行业概述

截至2020年底，全国全口径发电装机容量22亿千瓦，火电12.5亿千瓦、水电3.7亿千瓦、核电4989万千瓦、并网风电2.8亿千瓦、并网太阳能发电装机2.5亿千瓦。全国发电设备平均利用小时3758小时，同比降低70小时，火电设备利用小时4216小时，同比降低92小时，其中煤电4340小时，同比降低89小时。

在现代的火力发电中，由于生产过程和设备运行的特殊性和复杂性，设备部件长期处于超负荷疲劳运行状态，极大的加剧了设备的维修和更换的频率，长此以往，在不能保证安全高效生产的同时，又增加了企业的设备维护和运营成本。所以对关键设备运行状态的监测具有很大的意义。在设备状态监测、远程故障诊断等功能在电力领域已经开始部署并取得显著成效。

一般火电厂常见需要监测的设备为各类风机、水泵和油泵

客户需求

以某国内电力行业上市公司火电厂为例，客户积极融入数字经济发展新格局，做坚定的数字化转型践行者，致力于电厂的智能化运维。客户希望用最少的布线施工和极高性价比的方案，将燃机、汽机和锅炉区域的各类油泵、水泵、风机等进行运行状态的在线监测，对监测数据进行分析处理，进行越限报警提示，及时发现故障，采取预防措施。

监测区域和设备清单如下表：

                    燃机厂房                                                                  汽轮机厂房

解决方案

捷杰传感针对客户的需求量身打造了一套软硬件解决方案，包含VB21 ZigBee版无线智能振动传感器、VB23P有线供电ZigBee版无线振动传感器、GTS20分体式ZigBee版无线温度传感器、GCS20分体式ZigBee版无线电流传感器、NGWZ工业级户外基站和工业捷联云平台。


                                   Geniitek-ZigBee系列传感器应用系统拓扑图

振动传感器采用高精度MEMS三轴加速度传感器，精确采集电厂需要运维设备的振动信息，配合采集温度和电流等信息数据，通过ZigBee无线协议和数采终端实现数据上云或到中央服务器。工业捷联云平台内置状态监测诊断系统软件，能够在线实时显示设备运行状态和报警信息，分析诊断设备故障，对电厂各个设备的安全运行和科学维修提供决策支持。

Geniitek-ZigBee系列传感器和应用系统基于无线ZigBee协议，可自组网形成点对点或星型网络拓扑结构。采集的数据以无线方式传输至中心服务器，根据现场通讯条件，单个节点户外可视通讯距离300m（空旷无遮挡环境）；VB23P有线供电ZigBee版无线振动传感器作为路由中继，通过路由跳点方式户外可视通讯距离可以超过2000m，有效解决了困扰后装传感器而带来的复杂的现场施工和布线问题。

                                            传感器无线组网方案

该系统的温度和电流传感器采用低功耗算法，实现传感器电池供电长期工作，方便监测；采用高能量锂亚电池供电，可在采样间隔1小时的情况下连续工作长达2年以上。外壳采用高强度合金和工程塑料，电池更换方便，适应高温强振的恶劣工业现场。

Geniitek-VB21、VB23P无线振动传感器具有强大的边缘计算能力，内置智能FFT频谱分析算法；是一种新型的数据采集系统，取代传统的压电类模拟输出量传感器。本系统防水、防尘，安装维护方便，无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。可以组成庞大的无线传感器网络，最多可支持200个测点同时进行测试。

客户使用简便，算法在传感器端完成，数字化输出、性价比高，主要用于电力设备状态监测的智能化改造和升级市场。可广泛用于对电机、风机、空压机、油泵、水泵等旋转机械设备进行振动安全和温升安全的在线监测。

以下图给水泵为例，在电机的驱动端和非驱动端各安装1个3轴向无线振动温度复合传感器对电机运行状态进行在线监测。

                                 

主要硬件配置

Geniitek-VB21、VB23P ZigBee版无线振动传感器

 
技术参数图

Geniitek-NGWZ工业级户外基站

                        网关图

工业捷联云平台
具备大屏展示功能，对设备和传感器的数据进行汇总、统计、分类展示。

状态和报警信息统计，展示设备及设备上的传感器当前运行状态和报警信息。

传感器详情，展示传感器振动数、温度、电池电压等信息的当前数据和历史波形。

振动传感器采集到的振动加速度原始波形，为设备故障诊断分析和科学维修提供原始数据保证。

客户价值

捷杰传感的系列智能传感器和应用系统解决了电厂智能化运维的以下问题：

①实时运行监视——实现了对电厂各种水泵、油泵、风机、电机等设备的运行状态的实时监控，并提供数据保存和回放功能，设备管理人员可以通过数据回放追溯某一时段的设备实际状态。

②趋势分析——通过对以往采集的历史数据的调用查询和分析，为故障判断提供数据支撑，可以对今后的装置技术改造提供正确、科学、合理的依据。

③监测点分类处理——针对不同设备以及不同部位，进行合理的数据采集密度。

④设备状态监测——综合展示设备整体运转情况，包含运行设备数量、停机设备数量、故障设备数量、在修设备数量、待修设备数量。

⑤事件与报警——对监测数据进行分析处理，进行越限报警提示，及时发现故障，采取预防措施。

⑥设备资产管理——提供故障检修、计划维修等维修保养模式，实现对设备全生命周期管理。

⑦多层级用户管理——对用户进行分层级管理，每个层级设置相应管理员，管理员可实现本层级相应管理模块的调整及下一层级的管理员设定功能。

⑧移动应用——在Android移动设备上进行操作、显示。实现业务流转审批、业务消息推送、常用功能操作、重要数据查询等功能。

竞争优势

产品种类丰富，适用场景多样。我们对各种使用场景下传感器的选择和使用有深刻的认识，可以帮客户选择最适合自己产品，针对不同客户需求配套多种无线和有线传感器搭配的监测方案。已经陆续推出12款工业级温振复合传感器和配套的网关产品，以适应客户复杂多样的使用场景和使用方法。无线传输方案有BLE5.0、ZigBee、WiFi、LoRa、RS485+LoRa、NB-IoT、LoRaWAN，有线传输方案RS485和4-20mA等，高可靠性设计，均可用于室内外高温高湿等复杂的工业现场环境。

协议开放，升级简便。我们设计的传感器为工业物联网而生，具有更高适用性，传感器的嵌入式程序和算法可进行无线升级。

部署方便，费用低。无线监测方案，无须重新布线（电源和网线）,相对于传统的有线振动传监测系统无线的部署成本减少90%以上，大大降低了施工审批的难度；废弃了传统振动监测系统的数据转换模块，硬件成本大幅度降低。

规模化生产，批量出货。传感器采用模块化设计，拥有自己的传感器封装、生产、组装测试厂，可以规模化大生产。