一、方案概述
山東華全動力股份有限公司憑借十余年發電設備研發與服務經驗，自主研發了一套面向發電機組場景的云服務平臺——SCADA發電機組遠程監控系統。該系統集數據采集、實時監控、遠程控制、故障報警、報表分析于一體，通過"邊緣網關+云端平臺"兩層架構，將分散各地的發電機組接入統一管理平臺，實現真正意義上的無人值守與智慧運維。
無論是單機運行的小型機組，還是分布于全國乃至海外的大型電站，客戶只需通過電腦或手機，即可隨時隨地掌握每一臺機組的運行狀態，接收故障預警，遠程下達控制指令。
二、系統架構
系統采用成熟可靠的"三層+兩翼"架構設計：
- 現場設備層：發電機組控制器（LXC6610/HGM9510等）通過RS485總線（Modbus RTU協議）連接數據采集設備
- 邊緣接入層：宏電DTU（4G/有線）或SmartI88智能網關，負責將串口數據轉換為TCP/IP網絡數據，上報至云端
- KingIOServer：部署于云服務器的專業組態軟件，負責解析來自DTU的數據并寫入ws.hqdl.cn云API
- 云服務平臺層：Laravel 10 + Redis + MongoDB + MySQL，負責數據接收、存儲、展示、報警、用戶鑒權
- 用戶終端層：PC瀏覽器 / 手機微信 / 平板H5，隨時隨地訪問 cloud.hqdl.cn
三、SmartI88智能網關
在部分應用場景中（如分布式能源站、水泵機組），系統采用SmartI88智能網關作為邊緣通信樞紐：
- 協議轉換：將Modbus RTU（RS485）轉換為HTTP/TCP，實現工業設備無縫接入IP網絡
- 數據上報：通過HTTP GET請求將數據推送至服務器，接口格式為
GET /http-test.php?ip=a01&s= - 工業級設計：固件V21128，硬件H100，支持長時間穩定運行
- 配置管理：Web管理界面（用戶名admin，密碼admin），支持遠程配置波特率19200bps，8N1
四、宏電DTU接入方案
系統支持通過宏電DTU快速接入各類發電機組控制器，典型配置如下：
- DTU品牌：宏電DTU，型號系列支持
- 波特率：9600bps，數據位8，校驗位None，停止位1
- 身份識別碼：10000000000-10000000019（順序遞增）
- 上報域名：yun.hqdl.cn，端口5003
- 配置工具：宏電DtuToolBox V1.4.1，支持遠程參數下發
五、核心功能模塊
5.1 實時監控
- 大屏總覽：刷新間隔5秒，機組編號、運行狀態、實時功率一目了然
- 多機組管理：一個賬號可綁定多臺機組，輕松切換查看
- ECharts可視化：電壓、電流、功率、溫度等參數以圖表形式實時展示
- 中英雙語：支持中文、英文界面切換，滿足海外客戶需求
5.2 遠程控制
用戶在權限范圍內可通過平臺遠程操控發電機組：
- 啟動/停止機組：發送開機/停機指令
- 自動/手動切換：切換運行模式
- 負荷調節：增減發電功率
- 參數配置：修改保護閾值
所有遠程控制操作均記錄操作日志（操作人、時間、IP地址、設備名稱），可追溯可審計。
5.3 故障報警
- 即時推送：故障發生時，系統自動向預設號碼發送短信/微信通知
- 多級報警：支持水溫高、油壓低、過載、短路等多種故障類型
- 多語言翻譯：報警信息自動翻譯為中文/英文
- 歷史記錄：保存180天報警歷史，支持查詢與導出
5.4 報表與分析
- 日報/周報/月報：自動生成電能報表、負荷分析報告
- 運行記錄：累計發電量、運行小時數、負荷率統計
- Word報表：一鍵生成標準格式運維報告，便于存檔與匯報
- 數據導出：支持Excel格式導出
5.5 保養管理
- 自動計時：實時計算累計運行小時數
- 到期預警：運行至保養周期前200小時自動發出預警
- 到期鎖機：超過保養周期后，平臺提示續費，保障設備安全
六、數據安全與可靠性
安全機制
- Cookie Token鑒權：用戶登錄后通過Token驗證，無Token或Token失效自動跳轉登錄頁
- 服務到期控制：每個用戶-機組綁定獨立到期時間，到期后平臺拒絕服務，確保收費閉環
- 操作審計：所有控制指令、操作記錄均寫入數據庫永久留存
- HTTPS傳輸：平臺采用HTTPS加密傳輸，防止數據在傳輸過程中被截獲
可靠性設計
- MongoDB時序數據庫：存儲機組實時運行數據，支持高頻寫入，按機組名分表管理
- Redis實時緩存：關鍵變量快照存儲于Redis，毫秒級響應，降低數據庫壓力
- 本地存儲優先：數據優先存儲于廠區本地服務器，不輕易外傳
七、典型應用場景
- 數據中心：高壓10.5kV發電機組，秒級切換，7×24小時不間斷供電保障
- 醫院：靜音型機組+云平臺監控，緊急故障即時報警，保障手術室供電
- 海外項目：多語言界面，支持海外4G DTU接入，遠程運維零差旅成本
- 分布式能源站：多機組并聯協調控制，SmartI88統一接入，統一調度
- 工業園區：燃氣發電+余熱回收+云端監控，能源綜合利用率最大化
- 偏遠基站：4G DTU替代有線網絡，降低布線成本，實現免維護運營
八、技術規格一覽
| 項目 | 參數 |
| 框架 | Laravel 10 + PHP 8.0 |
| 實時數據庫 | MongoDB（時序數據 + 報警記錄） |
| 關系數據庫 | MySQL（用戶、機組臺賬） |
| 緩存 | Redis（變量快照，毫秒級讀取） |
| 數據采集 | KingIOServer + ws.hqdl.cn API |
| 設備協議 | Modbus RTU RS485 |
| DTU波特率 | 9600 / 19200 bps 可配置 |
| 上報協議 | HTTP GET / TCP長連接 |
| 前端技術 | jQuery + AmazeUI + ECharts |
| 支持語言 | 中文 / 英文 |
| 終端訪問 | PC瀏覽器 / 手機微信 / 平板H5 |
九、聯系我們
山東華全動力股份有限公司深耕發電設備行業十余年，為客戶提供從設備選型、系統設計到云平臺接入的一站式電力解決方案。
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