一、湖南漢德史特儀表有限公司簡(jiǎn)介

湖南漢德史特儀表有限公司位于美麗的星城長(zhǎng)沙·湖南省檢驗(yàn)檢測(cè)特色產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，是深圳市泉源儀表設(shè)備制造有限公司向內(nèi)地戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移成立的高科技公司，在計(jì)量領(lǐng)域深耕十余年。公司致立于智能化流量?jī)x表的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，并自主研發(fā)了能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，為燃?xì)狻⑺畡?wù)、能源等工業(yè)領(lǐng)域提供管理運(yùn)營(yíng)智慧解決方案。公司正在完成從“生產(chǎn)制造”到“智慧服務(wù)”的轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而正式進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代。

公司研發(fā)生產(chǎn)的智能變徑孔板流量計(jì)的核心技術(shù)榮獲湖南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。擁有多項(xiàng)發(fā)明專利及數(shù)十項(xiàng)實(shí)用新型專利。通過(guò)了ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證、高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證。

公司憑借深耕行業(yè)多年的技術(shù)積累，不斷深化和拓展各種應(yīng)用類型的流量?jī)x表，豐富產(chǎn)品線。實(shí)現(xiàn)了以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)為載體，將終端數(shù)據(jù)采集、繳費(fèi)、能源生產(chǎn)、輸配、銷售、安全等智慧能源管理業(yè)務(wù)于一體的智慧能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，為客戶提供精準(zhǔn)、快捷、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

二、項(xiàng)目實(shí)施背景

當(dāng)前我國(guó)有超過(guò)2億臺(tái)在線運(yùn)行的燃?xì)獗?，過(guò)去五年燃?xì)獗懋a(chǎn)銷量以25%左右的速度快速增長(zhǎng)，且每年有2600萬(wàn)臺(tái)以上的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)智能燃?xì)獗砗土髁坑?jì)的整體市場(chǎng)空間可以達(dá)到600 億元，除了民用以外，天然氣已在工業(yè)領(lǐng)域逐漸推廣使用，應(yīng)用前景十分廣闊。

流量計(jì)量既是天然氣供需雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)，亦是生產(chǎn)部門用氣效率的主要技術(shù)指標(biāo)。在企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理中是一項(xiàng)日常進(jìn)行的、重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。準(zhǔn)確的流量計(jì)量可以適時(shí)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，確保安全生產(chǎn)，合理經(jīng)營(yíng)管理以及提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

目前市場(chǎng)上氣體流量計(jì)量存在諸多問(wèn)題：計(jì)量穩(wěn)定性差；量程比窄；對(duì)介質(zhì)要求高；維護(hù)成本高（需要注油、定期清洗）；表計(jì)數(shù)據(jù)獲取成本高；計(jì)量信息

難以指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)管理；計(jì)量信息分布多個(gè)系統(tǒng)難以綜合利用等。

公司針對(duì)以上問(wèn)題研發(fā)了一款節(jié)能降耗、維護(hù)費(fèi)用低的智能變徑孔板流量計(jì)，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠運(yùn)行時(shí)自診斷計(jì)量準(zhǔn)確性，在使用時(shí)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)計(jì)量故障或異常；量程寬，適用范圍廣；介質(zhì)要求低，無(wú)需加裝過(guò)濾器；免維護(hù)，為用戶節(jié)約了成本。公司自主研發(fā)的能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，擁有數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、大數(shù)據(jù)分析、智能報(bào)警與提示等功能，通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的多維度分析，監(jiān)控表計(jì)運(yùn)行是否正常，計(jì)量是否準(zhǔn)確（表內(nèi)特有的雙參數(shù)比對(duì)）。并能得出表計(jì)選型是否合理（用量特征分析），用戶用能是否合理（用戶用能模式聚類），以及能源管輸損耗分布情況等多種消息。真正做到對(duì)能源的產(chǎn)供銷管理提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。為用戶解決了表計(jì)數(shù)據(jù)獲取成本高；計(jì)量信息難以指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)管理；計(jì)量信息分布多個(gè)系統(tǒng)難以綜合利用等諸多問(wèn)題。

