江苏长丰牧业有限公司-物联网远程监控平台案例

1 概述

江苏长丰牧业有限公司是 江苏射阳县农业产业化的重点畜牧龙头企业，该公司自成立以来不断发展壮大：目前生猪养殖基地300亩，年出栏量10万头，年销售1.5亿元.

2008年，投入1000万元筹建了第一个500头能繁母猪的生猪养殖场--东丰畜牧有限公司，公司占地面积60亩，年出栏1万余头商品猪，东丰公司的成功为长丰牧业的成立打下了基础。

2014年，新成立了江苏长丰牧业有限公司，公司占地面积为250亩，分为两期投产。在一期工程中共投资6000万元，建设了高标准的1500头能繁母猪的生猪养殖场。2016年初，一期工程开始满负荷生产，至此长丰牧业下辖东丰场和长丰场两个养殖场，基础母猪共2000头，达到年出栏商品猪5万头的能力。

2016年秋长丰二期工程开始兴建，二期工程投入资金6000万元，设计规模为2000头能繁母猪的生猪养殖场，2017年6月份全面投入生产，因此长丰牧业下辖东丰场、长丰一场、长丰二场三个猪场，基础母猪共4000头达到年出栏商品猪10万头的能力。
2017年和国内著名集团公司合作成立了射阳鑫源畜牧有限公司，目前射阳鑫源畜牧有限公司正在建设中， 鑫源公司设计为2400头能繁母猪场，专门为合作的集团公司提供苗猪实行联营。

长丰牧业场内环境优美布局合理，高标准的大型环保工程、猪舍自动化程度高、生活娱乐设施完备、健身场地充裕、健身项目多样、每个员工宿舍设有单独的卫生间及洗浴设施和空调、整个生活区高速无线网络全覆盖。

宗旨：想猪所想，快乐养猪 ，养快乐的猪

座右铭——态度谦逊、勤奋好学、坚决执行、勇于创新

团队——目标统一、相互监督、精诚协作、超越自我

生产理念：绿色环保、循环利用、持续发展、家庭氛围

作为一个有社会责任感的企业长丰牧业已经前期投入大量资金用于粪污综合利用项目，新建大量生产车间、购买大量先进设备扩大生产规模，造福人类，回馈社会。 

1.1物联网平台概念引入

物联网（The Internet of Things）概念于1999年提出是将所有物品通过各种信息传感设备，入射频识别装置，基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来，实现数据采集、融合、处理、并通过操作终端，实现智能化识别和管理。

物联网监控(The Internet of thingsmonitoring)它是一种防范能力较强的综合系统，主要由前端采集设备、传输网络、监控运营平台三块组成。实现监控领域(图像、视频、安全、调度)等相关方面的应用，通过视频、声音监控以其直观、准确、及时和信息内容，以实现物以物之间联动反应；

近年来，随着农业物联网技术的不断发展，其应用已经涉及农、林、牧、副、渔及农产品加工、运输与疏通等多个领域。其中以设施农业的发展最为迅速，这是因为设施农业是在认为可控的环境下进行的农业生产，更有利于物联网技术发挥其精确高效的特性，因此设施农业物联网技术的推广应用成效最为显著，情景十分广阔。

所谓农业物联网是指物联网技术在农业中的应用，具体有畜牧的养殖、农作物的生产、农产品的经营、设施管理和信息服务等，它利用各类传感器、各类单机自动控制设备、各类配电系统等通过无线网路、有线网络、移动联通通信无线网和互联网传输，在智能化操作终端显示，智能云平台大数据管理和存储分析、将需要的数据随时可以从云服务器查找，解决生产管理的盲区，实现了农业产前、产中、产后全程过程监控，以利于工厂高层进行制定科学的决策方案，为科学养殖提供助力。

1.2企业设备现状

江苏长丰牧业有限公司目前公司自动化程度比较高，有自动喂料系统，有自动污水处理系统、动力配电系统和通风暖通控制系统等等，以上设备都具备独立自主运行，能改大大减少人力的投入，现场操作人员只需要到设备现场去值班操作就可以实现控制效果，达到想要的控制工艺要求，对前期设备的投入运行已经能改满足运行要求。

