CN103076792B - 感知传输设备及管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感知传输设备,用于对多种站点的现场控制室的监控、远程控制中心的远程监控、管理及数据传输,包括感知与控制装置、视频监控装置、安防装置、考勤装置、通讯装置、为所述感知传输设备供电的供电装置。本发明还公开了一种应用于上述的感知传输设备的管理系统,包括应用管理平台,包括智能工业监控系统和智能报表统计分析系统、本地存储管理系统、视频监控管理系统、安防一体化管理系统、网络综合管理系统。本发明的感知传输设备及管理系统,采集现场设备和传感器生产数据、对本地设备进行自动化控制并上传数据,提高站点内设备的运行效率,有效降低设备损耗和节约能源,最大程度保证设备的无故障运行。

Description

感知传输设备及管理系统

技术领域

[0001]本发明涉及多种远程站点(如自来水厂、污水厂、栗站、发电厂等)的数据采集、智能化控制和数据传输领域,尤其涉及一种感知传输设备及管理系统。

背景技术

[0002]现有技术中,对于例如自来水厂、污水厂、栗站、发电厂等站点内包括自动控制、视频监控系统、安防系统、网络和本地工控机都为单独建设,各个建设公司选用的产品品牌、型号、通讯协议、操作软件都不尽相同。在实际运行中存在以下问题:

[0003] 1、各站点同类设备都有各自操作方法、运行维护和维修方式,使整个站点集群的人员培训、设备操作、设备日常维护和维修带来很大的不便。

[0004] 2、由于通讯协议和不同软件的数据格式不同,栗站集群指挥控制中心和站点之间数据通讯就需要为每个站点单独开发通讯软件模块,不但增加了开发投入,而且不利于整个系统的运行和维护。

[0005] 3、各个功能模块为单独建设,有些可共用设备重复建设,不但浪费投资,而且增加设备运行能耗。

[0006] 4、各个功能模块独立运行,没有做到多个系统融合,相互协作运行的目的。

发明内容

[0007]本发明所要解决的技术问题是提供一种感知传输设备及管理系统,采集现场设备和传感器生产数据、对本地设备进行自动化控制并上传数据,提高站点内设备的运行效率,有效降低设备损耗和节约能源,最大程度保证设备的无故障运行。

[0008]为了解决上述技术问题,本发明提供了一种感知传输设备,用于对多种站点的现场控制室的监控、远程控制中心的远程监控、管理及数据传输,包括感知与控制装置、视频监控装置、安防装置、考勤装置、通讯装置、为所述感知传输设备供电的供电装置,其中:

[0009]所述感知与控制装置包括与输入/输出设备电连接的用于根据现场实时数据和指定的控制策略进行生产控制的工业控制处理器,所述输入/输出设备设置于各站点中采集现场设备和传感器运行数据,所述感知与控制装置与所述通讯装置电连接以将现场运行数据通过所述通讯装置直接上传至远程控制中心并接收远程控制中心的指令控制各站点设备;

[0010]所述视频监控装置与设置于各站点中的摄像机电连接以采集图像信息,所述视频监控装置与所述通讯装置电连接以将图像信息传输于远程控制中心和现场控制室的监视器上并接收控制信号对所述摄像机的云台、镜头进行控制;

[0011]所述安防装置与所述视频监控装置、各站点的报警装置联接以将报警信号并发送给远程控制中心和现场控制室,并根据远程控制中心和现场控制室的指令发出驱逐信号,所述考勤装置与各站点的门禁考勤装置电连接以记录考勤信息;

[0012] 所述通讯装置通过网络传输设备与远程控制中心和现场控制室联网。

[0013]作为优选,还包括分别与所述安防装置、考勤装置和视频监控装置电连接的本地服务器。

[0014]作为优选,所述感知与控制装置的工业控制处理器采用分散控制系统。

[0015]作为优选,所述感知与控制装置的工业控制处理器采用单片机系统。

[0016]作为优选,所述感知与控制装置的工业控制处理器采用可编辑逻辑控制器。

[0017]作为优选,所述视频监控装置包括对站点进行多路视频采集、显示、存储以及画面回访的数字视频录像机,所述视频监控装置还包括用于传输图像信息的光端机和光纤。

[0018]作为优选,所述通讯装置与所述感知与控制装置的通讯接口包括RS232接口、RS485接口、控制器局域网接口和Internet小型计算机系统接口中的一种或者几种。