三、具體創(chuàng)新措施

1.創(chuàng)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)

為了確保計(jì)量精度和穩(wěn)定性，又要寬量程比和免維護(hù)的要求，公司對(duì)國(guó)內(nèi)外主流流量計(jì)做了廣泛研究，針對(duì)傳統(tǒng)原理流量計(jì)多年的發(fā)展和技術(shù)的沉淀，確定了以流量計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)和靶式流量計(jì)為結(jié)構(gòu)改進(jìn)方向，結(jié)合工程數(shù)學(xué)理論、精密機(jī)械加工技術(shù)、軟硬件技術(shù)和微電子技術(shù)，研制出了一種寬量程、高精度、免維護(hù)的智能變徑孔板流量計(jì)（見(jiàn)圖1）。

圖1  智能變徑孔板流量計(jì)產(chǎn)品圖

（1）智能變徑孔板流量計(jì)工作原理

根據(jù)差壓式流量計(jì)工作原理進(jìn)行流量測(cè)量，流量方程式是從伯努利方程和連續(xù)性方程推導(dǎo)而出的，通過(guò)溫度、壓力補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)燃?xì)獾臉?biāo)方計(jì)量。該流量計(jì)是電子計(jì)量技術(shù)，具有計(jì)量+物聯(lián)網(wǎng)集成的先天優(yōu)勢(shì)，為用戶安全用氣、實(shí)時(shí)階梯調(diào)價(jià)及遠(yuǎn)程控制提供有力技術(shù)支撐。

（2）技術(shù)特點(diǎn)

1）采用了差壓-位移雙參數(shù)變面積測(cè)量技術(shù)（發(fā)明專利號(hào)：ZL201010243708.1）能夠通過(guò)差壓、位移傳感器對(duì)表計(jì)的計(jì)量準(zhǔn)確性自診斷，并通過(guò)動(dòng)態(tài)改變孔徑，擴(kuò)展了傳統(tǒng)孔板的量程比。采集了溫度-壓力參數(shù)，建立了溫度-壓力補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型，計(jì)量穩(wěn)定性高，更好的實(shí)現(xiàn)計(jì)量公平。

2）由于差壓、位移設(shè)計(jì)，表體內(nèi)可動(dòng)部件少，無(wú)噪音，無(wú)需加注潤(rùn)滑油，對(duì)介質(zhì)要求低，不怕雜質(zhì)卡阻，避免了摩損和維護(hù)費(fèi)用，也避免了因堵塞造成無(wú)法修復(fù)的故障。

3）數(shù)據(jù)采集NB遠(yuǎn)傳終端外置策略:不同于市場(chǎng)上大部分儀表將數(shù)據(jù)采集NB遠(yuǎn)傳終端內(nèi)置于流量計(jì)的方式，流量計(jì)通信接口為標(biāo)準(zhǔn)MODBUS  RTU方式，可適配集中抄表式、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)抄表各種應(yīng)用，方便了整體的電源管理及功耗降低。

2.能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)及服務(wù)---流量計(jì)擴(kuò)展服務(wù)

公司圍繞目前行業(yè)存在的“抄表成功率低、客戶體驗(yàn)差、設(shè)備管理孤島化、業(yè)務(wù)故障定位難、產(chǎn)銷差及安全管理難、上線速度慢、業(yè)務(wù)拓展難”等問(wèn)題開(kāi)發(fā)了能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，基于無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)等高科技手段，推出智慧能源物聯(lián)解決方案（圖2能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)解決方案圖）。通過(guò)能源物聯(lián)解決方案，將能源計(jì)量信息化、智能化，建立了計(jì)量、監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)，成功的實(shí)現(xiàn)了在線采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、集中管控相結(jié)合的智能化能源管理。

