江蘇長豐牧業有限公司-物聯網遠程監控平臺案例

1 概述

江蘇長豐牧業有限公司是 江蘇射陽縣農業產業化的重點畜牧龍頭企業，該公司自成立以來不斷發展壯大：目前生豬養殖基地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的成立打下了基礎。

2014年，新成立了江蘇長豐牧業有限公司，公司占地面積為250畝，分為兩期投產。在一期工程中共投資6000萬元，建設了高標準的1500頭能繁母豬的生豬養殖場。2016年初，一期工程開始滿負荷生產，至此長豐牧業下轄東豐場和長豐場兩個養殖場，基礎母豬共2000頭，達到年出欄商品豬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，設計規模為2000頭能繁母豬的生豬養殖場，2017年6月份全面投入生產，因此長豐牧業下轄東豐場、長豐一場、長豐二場三個豬場，基礎母豬共4000頭達到年出欄商品豬10萬頭的能力。
2017年和國內著名集團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中， 鑫源公司設計為2400頭能繁母豬場，專門為合作的集團公司提供苗豬實行聯營。

長豐牧業場內環境優美布局合理，高標準的大型環保工程、豬舍自動化程度高、生活娛樂設施完備、健身場地充裕、健身項目多樣、每個員工宿舍設有單獨的衛生間及洗浴設施和空調、整個生活區高速無線網絡全覆蓋。

宗旨：想豬所想，快樂養豬 ，養快樂的豬

座右銘——態度謙遜、勤奮好學、堅決執行、勇于創新

團隊——目標統一、相互監督、精誠協作、超越自我

生產理念：綠色環保、循環利用、持續發展、家庭氛圍

作為一個有社會責任感的企業長豐牧業已經前期投入大量資金用于糞污綜合利用項目，新建大量生產車間、購買大量先進設備擴大生產規模，造福人類，回饋社會。 

1.1物聯網平臺概念引入

物聯網（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備，入射頻識別裝置，基于光聲電磁的傳感器、3S技術、激光掃描器等各類裝置與互聯網結合起來，實現數據采集、融合、處理、并通過操作終端，實現智能化識別和管理。

物聯網監控(The Internet of thingsmonitoring)它是一種防范能力較強的綜合系統，主要由前端采集設備、傳輸網絡、監控運營平臺三塊組成。實現監控領域(圖像、視頻、安全、調度)等相關方面的應用，通過視頻、聲音監控以其直觀、準確、及時和信息內容，以實現物以物之間聯動反應；

近年來，隨著農業物聯網技術的不斷發展，其應用已經涉及農、林、牧、副、漁及農產品加工、運輸與疏通等多個領域。其中以設施農業的發展最為迅速，這是因為設施農業是在認為可控的環境下進行的農業生產，更有利于物聯網技術發揮其精確高效的特性，因此設施農業物聯網技術的推廣應用成效最為顯著，情景十分廣闊。

所謂農業物聯網是指物聯網技術在農業中的應用，具體有畜牧的養殖、農作物的生產、農產品的經營、設施管理和信息服務等，它利用各類傳感器、各類單機自動控制設備、各類配電系統等通過無線網路、有線網絡、移動聯通通信無線網和互聯網傳輸，在智能化操作終端顯示，智能云平臺大數據管理和存儲分析、將需要的數據隨時可以從云服務器查找，解決生產管理的盲區，實現了農業產前、產中、產后全程過程監控，以利于工廠高層進行制定科學的決策方案，為科學養殖提供助力。

1.2企業設備現狀

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

但是以上各個單機設備有個弊端就是設備之間不能進行友好互動，不能進行數據交互，公司管理層人員無法準確掌控到現場設備的實際運行動態，不知道設備的運行時間和故障時間，不能提早發現設備存在隱患，所有只有當出現了問題才能發現設備不能工作，然后才有維修，這個過程也大大影響了公司正常生產運營的效率，對公司人員和財產以及生產質量都是一個很大的損害，降低了企業的生產效率，出現問題的只能整天忙于處理故障，對設備沒有及時有效的維護和管理。

由于企業規模比較大，不同的設備之間的距離可能都相隔500-800米距離，然后設備種類又多，每次要巡視一遍所有設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要求也比較高，不懂的工人去現場巡視也看不出設備潛在的問題，設置設備出現問題了也不能發現，從這一方面來說也是非常不利于大型企業的綜合管理方向，浪費效率還不能解決問題，沒有可控性，對設備的損耗、原材料以及水電能耗都是一個未知數，無法對設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備存在的現狀問題，考慮企業節能降耗的原則，物聯網大數據監控平臺已經成為了一個事實，需要針對現有問題進行升級改造。   中山市沅力智能科技有限公司為此提出了物聯網解決方案，于2017年完成改造，取得了良好的效益。

