CN101887259A - 燃煤称重网络化智能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤称重网络化智能系统，包括监控中心、智能控制器与外围设备，所述智能控制器与监控中心之间采用ARQ协议的网络通信，其中智能控制器包括电路连接的主板与扩展板，扩展板上设有相应的网络通信装置以及与外围设备对应连接的接口，主板上设有数据处理器以及与数据处理器数据交换的备份数据存储器；所述外围设备包括压力传感器、视频输入设备、音频输入输出设备。该燃煤称重网络化智能系统能够和现有的燃煤锅炉称量装置相连接，直接监控所检测到的数据，并进行分析和监控，利用其传输装置可以进行远程监控，其视频和语音传输功能，能够配合现场人员进行监控和指挥，并能够通过系统扩展外接其他的传感设备实现与安全系统的结合。

Description

燃煤称重网络化智能系统

技术领域

本发明属于一种智能测控系统，具体是一种燃煤称重用的网络智能化系统。

背景技术

一直以来，燃煤锅炉作为蒸汽和热量的发生装置广泛应用于工业生产企业，生产企业最难监控的是对所添加燃煤的称量。一些企业受利益的驱使，利用燃煤添加称量难以监控的特点，采取谎报所称量的燃煤重量的方式获利。目前，虽然存在并使用着一些燃煤称重系统，但这些系统往往需要独立的称重系统、需要单独的称重步骤，不能和燃煤添加的动态过程结合起来，因此市场上迫切需要有一种测控系统能配合燃煤锅炉进行称量，有效防止在称量的过程中出现作弊的行为。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种燃煤称重网络化智能系统，该系统能够通过扩展外接的传感设备，以及其自带的视频监控及语音传输设备，对添加到锅炉中的燃煤进行称量和监控，得到准确的数据，并防止和杜绝称量过程中存在的作弊行为。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：燃煤称重网络化智能系统，包括监控中心、智能控制器与外围设备，所述智能控制器与监控中心之间采用ARQ协议的网络通信，其中智能控制器包括电路连接的主板与扩展板，扩展板上设有相应的网络通信装置以及与外围设备对应连接的接口，主板上设有数据处理器以及与数据处理器数据交换的备份数据存储器；所述外围设备包括压力传感器、视频输入设备、音频输入输出设备。

本系统通过智能控制器与相应通信网络的设置，使监控中心与地理位置分散的多个外围设备(应用终端)进行数据通信，进而实现监控中心对燃煤称重现场的称量统计与实时监控。本系统可根据实际情况将监控中心所负责的区域划分为多个片区，每个片区内设置相应的智能控制器。由智能控制器对各自片区内所采集的数据信号进行控制处理，然后通过通信网络将处理后的数据(包括音频、视频以及称量数值信号)传送至监控中心，如有需要智能控制器将接收监控中心相应的决策信息(包括音频)，并通过智能控制器所连接的输出设备，将决策信息传送至燃煤称重现场，由燃煤称重现场的工作人员根据决策信息作出相应的工作调整。

本系统智能控制器与监控中心之间采用ARQ协议的网络通信，智能控制器主板上设有数据处理器以及与数据处理器数据交换的备份数据存储器。采用ARQ协议，以智能控制器作信号发送方为例，当智能控制器检测到数据传送出错时，可以将数据重新发送，恢复正常的网络通信；当智能控制器与监控中心之间网络中断时，数据处理器可以缓存部分待发送的数据，待网络正常后，再将缓存的数据发送。但由于视频信息所占存储空间较大，数据处理器所能实现的缓存功能有限，且会影响智能控制器的正常的数据处理功能，故另设与数据处理器数据交换的备份数据存储器，用于随时备分数据。若网络持续中断，备分数据可作为历史记录保存在备份数据存储器，若网络修复，备份数据存储器将所备份的相应数据一组一组地复制给数据处理器，由数据处理器控制并进行重新发送。上述过程由相应软件配合实现。

本发明燃煤称重网络化智能系统是一种集数据采集、视频采集、数据存储、网络传输为一体的高科技智能系统，能够和现有的燃煤锅炉称量装置相配合，直接监控所检测到的数据，若采用无线传输装置可以进行远程监控，其视频和语音传输功能，能够配合现场专业安全人员进行监控和指挥；采用ARQ协议以及数据备份的形式，可以保证数据的完整与准确。

进一步，所述智能控制器外接备用电源，可以避免由于智能控制器处的电源断电对整个系统所导致的不良影响，保证智能控制器的稳定工作。

进一步，所述智能控制器设有过压保护装置。设置过压保护装置，可以使智能控制器在现场供电大幅波动的情况下能够正常工作，其具体方式较多，如类似于变压器所设的过压保护器或是在智能控制器内部设置过压保护电路等。

进一步，所述外围设备还包括温度传感器、气体传感器以及报警器。利用温度传感器、气体传感器可以检测称重现场的温度以及二氧化碳浓度的变化，传感数据经智能控制器或监控中心的处理判断，认定有潜在或明显危险的，可以通过报警器通知有关人员，进行一定的疏散/救护工作。

