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(cháng)沙·湖南省檢驗檢測特色產(chǎn)業(yè)園內，是深圳市泉源儀表設備制造有限公司向內地戰略轉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?jì)x表的研發(fā)、生產(chǎn)及銷(xiāo)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(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)”的轉型升級，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的核心技術(shù)榮獲湖南省科技進(jìn)步獎三等獎。擁有多項發(fā)明專(zhuān)利及數十項實(shí)用新型專(zhuān)利。通過(guò)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用類(lèi)型的流量?jì)x表，豐富產(chǎn)品線(xiàn)。實(shí)現了以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數據技術(shù)為載體，將終端數據采集、繳費、能源生產(chǎn)、輸配、銷(xiāo)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(hù)提供精準、快捷、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

二、項目實(shí)施背景

當前我國有超過(guò)2億臺在線(xiàn)運行的燃氣表，過(guò)去五年燃氣表產(chǎn)銷(xiāo)量以25%左右的速度快速增長(cháng)，且每年有2600萬(wàn)臺以上的增長(cháng)，預計未來(lái)智能燃氣表和流量計的整體市場(chǎng)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，應用前景十分廣闊。

流量計量既是天然氣供需雙方貿易結算的依據，亦是生產(chǎn)部門(mén)用氣效率的主要技術(shù)指標。在企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理中是一項日常進(jìn)行的、重要的技術(shù)基礎工作。準確的流量計量可以適時(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)濟效益和社會(huì )效益。

目前市場(chǎng)上氣體流量計量存在諸多問(wèn)題：計量穩定性差；量程比窄；對介質(zhì)要求高；維護成本高（需要注油、定期清洗）；表計數據獲取成本高；計量信息

難以指導運營(yíng)管理；計量信息分布多個(gè)系統難以綜合利用等。

公司針對以上問(wèn)題研發(fā)了一款節能降耗、維護費用低的智能變徑孔板流量計，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠運行時(shí)自診斷計量準確性，在使用時(shí)第一時(shí)間發(fā)現計量故障或異常；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，為用戶(hù)節約了成本。公司自主研發(fā)的能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺，擁有數據采集、設備控制、大數據分析、智能報警與提示等功能，通過(guò)對采集數據的多維度分析，監控表計運行是否正常，計量是否準確（表內特有的雙參數比對）。并能得出表計選型是否合理（用量特征分析），用戶(hù)用能是否合理（用戶(hù)用能模式聚類(lèi)），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(xiāo)管理提供數據指導。為用戶(hù)解決了表計數據獲取成本高；計量信息難以指導運營(yíng)管理；計量信息分布多個(gè)系統難以綜合利用等諸多問(wèn)題。

三、具體創(chuàng )新措施

1.創(chuàng )新的機械結構技術(shù)

為了確保計量精度和穩定性，又要寬量程比和免維護的要求，公司對國內外主流流量計做了廣泛研究，針對傳統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構改進(jìn)方向，結合工程數學(xué)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(jiàn)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

根據差壓式流量計工作原理進(jìn)行流量測量，流量方程式是從伯努利方程和連續性方程推導而出的，通過(guò)溫度、壓力補償實(shí)現燃氣的標方計量。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(hù)安全用氣、實(shí)時(shí)階梯調價(jià)及遠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-位移雙參數變面積測量技術(shù)（發(fā)明專(zhuān)利號：ZL201010243708.1）能夠通過(guò)差壓、位移傳感器對表計的計量準確性自診斷，并通過(guò)動(dòng)態(tài)改變孔徑，擴展了傳統孔板的量程比。采集了溫度-壓力參數，建立了溫度-壓力補償數學(xué)模型，計量穩定性高，更好的實(shí)現計量公平。

2）由于差壓、位移設計，表體內可動(dòng)部件少，無(wú)噪音，無(wú)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(wú)法修復的故障。

3）數據采集NB遠傳終端外置策略:不同于市場(chǎng)上大部分儀表將數據采集NB遠傳終端內置于流量計的方式，流量計通信接口為標準MODBUS  RTU方式，可適配集中抄表式、點(diǎn)對點(diǎn)抄表各種應用，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(hù)體驗差、設備管理孤島化、業(yè)務(wù)故障定位難、產(chǎn)銷(xiāo)差及安全管理難、上線(xiàn)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，基于無(wú)線(xiàn)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(guò)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、監測和統計，成功的實(shí)現了在線(xiàn)采集、實(shí)時(shí)監測、集中管控相結合的智能化能源管理。

（1）平臺創(chuàng )新點(diǎn)

1）可以通過(guò)平臺進(jìn)行數據分析并診斷計量的準確性。

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

（2）平臺特點(diǎn)

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

2）具有大數據存儲與處理能力。平臺具有百億級數據的存儲與處理能力。利用先進(jìn)的深度學(xué)習與聚類(lèi)算法，自動(dòng)發(fā)掘數據特征。

3）具有強大的系統擴展能力。通過(guò)使用微服務(wù)架構和服務(wù)化接口，平臺具備強大的系統擴展能力，能以國際標準的接口形式與用戶(hù)的各種既有系統進(jìn)行業(yè)務(wù)和數據層面的對接。

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(jià)價(jià)格相對于市場(chǎng)同規格其他流量計價(jià)格較低，且由于流量計不怕臟污，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，一臺流量計滿(mǎn)足大小不同流量使用。無(wú)連續運轉部件，運行時(shí)無(wú)噪音，無(wú)需加注潤滑油，對管道氣體無(wú)附加污染，確保了安全運營(yíng)，是氣體測量的理想儀表。該流量計已在長(cháng)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用。使用該流量計后，穩定可靠，用戶(hù)無(wú)投訴，無(wú)需日常維護無(wú)需現場(chǎng)抄表，大大降低了企業(yè)運營(yíng)成本，減少了維護工作量，達到了節能降耗、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(jiàn)圖3 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺方案結構圖）已成功運用在長(cháng)沙新奧熱力有限公司蒸汽流量計量上，實(shí)現了優(yōu)于電信管理的遠程自動(dòng)控制、抄讀、收費、管理系統。既可控制管理獨立區域，也可多個(gè)區域統一集中控制管理；經(jīng)超容量數據包處理，一個(gè)窗口，單點(diǎn)登錄，多系統互聯(lián)互動(dòng)，系統接入了溫度、壓力、累積流量的數據收集，通過(guò)查表和運算判斷飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽并提出警示。成功的實(shí)現了在線(xiàn)采集、實(shí)時(shí)監測、集中管控相結合的智能化能源管理框架,并可通過(guò)用能特征分析，指導用戶(hù)優(yōu)化用能管理模式。為企業(yè)提質(zhì)增效提供了覆蓋設計、研制、生產(chǎn)、選型、使用、維護全過(guò)程的個(gè)性化計量服務(wù)新模式。

圖3 能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺方案結構圖

3、智能變徑孔板流量計（傳感器技術(shù)）、數據采集NB遠傳終端（遠傳技術(shù)）及物聯(lián)網(wǎng)云平臺（大數據分析）的完美結合使得智能化能源管理模式得以實(shí)現?？稍谌細庑袠I(yè)、熱力（供熱供汽）行業(yè)、化工工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用。