近期,在浙江省“尖兵领雁+X”研发攻关计划推进下,浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂重点打造多种能源综合利用项目,对动力中心、制丝、卷包三大核心用能场景进行了综合性升级改造。
目前11台热泵机组、3个储热水器、5000平方米分布式光伏及太阳能集热系统已全部完成安装调试。老旧空调机组蒸汽盘管升级为耐腐蚀热水盘管,其中自主研发的中枢控制系统实现能源全链路数据打通,多能互补体系初步成型,而其背后支撑的是一支平均年龄35岁的青年团队。
“这次改造的系统设备多,算法复杂,依靠PLC(可编程逻辑控制器)去控制比较吃力。”动力车间项目组办公室系统管理员王虎说道。
面对多种能源形式深度耦合带来的巨大难题,“找外援”的念头曾在团队成员中闪过。但大家很快达成共识:“核心控制程序的‘命脉’,必须攥在自己手里才踏实!”凭借这股劲,团队毅然踏上自主研发的征途。
挡在他们面前的第一道难关,便是控制架构的选择。当前设备集控普遍采用PLC+SCADA(数据采集与监控系统)架构,但在应对多能互补系统中设备多样、耦合紧密的复杂场景时,传统架构在算力支撑、协同优化控制等方面存在明显局限性。
汲取过往经验,团队成员果断转向国产化物联网平台,创新引入边缘计算理念。他们分工协作,利用边缘网关进行协议转换,将数据统一接入服务器,底层传感器与执行机构则化身“神经末梢”,精准感知各项参数。
有了这个自主可控的“地基”,从底层保证了系统的开放性、灵活性和可扩展性,团队有了更大底气去挑战核心的能源调度问题。
“如何让生产过程中散逸的余热‘聪明’地流向最需要的地方?”
“能否利用夜间的储能,有效覆盖白天的用能高峰?”
……
早在项目建设初期,团队成员就针对能源调度问题进行了探讨。要将空压、制冷、生产环境等分散的“热量碎片”进行回收整合,再通过热泵机组加热后精准匹配末端热需求,可不是件容易事。
热泵机组怎么开?什么时候开?——成了“破题关键”。
“核心在于让算法真正‘理解’整个系统的运行逻辑。”团队成员袁士来一语中的。团队从用户侧需求入手,结合运行工况、设备能效等数据,让每台热泵都能够根据控制要求进行自动启停及负荷调节。
为了实现最大化节能效益,团队创新开发了系统动态运行模式——在夜间电价低谷时间段,系统自动切换为储能模式,将热水箱中蓄满热量,在次日用能高峰时释放,从而降低设备负荷,实现“削峰填谷”,构建起一套覆盖热量回收、转化、存储、供应的智能网络。
智能调度算法成功“破题”,但如何让复杂算法真正落地,让现场设备高效、可靠运转呢?依托新开发的控制架构,团队成员充分利用每一层级的优势。
底层PLC守在最前沿,精准采集系统各部分温度、压力、流量等传感器数据,并稳定执行动作指令,为整个系统筑牢运行根基。
边缘侧节点则紧贴热泵机组,实时运行单台设备智能启停、运行状态动态监测、异常预警保护。
顶层物联网平台则担任全局“智慧中枢”。依托跨系统协同的调度优化算法,它纵观全局,生成最优调度指令,再精准下达至边缘层和PLC执行。
这套分层设计构筑了一道安全屏障,即使服务器维护或通信故障,边缘侧对现场设备的实时控制也不会受到影响。同时,算法的容器化部署也使得系统迭代升级更加灵活,成功打通了智能算法落地的“最后一公里”。
这套“土生土长”的控制系统,从源头保证了系统的自主可控,让余热回收、储能调配、负荷优化流畅协同,在串联起各套设备的同时,大幅节约了全周期开发成本。该项目还成功入选2025年度杭州市十大低碳应用场景。这支年轻的“闯关”团队表示,未来将继续用自主创新的决心和汗水,在扎根设备、持续提升的智慧之路上继续探索。
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