（1）平臺(tái)創(chuàng)新點(diǎn)

1）可以通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并診斷計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2）具有多種類物聯(lián)設(shè)備接入能力。通過(guò)組件化的協(xié)議庫(kù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種不同種類、不同通信協(xié)議、流程的設(shè)備信息接入。

（2）平臺(tái)特點(diǎn)

1）具有海量設(shè)備接入能力。通過(guò)使用非阻塞的異步通信技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)可以支持千萬(wàn)級(jí)的設(shè)備接入量。

2）具有大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理能力。平臺(tái)具有百億級(jí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理能力。利用先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)與聚類算法，自動(dòng)發(fā)掘數(shù)據(jù)特征。

3）具有強(qiáng)大的系統(tǒng)擴(kuò)展能力。通過(guò)使用微服務(wù)架構(gòu)和服務(wù)化接口，平臺(tái)具備強(qiáng)大的系統(tǒng)擴(kuò)展能力，能以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的接口形式與用戶的各種既有系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)層面的對(duì)接。

圖2 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)解決方案圖

四、項(xiàng)目取得成效

1、公司研發(fā)的智能變徑孔板流量計(jì)計(jì)價(jià)價(jià)格相對(duì)于市場(chǎng)同規(guī)格其他流量計(jì)價(jià)格較低，且由于流量計(jì)不怕臟污，因此前端無(wú)需加裝過(guò)濾器。量程比寬，可覆蓋高低多個(gè)流量段，一臺(tái)流量計(jì)滿足大小不同流量使用。無(wú)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)部件，運(yùn)行時(shí)無(wú)噪音，無(wú)需加注潤(rùn)滑油，對(duì)管道氣體無(wú)附加污染，確保了安全運(yùn)營(yíng)，是氣體測(cè)量的理想儀表。該流量計(jì)已在長(zhǎng)沙新奧燃?xì)庥邢薰?、株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司等單位得到推廣應(yīng)用。使用該流量計(jì)后，穩(wěn)定可靠，用戶無(wú)投訴，無(wú)需日常維護(hù)無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)抄表，大大降低了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，減少了維護(hù)工作量，達(dá)到了節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2、公司研發(fā)的能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，其方案（見(jiàn)圖3 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)方案結(jié)構(gòu)圖）已成功運(yùn)用在長(zhǎng)沙新奧熱力有限公司蒸汽流量計(jì)量上，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)于電信管理的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、抄讀、收費(fèi)、管理系統(tǒng)。既可控制管理獨(dú)立區(qū)域，也可多個(gè)區(qū)域統(tǒng)一集中控制管理；經(jīng)超容量數(shù)據(jù)包處理，一個(gè)窗口，單點(diǎn)登錄，多系統(tǒng)互聯(lián)互動(dòng)，系統(tǒng)接入了溫度、壓力、累積流量的數(shù)據(jù)收集，通過(guò)查表和運(yùn)算判斷飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽并提出警示。成功的實(shí)現(xiàn)了在線采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、集中管控相結(jié)合的智能化能源管理框架,并可通過(guò)用能特征分析，指導(dǎo)用戶優(yōu)化用能管理模式。為企業(yè)提質(zhì)增效提供了覆蓋設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、選型、使用、維護(hù)全過(guò)程的個(gè)性化計(jì)量服務(wù)新模式。

圖3 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)方案結(jié)構(gòu)圖

3、智能變徑孔板流量計(jì)（傳感器技術(shù)）、數(shù)據(jù)采集NB遠(yuǎn)傳終端（遠(yuǎn)傳技術(shù)）及物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)（大數(shù)據(jù)分析）的完美結(jié)合使得智能化能源管理模式得以實(shí)現(xiàn)?？稍谌?xì)庑袠I(yè)、熱力（供熱供汽）行業(yè)、化工工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。