裝萊特瑞解碼的視頻器可以支持遠(yuǎn)程視頻對設(shè)備監(jiān)控，甚至遠(yuǎn)程語音，遠(yuǎn)程拍照功能的無死角控制（該功能方案不標(biāo)配）

1.2.7 企業(yè)水電使用量可以根據(jù)需要監(jiān)控的進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，可以將耗電數(shù)據(jù)融入云平臺、進(jìn)行平臺報表數(shù)據(jù)管理，報表EXCEL導(dǎo)出功能，方便公司分析決策。

1.2.8 提供企業(yè)全方面管控的手機APP軟件以及云平臺操作客戶端軟件，客戶在聯(lián)網(wǎng)的前提下可以任意使用不同方式實現(xiàn)監(jiān)控管理。

1.2.9 支持企業(yè)無線權(quán)限管理，操作日志管理，登錄日志管理，企業(yè)高管可以非常方便不出戶就達(dá)到設(shè)備管理目的。

2 設(shè)計依據(jù)、原則及范圍

2.1設(shè)計依據(jù)與規(guī)范 

（1）《中華人民共和國水污染防治法》2018年1月1日

（2）《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50062-2008）

（3）《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB50052-2009）

（4）《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-2011）

（5）《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2010）

（20）《物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（GB12348-2008）

（21）相關(guān)的設(shè)計規(guī)范及設(shè)計手冊；

（22）建設(shè)單位及相關(guān)單位提供的基礎(chǔ)資料。

2.2設(shè)計原則

（1）嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項政策和法規(guī)，按工藝流程設(shè)置設(shè)備設(shè)施，力求操作簡便，以利維護(hù)，同時確保各項出水指標(biāo)達(dá)到國家和地方有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）布置緊湊合理，充分利用空間進(jìn)行構(gòu)建筑物設(shè)置。

（3）考慮通風(fēng)和防噪及廢氣處理，避免二次污染。

（4）采用技術(shù)成熟、運行可靠、投資節(jié)省的新工藝、新技術(shù)、新材料和新設(shè)備，在嚴(yán)格達(dá)標(biāo)的情況下，做到投資少、運行費用低；

（5）采用先進(jìn)可靠物聯(lián)網(wǎng)的電氣控制技術(shù)，提高系統(tǒng)的管理水平，確保系統(tǒng)安全可靠地運行；

（6）工藝流程豎向布置盡量利用水的自流，減少提升設(shè)備，做到工藝流程暢順；

（7）符合環(huán)保節(jié)能要求，設(shè)計中力求系統(tǒng)具有良好環(huán)境，采用低能耗、低噪聲的優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品和節(jié)能動力設(shè)備，降低系統(tǒng)運行成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（8）工程平面布置符合院區(qū)的總體布置，并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

（11）設(shè)計須根據(jù)場地局限綜合考慮，設(shè)置合理、功能齊全、新穎美觀、布局簡便、安全適用。

3具體設(shè)計方案：江蘇長豐牧業(yè)有限公司物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺系統(tǒng)方案

3.1物聯(lián)網(wǎng)控制流程圖

3.2 方案說明

硬件：采用云平臺控制主機（MCU18-V1或MCU18-V2）進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集（含485協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、以及第三方協(xié)議和多設(shè)備點通訊），將所有采集的數(shù)據(jù)通過透傳路由傳送到物聯(lián)網(wǎng)平臺軟件上進(jìn)行分析管理。

軟件：手機APP、云平臺客戶端、MICROWIN SP4 用戶程序等，常規(guī)通訊協(xié)議軟件

4 電氣、儀表及自控設(shè)計

4.1電氣設(shè)計

4.1.1設(shè)計內(nèi)容及范圍

設(shè)計范圍為污水處理站站內(nèi)部分的電氣設(shè)計，具體的設(shè)計范圍包括：

* 電氣設(shè)備供電及控制設(shè)計

* 電纜敷設(shè)設(shè)計

* 控制室及各構(gòu)筑物接地設(shè)計

* 防雷設(shè)計

* 各構(gòu)筑物及廠平照明設(shè)計

4.1.2供電電源

污水處理工程，對于改善廠區(qū)周邊水系污染起著極為重要的作用，本工程電氣設(shè)備的負(fù)荷等級為三級負(fù)荷。

4.1.4配電系統(tǒng)