1.2企業期望目標

本物聯網平臺監控方案就是針對企業設備存在的問題應運而生，目的就是可以解決企業目前存在的人力、財力、人力浪費問題，本系統實施所要達到的目的主要有以下幾點：

1.2.1 企業設備可以在全世界能聯網的地方進行遠程監控到設備的運行狀態、故障狀態、運行時間、可以遠程開關機操作、能改按照原有工藝自動運行。

1.2.2 所有設備的控制運行數據（含傳感器數據）都可以在互聯網云平臺進行數據存儲、分析、管理、查詢、篩選、也可以自由查找制定時間范圍內數據。

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

1.2.4 當設備出現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（不標配）

1.2.5 控制設備可以進行遠程進行程序管理，遠程調試、維護即可，當設備出現問題時不再困惑需要廠家技術人員到現場維修處理，增加企業運營成本。

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

1.2.7 企業水電使用量可以根據需要監控的進行統籌規劃，可以將耗電數據融入云平臺、進行平臺報表數據管理，報表EXCEL導出功能，方便公司分析決策。

1.2.8 提供企業全方面管控的手機APP軟件以及云平臺操作客戶端軟件，客戶在聯網的前提下可以任意使用不同方式實現監控管理。

1.2.9 支持企業無線權限管理，操作日志管理，登錄日志管理，企業高管可以非常方便不出戶就達到設備管理目的。

2 設計依據、原則及范圍

2.1設計依據與規范 

（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和自動裝置設計規范》（GB50062-2008）

（3）《供配電系統設計規范》（GB50052-2009）

（4）《低壓配電設計規范》（GB50054-2011）

（5）《工業企業設計衛生標準》（GBZ1-2010）

（20）《物聯網系統設計規范》（GB12348-2008）

（21）相關的設計規范及設計手冊；

（22）建設單位及相關單位提供的基礎資料。

2.2設計原則

（1）嚴格執行有關環境保護的各項政策和法規，按工藝流程設置設備設施，力求操作簡便，以利維護，同時確保各項出水指標達到國家和地方有關排放標準。

（2）布置緊湊合理，充分利用空間進行構建筑物設置。

（3）考慮通風和防噪及廢氣處理，避免二次污染。

（4）采用技術成熟、運行可靠、投資節省的新工藝、新技術、新材料和新設備，在嚴格達標的情況下，做到投資少、運行費用低；

（5）采用先進可靠物聯網的電氣控制技術，提高系統的管理水平，確保系統安全可靠地運行；

（6）工藝流程豎向布置盡量利用水的自流，減少提升設備，做到工藝流程暢順；

（7）符合環保節能要求，設計中力求系統具有良好環境，采用低能耗、低噪聲的優質名牌產品和節能動力設備，降低系統運行成本，取得良好的經濟效益。

（8）工程平面布置符合院區的總體布置，并與周圍環境相協調。

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

3具體設計方案：江蘇長豐牧業有限公司物聯網遠程監控平臺系統方案

3.1物聯網控制流程圖

3.2 方案說明

硬件：采用云平臺控制主機（MCU18-V1或MCU18-V2）進行遠程數據采集（含485協議、TCP/IP協議、以及第三方協議和多設備點通訊），將所有采集的數據通過透傳路由傳送到物聯網平臺軟件上進行分析管理。

軟件：手機APP、云平臺客戶端、MICROWIN SP4 用戶程序等，常規通訊協議軟件

4 電氣、儀表及自控設計

4.1電氣設計

4.1.1設計內容及范圍

設計范圍為污水處理站站內部分的電氣設計，具體的設計范圍包括：

* 電氣設備供電及控制設計

* 電纜敷設設計

* 控制室及各構筑物接地設計

* 防雷設計

* 各構筑物及廠平照明設計

4.1.2供電電源

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

4.1.4配電系統

380/220V級采用電源進線的結線方式，業主負責將電源拉至污水站配電柜。正常工作時，采用電網變壓器供電。

4.1.5主要設備控制方式

低壓電動機，低壓電動機采用直接啟動。

廠內參與工藝過程的所有用電設備，采用集中自動控制方式控制。

4.1.6防雷與接地

本設計在建筑物及高度大于15米的構筑物及設備采用避雷帶或避雷針進行防雷保護。

各建筑物電源進線處，如電源線路長度超過50米，應設置重復接地。

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

4.1.7電纜敷設

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

4.1.8照明

控制室、加藥室、變配電房等設置應急燈。室內照明采用熒光燈、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。照明由業主根據廠區統一自行進行安裝。

4.1.9主要電氣設備選型

低壓開關柜可選用GCS型低壓抽出式開關柜，動力配電箱選用XL21型動力配電箱，柜、箱內裝配置的開關、起動設備等，選用技術先進、性能優、質量有可靠保證的電氣產品。

4.1.10 繼電保護

繼電保護的設置：

（1）源進線和變壓器采用高壓真空負荷開關進行短路及過負荷保護。

（2）低壓進線總開關設過載長延時、短路速斷保護，低壓設備及饋電線路設短路及過負荷保護。

4.2 儀表設計

4.2.1設計內容 

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

（2）根據電氣配電系統電參量變送檢測，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，開關信號的傳送和顯示；

（4）根據設備運行要求，按集中管理、分散控制原則建立中央計算機管理系統。

4.2.2儀表的配置

全廠儀表配置遵循以下原則：

（1）能全面、準確地反映污水站進出水水質參數和水量參數；

（2）要實現自動控制必須配置的儀表，如液位計和溶解氧儀；

（3）性能優良，能長期可靠使用，便于維護的產品；