一、湖南漢德史特儀表有限公司簡介

湖南漢德史特儀表有限公司位于美麗的星城長沙·湖南省檢驗檢測特色產(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，在計量領(lǐng)域深耕十余年。公司致立于智能化流量儀表的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，并自主研發(fā)了能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺，為燃氣、水務(wù)、能源等工業(yè)領(lǐng)域提供管理運營智慧解決方案。公司正在完成從“生產(chǎn)制造”到“智慧服務(wù)”的轉(zhuǎn)型升級，從而正式進入工業(yè)4.0時代。

公司研發(fā)生產(chǎn)的智能變徑孔板流量計的核心技術(shù)榮獲湖南省科技進步獎三等獎。擁有多項發(fā)明專利及數(shù)十項實用新型專利。通過了ISO9001質(zhì)量管理體系認證、高新技術(shù)企業(yè)認證。

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)用類型的流量儀表，豐富產(chǎn)品線。實現(xiàn)了以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)為載體，將終端數(shù)據(jù)采集、繳費、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，為客戶提供精準、快捷、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

二、項目實施背景

當前我國有超過2億臺在線運行的燃氣表，過去五年燃氣表產(chǎn)銷量以25%左右的速度快速增長，且每年有2600萬臺以上的增長，預計未來智能燃氣表和流量計的整體市場空間可以達到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。在企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營管理中是一項日常進行的、重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。準確的流量計量可以適時改進生產(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)營管理以及提高經(jīng)濟效益和社會效益。

目前市場上氣體流量計量存在諸多問題：計量穩(wěn)定性差；量程比窄；對介質(zhì)要求高；維護成本高（需要注油、定期清洗）；表計數(shù)據(jù)獲取成本高；計量信息

難以指導運營管理；計量信息分布多個系統(tǒng)難以綜合利用等。

公司針對以上問題研發(fā)了一款節(jié)能降耗、維護費用低的智能變徑孔板流量計，它的優(yōu)點是能夠運行時自診斷計量準確性，在使用時第一時間發(fā)現(xiàn)計量故障或異常；量程寬，適用范圍廣；介質(zhì)要求低，無需加裝過濾器；免維護，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，擁有數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、大數(shù)據(jù)分析、智能報警與提示等功能，通過對采集數(shù)據(jù)的多維度分析，監(jiān)控表計運行是否正常，計量是否準確（表內(nèi)特有的雙參數(shù)比對）。并能得出表計選型是否合理（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。真正做到對能源的產(chǎn)供銷管理提供數(shù)據(jù)指導。為用戶解決了表計數(shù)據(jù)獲取成本高；計量信息難以指導運營管理；計量信息分布多個系統(tǒng)難以綜合利用等諸多問題。

三、具體創(chuàng)新措施

1.創(chuàng)新的機械結(jié)構(gòu)技術(shù)

為了確保計量精度和穩(wěn)定性，又要寬量程比和免維護的要求，公司對國內(nèi)外主流流量計做了廣泛研究，針對傳統(tǒng)原理流量計多年的發(fā)展和技術(shù)的沉淀，確定了以流量計中的標準孔板流量計和靶式流量計為結(jié)構(gòu)改進方向，結(jié)合工程數(shù)學理論、精密機械加工技術(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、免維護的智能變徑孔板流量計（見圖1）。

圖1  智能變徑孔板流量計產(chǎn)品圖

（1）智能變徑孔板流量計工作原理

根據(jù)差壓式流量計工作原理進行流量測量，流量方程式是從伯努利方程和連續(xù)性方程推導而出的，通過溫度、壓力補償實現(xiàn)燃氣的標方計量。該流量計是電子計量技術(shù)，具有計量+物聯(lián)網(wǎng)集成的先天優(yōu)勢，為用戶安全用氣、實時階梯調(diào)價及遠程控制提供有力技術(shù)支撐。

（2）技術(shù)特點

1）采用了差壓-位移雙參數(shù)變面積測量技術(shù)（發(fā)明專利號：ZL201010243708.1）能夠通過差壓、位移傳感器對表計的計量準確性自診斷，并通過動態(tài)改變孔徑，擴展了傳統(tǒng)孔板的量程比。采集了溫度-壓力參數(shù)，建立了溫度-壓力補償數(shù)學模型，計量穩(wěn)定性高，更好的實現(xiàn)計量公平。