380/220V級采用電源進(jìn)線的結(jié)線方式，業(yè)主負(fù)責(zé)將電源拉至污水站配電柜。正常工作時，采用電網(wǎng)變壓器供電。

4.1.5主要設(shè)備控制方式

低壓電動機，低壓電動機采用直接啟動。

廠內(nèi)參與工藝過程的所有用電設(shè)備，采用集中自動控制方式控制。

4.1.6防雷與接地

本設(shè)計在建筑物及高度大于15米的構(gòu)筑物及設(shè)備采用避雷帶或避雷針進(jìn)行防雷保護(hù)。

各建筑物電源進(jìn)線處，如電源線路長度超過50米，應(yīng)設(shè)置重復(fù)接地。

電氣工作接地、安全接地、建筑物防雷接地、計算機系統(tǒng)接地，共用一套接地系統(tǒng)。采用建筑物基礎(chǔ)鋼筋相聯(lián)通作自然接地極，接地電阻不大于1歐。如接地電阻值達(dá)不到要求，則加裝人工接地極，接地制式為TN-S。

4.1.7電纜敷設(shè)

高壓柜進(jìn)出線高壓電力電纜采用穿鍍鋅鋼管埋地敷設(shè)，低壓電力電纜和控制電纜采用電纜溝和電纜橋架敷設(shè)，溝、橋架外采用穿鍍鋅鋼管敷設(shè)。

4.1.8照明

控制室、加藥室、變配電房等設(shè)置應(yīng)急燈。室內(nèi)照明采用熒光燈、吸頂燈、工廠燈等。

照明電源由照明配電箱供給，照明配電箱電源引自低壓配電柜，照明燈具電壓為220V。照明由業(yè)主根據(jù)廠區(qū)統(tǒng)一自行進(jìn)行安裝。

4.1.9主要電氣設(shè)備選型

低壓開關(guān)柜可選用GCS型低壓抽出式開關(guān)柜，動力配電箱選用XL21型動力配電箱，柜、箱內(nèi)裝配置的開關(guān)、起動設(shè)備等，選用技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)、質(zhì)量有可靠保證的電氣產(chǎn)品。

4.1.10 繼電保護(hù)

繼電保護(hù)的設(shè)置：

（1）源進(jìn)線和變壓器采用高壓真空負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行短路及過負(fù)荷保護(hù)。

（2）低壓進(jìn)線總開關(guān)設(shè)過載長延時、短路速斷保護(hù)，低壓設(shè)備及饋電線路設(shè)短路及過負(fù)荷保護(hù)。

4.2 儀表設(shè)計

4.2.1設(shè)計內(nèi)容 

（1）根據(jù)工藝流程配置液位、流量、水質(zhì)分析、pH計、溶解氧儀和壓力等檢測儀表；

（2）根據(jù)電氣配電系統(tǒng)電參量變送檢測，配置必要的電壓、電流、功率、電度等檢測儀表；

（3）所有檢測信號，開關(guān)信號的傳送和顯示；

（4）根據(jù)設(shè)備運行要求，按集中管理、分散控制原則建立中央計算機管理系統(tǒng)。

4.2.2儀表的配置

全廠儀表配置遵循以下原則：

（1）能全面、準(zhǔn)確地反映污水站進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)和水量參數(shù)；

（2）要實現(xiàn)自動控制必須配置的儀表，如液位計和溶解氧儀；

（3）性能優(yōu)良，能長期可靠使用，便于維護(hù)的產(chǎn)品；