但是以上各个单机设备有个弊端就是设备之间不能进行友好互动，不能进行数据交互，公司管理层人员无法准确掌控到现场设备的实际运行动态，不知道设备的运行时间和故障时间，不能提早发现设备存在隐患，所有只有当出现了问题才能发现设备不能工作，然后才有维修，这个过程也大大影响了公司正常生产运营的效率，对公司人员和财产以及生产质量都是一个很大的损害，降低了企业的生产效率，出现问题的只能整天忙于处理故障，对设备没有及时有效的维护和管理。

由于企业规模比较大，不同的设备之间的距离可能都相隔500-800米距离，然后设备种类又多，每次要巡视一遍所有设备都要花费非常大的人力劳力投入，而且得到的效率非常低，而且对巡视人员的技术要求也比较高，不懂的工人去现场巡视也看不出设备潜在的问题，设置设备出现问题了也不能发现，从这一方面来说也是非常不利于大型企业的综合管理方向，浪费效率还不能解决问题，没有可控性，对设备的损耗、原材料以及水电能耗都是一个未知数，无法对设备故障做出正确的决策，无法掌控公司的资源的流向。

以上这些都是目前公司设备存在的现状问题，考虑企业节能降耗的原则，物联网大数据监控平台已经成为了一个事实，需要针对现有问题进行升级改造。   中山市沅力智能科技有限公司为此提出了物联网解决方案，于2017年完成改造，取得了良好的效益。

1.2企业期望目标

本物联网平台监控方案就是针对企业设备存在的问题应运而生，目的就是可以解决企业目前存在的人力、财力、人力浪费问题，本系统实施所要达到的目的主要有以下几点：

1.2.1 企业设备可以在全世界能联网的地方进行远程监控到设备的运行状态、故障状态、运行时间、可以远程开关机操作、能改按照原有工艺自动运行。

1.2.2 所有设备的控制运行数据（含传感器数据）都可以在互联网云平台进行数据存储、分析、管理、查询、筛选、也可以自由查找制定时间范围内数据。

1.2.3 所有设备的运行状态（IO以及AI&AO）都可以生成操作报表、对能耗数据可以生成能耗报表、日常数据可以生成运行数据趋势图、柱状图，对设备使用的全方面监控起到24小时制度。

