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(diǎn)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(gè)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(gè)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(jì)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(gè)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(jì)為2400頭能繁母豬場，專門為合作的集團(tuán)公司提供苗豬實(shí)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(xiàng)目多樣、每個(gè)員工宿舍設(shè)有單獨(dú)的衛(wèi)生間及洗浴設(shè)施和空調(diào)、整個(gè)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(jiān)決執(zhí)行、勇于創(chuàng)新

團(tuán)隊(duì)——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(gè)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、融合、處理、并通過操作終端，實(shí)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(qiáng)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(yùn)營平臺三塊組成。實(shí)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(shí)和信息內(nèi)容，以實(shí)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(yùn)輸與疏通等多個(gè)領(lǐng)域。其中以設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展最為迅速，這是因?yàn)樵O(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(jī)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(shí)可以從云服務(wù)器查找，解決生產(chǎn)管理的盲區(qū)，實(shí)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(dú)立自主運(yùn)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(shí)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(yùn)行已經(jīng)能改滿足運(yùn)行要求。

但是以上各個(gè)單機(jī)設(shè)備有個(gè)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(shí)際運(yùn)行動態(tài)，不知道設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和故障時(shí)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(gè)過程也大大影響了公司正常生產(chǎn)運(yùn)營的效率，對公司人員和財(cái)產(chǎn)以及生產(chǎn)質(zhì)量都是一個(gè)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(shí)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(fèi)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(fèi)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(gè)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(gè)事實(shí)，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(yùn)而生，目的就是可以解決企業(yè)目前存在的人力、財(cái)力、人力浪費(fèi)問題，本系統(tǒng)實(shí)施所要達(dá)到的目的主要有以下幾點(diǎn)：

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(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間、可以遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)操作、能改按照原有工藝自動運(yùn)行。

1.2.2 所有設(shè)備的控制運(yùn)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(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)。

1.2.3 所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（IO以及AI&AO）都可以生成操作報(bào)表、對能耗數(shù)據(jù)可以生成能耗報(bào)表、日常數(shù)據(jù)可以生成運(yùn)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(shí)制度。

1.2.4 當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)報(bào)警時(shí)能改第一時(shí)間在手機(jī)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(jī)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(shí)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(yùn)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(bào)表數(shù)據(jù)管理，報(bào)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(jī)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(shí)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(jì)依據(jù)、原則及范圍

2.1設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》（GB50062-2008）

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

（4）《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054-2011）

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

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

（21）相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范及設(shè)計(jì)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(jì)原則

（1）嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)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(shí)確保各項(xiàng)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(yùn)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(yùn)行費(fèi)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(yùn)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(jì)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(yùn)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(jì)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(jì)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(jī)（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(diǎn)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(jī)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(jì)

4.1電氣設(shè)計(jì)

4.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及范圍

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

* 電氣設(shè)備供電及控制設(shè)計(jì)

* 電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)

* 控制室及各構(gòu)筑物接地設(shè)計(jì)

* 防雷設(shè)計(jì)

* 各構(gòu)筑物及廠平照明設(shè)計(jì)

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(shí)，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(jī)，低壓電動機(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)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(shí)、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(jì)

4.2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 

（1）根據(jù)工藝流程配置液位、流量、水質(zhì)分析、pH計(jì)、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(yùn)行要求，按集中管理、分散控制原則建立中央計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)自動控制必須配置的儀表，如液位計(jì)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；