具体实施方式

本发明燃煤称重网络化智能系统，包括监控中心、智能控制器与外围设备，所述智能控制器与监控中心之间采用ARQ协议的网络通信，其中智能控制器包括电路连接的主板与扩展板，扩展板上设有相应的网络通信装置以及与外围设备对应连接的接口，主板上设有数据处理器以及与数据处理器数据交换的备份数据存储器；所述外围设备包括压力传感器、视频输入设备、音频输入输出设备、温度传感器、气体传感器以及报警器。智能控制器外接备用电源与过压保护装置。

其中视频输入设备采用挂壁或是安于企业现场立柱摄像机，智能控制器数据处理器采用基于freescale、带MPEG4和H.264硬件编解码的I.MX27 SOC芯片，网络通信装置选用GPRS/CDMA/PNST/WI-FI装置或者应用以太网接口实现有线传输功能，部分远距离设置的外围设备通过数据线路、经接线盒与智能控制器扩展板上相应的接口连接。其中接线盒可采用挂壁或是安于企业现场立柱的安装方式。现场需要悬吊式传感器的，为了避免线缆被挂断或磨损，要求有自动收线筒自动收线。

本发明智能系统所使用的智能控制器是系统终端的主要设备，它接收压力传感器发来的毫伏信号，将其经过放大后进行AD转换并计算出重量，然后通过光纤网络(或者CDMA、GPRS、PNST)将数据传输到监控中心计算机。同时，控制器还接受安装在现场的监控摄像机发送的视频信号，经过智能控制器中数据处理器的编解码，，然后通过光纤网络(或者CDMA、GPRS、PNST)将视频数据传输到监控中心计算机，可实现现场图像的实时监控。

在现场市电中断的情况下能够继续工作，控制器外接后备电源；为了在现场供电大幅波动的情况下能够正常工作，控制器还外接三相组合式过压保护器或是变压器中所使用的过压保护器；为了长期连续工作的稳定性，作为一种具体实施方式，智能控制器与监控中心之间建立在TCP/UDP之上，利用16位CRC进行检错，利用连续ARQ进行差错控制，作为另一种具体实施方式，智能控制器与监控中心之间采用自适应重传混和ARQ方式传输，两种方式能够自动监测网络故障，自动恢复通信状态，可以在网络通讯出现故障或者视频服务器出现故障时进行自动复位；为了在网络中断的情况下，监控数据仍然能够完整的保留，控制器设计了与数据处理器数据交换的备份数据存储器，必要时可以通过计算机标准U盘进行历史数据的拷贝，其中备份数据存储器采用SPI串行Flash存储器或串行F-RAM存储器，当然也可以采用其他SPI接口存储器，但要求有一定的储存空间。另外数据存储器还可以通过光纤网络(或者CDMA、GPRS、PNST)，将备份数据传送到企业的数据库服务器中。为了妥善地保护智能控制器，在具体实施中将控制器、后备电源、过压保护器置于同一控制柜中，为了在出现雷电时保护设备的安全，在控制柜里安装有防雷板，防雷板的主要器件是防雷管，防雷管的一端是接电压信号输入端，另一端是接地的，假设防雷管的击穿电压是16伏，那么当有大于16伏的电压输入时，防雷管就会被击穿，此时防雷管就变成了导体将高压电流导入大地；为了与监控中心实现语音对话，控制柜设计了语音对讲系统(如话筒、喇叭等)，即上述的音频输入输出设备。

本发明燃煤称重网络化智能系统还设有由温度传感器或气体传感器触发的报警器，监控中心、智能控制器与燃煤称量均可设置所述报警器，具体方案中报警器可选用LED灯、蜂鸣器等现有的报警警示装置；温度传感器可选用隔爆型温度传感器、铠装温度传感器或端面温度传感器；气体传感器可选用半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器或红外线气体传感器。

本发明燃煤称重网络化智能系统，通过连接在煤斗上安置的压力传感器，对煤斗中燃煤直接进行称量，通过无线或有线的传输方式将信号传递控制系统，监控人员可通过控制系统和视频及音频输入系统进行远程控制，能够有效保证现场燃煤称量的准确性，也能够进行远程的监控。假如在现场需要悬吊式传感器，为了避免线缆被挂断或磨损，要求有自动收线筒自动收线。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.燃煤称重网络化智能系统，包括监控中心、智能控制器与外围设备，其中智能控制器包括电路连接的中央主板与扩展板，主板上设有数据处理器，扩展板上设有与外围设备对应连接的接口，其特征在于：所述智能控制器与监控中心之间采用ARQ协议的网络通信，扩展板上设有相应的网络通信装置，主板上设有与数据处理器数据交换的备份数据存储器；所述外围设备包括压力传感器、视频输入设备、音频输入输出设备。

2.如权利要求1所述的燃煤称重网络化智能系统，其特征在于：所述智能控制器外接备用电源。

3.如权利要求1所述的燃煤称重网络化智能系统，其特征在于：所述智能控制器设有过压保护装置。

4.如权利要求1所述的燃煤称重网络化智能系统，其特征在于：所述外围设备还包括温度传感器、气体传感器以及报警器。