2）由于差壓、位移設(shè)計，表體內(nèi)可動部件少，無噪音，無需加注潤滑油，對介質(zhì)要求低，不怕雜質(zhì)卡阻，避免了摩損和維護費用，也避免了因堵塞造成無法修復的故障。

3）數(shù)據(jù)采集NB遠傳終端外置策略:不同于市場上大部分儀表將數(shù)據(jù)采集NB遠傳終端內(nèi)置于流量計的方式，流量計通信接口為標準MODBUS  RTU方式，可適配集中抄表式、點對點抄表各種應(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)云平臺及服務(wù)---流量計擴展服務(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”等問題開發(fā)了能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺，基于無線通信、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)云平臺解決方案圖）。通過能源物聯(lián)解決方案，將能源計量信息化、智能化，建立了計量、監(jiān)測和統(tǒng)計，成功的實現(xiàn)了在線采集、實時監(jiān)測、集中管控相結(jié)合的智能化能源管理。

（1）平臺創(chuàng)新點

1）可以通過平臺進行數(shù)據(jù)分析并診斷計量的準確性。

2）具有多種類物聯(lián)設(shè)備接入能力。通過組件化的協(xié)議庫技術(shù)，實現(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）平臺特點

1）具有海量設(shè)備接入能力。通過使用非阻塞的異步通信技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)云平臺可以支持千萬級的設(shè)備接入量。

2）具有大數(shù)據(jù)存儲與處理能力。平臺具有百億級數(shù)據(jù)的存儲與處理能力。利用先進的深度學習與聚類算法，自動發(fā)掘數(shù)據(jù)特征。

3）具有強大的系統(tǒng)擴展能力。通過使用微服務(wù)架構(gòu)和服務(wù)化接口，平臺具備強大的系統(tǒng)擴展能力，能以國際標準的接口形式與用戶的各種既有系統(tǒng)進行業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)層面的對接。

圖2 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺解決方案圖

四、項目取得成效

1、公司研發(fā)的智能變徑孔板流量計計價價格相對于市場同規(guī)格其他流量計價格較低，且由于流量計不怕臟污，因此前端無需加裝過濾器。量程比寬，可覆蓋高低多個流量段，一臺流量計滿足大小不同流量使用。無連續(xù)運轉(zhuǎn)部件，運行時無噪音，無需加注潤滑油，對管道氣體無附加污染，確保了安全運營，是氣體測量的理想儀表。該流量計已在長沙新奧燃氣有限公司、株洲硬質(zhì)合金集團有限公司等單位得到推廣應(yīng)用。使用該流量計后，穩(wěn)定可靠，用戶無投訴，無需日常維護無需現(xiàn)場抄表，大大降低了企業(yè)運營成本，減少了維護工作量，達到了節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟效益的目的。

2、公司研發(fā)的能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺，其方案（見圖3 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺方案結(jié)構(gòu)圖）已成功運用在長沙新奧熱力有限公司蒸汽流量計量上，實現(xiàn)了優(yōu)于電信管理的遠程自動控制、抄讀、收費、管理系統(tǒng)。既可控制管理獨立區(qū)域，也可多個區(qū)域統(tǒng)一集中控制管理；經(jīng)超容量數(shù)據(jù)包處理，一個窗口，單點登錄，多系統(tǒng)互聯(lián)互動，系統(tǒng)接入了溫度、壓力、累積流量的數(shù)據(jù)收集，通過查表和運算判斷飽和蒸汽和過熱蒸汽并提出警示。成功的實現(xiàn)了在線采集、實時監(jiān)測、集中管控相結(jié)合的智能化能源管理框架,并可通過用能特征分析，指導用戶優(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、研制、生產(chǎn)、選型、使用、維護全過程的個性化計量服務(wù)新模式。

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

3、智能變徑孔板流量計（傳感器技術(shù)）、數(shù)據(jù)采集NB遠傳終端（遠傳技術(shù)）及物聯(lián)網(wǎng)云平臺（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現(xiàn)。可在燃氣行業(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。