1.2.4 当设备出现报警时能改第一时间在手机上或者电脑云平台客户端上直观显示出来，也可以支持手机短信推送功能（不标配）

1.2.5 控制设备可以进行远程进行程序管理，远程调试、维护即可，当设备出现问题时不再困惑需要厂家技术人员到现场维修处理，增加企业运营成本。

1.2.6 所有设备支持云平台视频监控功能，通过安装莱特瑞解码的视频器可以支持远程视频对设备监控，甚至远程语音，远程拍照功能的无死角控制（该功能方案不标配）

1.2.7 企业水电使用量可以根据需要监控的进行统筹规划，可以将耗电数据融入云平台、进行平台报表数据管理，报表EXCEL导出功能，方便公司分析决策。

1.2.8 提供企业全方面管控的手机APP软件以及云平台操作客户端软件，客户在联网的前提下可以任意使用不同方式实现监控管理。

1.2.9 支持企业无线权限管理，操作日志管理，登录日志管理，企业高管可以非常方便不出户就达到设备管理目的。

2 设计依据、原则及范围

2.1设计依据与规范 

（1）《中华人民共和国水污染防治法》2018年1月1日

（2）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-2008）

（3）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）

（4）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）

（5）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）

（20）《物联网系统设计规范》（GB12348-2008）

（21）相关的设计规范及设计手册；

（22）建设单位及相关单位提供的基础资料。

2.2设计原则

（1）严格执行有关环境保护的各项政策和法规，按工艺流程设置设备设施，力求操作简便，以利维护，同时确保各项出水指标达到国家和地方有关排放标准。

（2）布置紧凑合理，充分利用空间进行构建筑物设置。

（3）考虑通风和防噪及废气处理，避免二次污染。

（4）采用技术成熟、运行可靠、投资节省的新工艺、新技术、新材料和新设备，在严格达标的情况下，做到投资少、运行费用低；

（5）采用先进可靠物联网的电气控制技术，提高系统的管理水平，确保系统安全可靠地运行；

（6）工艺流程竖向布置尽量利用水的自流，减少提升设备，做到工艺流程畅顺；

（7）符合环保节能要求，设计中力求系统具有良好环境，采用低能耗、低噪声的优质名牌产品和节能动力设备，降低系统运行成本，取得良好的经济效益。

（8）工程平面布置符合院区的总体布置，并与周围环境相协调。

（11）设计须根据场地局限综合考虑，设置合理、功能齐全、新颖美观、布局简便、安全适用。

3具体设计方案：江苏长丰牧业有限公司物联网远程监控平台系统方案

3.1物联网控制流程图

3.2 方案说明

硬件：采用云平台控制主机（MCU18-V1或MCU18-V2）进行远程数据采集（含485协议、TCP/IP协议、以及第三方协议和多设备点通讯），将所有采集的数据通过透传路由传送到物联网平台软件上进行分析管理。

软件：手机APP、云平台客户端、MICROWIN SP4 用户程序等，常规通讯协议软件

4 电气、仪表及自控设计

4.1电气设计

4.1.1设计内容及范围

设计范围为污水处理站站内部分的电气设计，具体的设计范围包括：

* 电气设备供电及控制设计

* 电缆敷设设计

* 控制室及各构筑物接地设计

* 防雷设计

* 各构筑物及厂平照明设计

4.1.2供电电源

污水处理工程，对于改善厂区周边水系污染起着极为重要的作用，本工程电气设备的负荷等级为三级负荷。

4.1.4配电系统

380/220V级采用电源进线的结线方式，业主负责将电源拉至污水站配电柜。正常工作时，采用电网变压器供电。

4.1.5主要设备控制方式

低压电动机，低压电动机采用直接启动。

厂内参与工艺过程的所有用电设备，采用集中自动控制方式控制。

4.1.6防雷与接地

本设计在建筑物及高度大于15米的构筑物及设备采用避雷带或避雷针进行防雷保护。

各建筑物电源进线处，如电源线路长度超过50米，应设置重复接地。

电气工作接地、安全接地、建筑物防雷接地、计算机系统接地，共用一套接地系统。采用建筑物基础钢筋相联通作自然接地极，接地电阻不大于1欧。如接地电阻值达不到要求，则加装人工接地极，接地制式为TN-S。

4.1.7电缆敷设

高压柜进出线高压电力电缆采用穿镀锌钢管埋地敷设，低压电力电缆和控制电缆采用电缆沟和电缆桥架敷设，沟、桥架外采用穿镀锌钢管敷设。

4.1.8照明

控制室、加药室、变配电房等设置应急灯。室内照明采用荧光灯、吸顶灯、工厂灯等。

照明电源由照明配电箱供给，照明配电箱电源引自低压配电柜，照明灯具电压为220V。照明由业主根据厂区统一自行进行安装。

4.1.9主要电气设备选型

低压开关柜可选用GCS型低压抽出式开关柜，动力配电箱选用XL21型动力配电箱，柜、箱内装配置的开关、起动设备等，选用技术先进、性能优、质量有可靠保证的电气产品。

4.1.10 继电保护

继电保护的设置：

（1）源进线和变压器采用高压真空负荷开关进行短路及过负荷保护。

（2）低压进线总开关设过载长延时、短路速断保护，低压设备及馈电线路设短路及过负荷保护。

4.2 仪表设计

4.2.1设计内容 

（1）根据工艺流程配置液位、流量、水质分析、pH计、溶解氧仪和压力等检测仪表；

（2）根据电气配电系统电参量变送检测，配置必要的电压、电流、功率、电度等检测仪表；

（3）所有检测信号，开关信号的传送和显示；

（4）根据设备运行要求，按集中管理、分散控制原则建立中央计算机管理系统。

4.2.2仪表的配置

全厂仪表配置遵循以下原则：

（1）能全面、准确地反映污水站进出水水质参数和水量参数；

（2）要实现自动控制必须配置的仪表，如液位计和溶解氧仪；

（3）性能优良，能长期可靠使用，便于维护的产品；