[0019]作为优选,所述网络传输设备包括有线网络传输设备、无线网络传输设备、卫星通讯网络传输设备中的一种或者几种。

[0020]作为优选,所述供电装置包括市电供电电路和太阳能供电电路,其中:

[0021 ]所述市电供电电路包括分别与市电电源连接的为所述感知传输设备供电的不间断电源和为各站点生产现场仪表设备供电的隔离变压器;

[0022 ]所述太阳能供电电路包括提供直流电的太阳能电池组、蓄电池、控制所述太阳能供电电路工作状态并对所述蓄电池起过充电保护、过放电保护的作用的太阳能控制器,所述太阳能电池组和蓄电池分别连接有为交流用电设备供电的逆变器和为直流用电设备供电的直流斩波器。

[0023]本发明还提供了一种应用于如上所述的感知传输设备的管理系统,包括应用管理平台,所述应用管理平台包括用于管理所述感知与控制装置的智能工业监控系统和智能报表统计分析系统、用于管理所述本地服务器的本地存储管理系统、用于管理所述视频监控装置的视频监控管理系统、用于管理所述安防装置和考勤装置的安防一体化管理系统、用于管理所述通讯装置的网络综合管理系统。

[0024]与现有技术相比,本发明的感知传输设备及管理系统的有益效果在于:

[0025] 1、通过感知传输设备,采集现场设备和传感器生产数据、对本地设备进行自动化控制并向远程控制中心上传数据,取代用于过程控制的对象链接和嵌入(OPC)信号传输模式,使控制系统摆脱了站点工控机的束缚,可以有效预防当工控机出现故障或未开机情况,控制系统失效和无法数据上传和接收指挥控制中心指令的情况,提高站点内设备的运行效率,有效降低设备损耗和节约能源,最大程度保证设备的无故障运行。站点管理人员不但可以在站点现场控制室还可以在管理处的远程控制中心远程监测站内设备的工作状态、配电室设备、视频监控点实时信号、整个站点安防考勤情况等;支持手动控制、自动控制、远程控制现场设备的启停;图像监视站内全景及重要的工位;通过网络向指挥控制中心传送信号,并接受中心相关控制指令实现站点的本地自动控制和指挥控制中心远程控制。

[0026] 2、通过应用管理系统,能够支持各站点的自动化运行,还能帮助站点值班及巡查人员更好的掌握整个站点设备的运行状况及参数、状态量变化趋势。

[0027] 3、通过视频监控装置和安防装置、考勤装置,有效地保障站点内设备财产和工作人员的安全。

附图说明

[0028]图1为本发明的实施例的感知传输设备的产品结构示意图;

[0029]图2为本发明的实施例的感知传输设备的应用联接结构示意图;

[0030]图3为本发明的实施例的感知传输设备的连接结构示意图;

[0031]图4为本发明的实施例的感知传输设备的供电装置的市电供电电路的结构示意图;

[0032]图5为本发明的实施例的感知传输设备的供电装置的太阳能供电电路的结构示意图;

[0033]图6为应用于本发明的实施例的感知传输设备的管理系统的应用管理平台的架构示意图。

具体实施方式

[0034]下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例的感知传输设备及管理系统作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。

[0035]图1为本发明的实施例的感知传输设备的产品结构示意图;图2为本发明的实施例的感知传输设备的应用联接结构示意图;图3为本发明的实施例的感知传输设备的连接结构示意图;图4为本发明的实施例的感知传输设备的供电装置的市电供电电路的结构示意图;图5为本发明的实施例的感知传输设备的供电装置的太阳能供电电路的结构示意图。如图1至图5所示,本发明的实施例的感知传输设备I,用于对多种站点(例如污水厂,矿山,发电厂,栗站等现场站点)的现场控制室200的监控、远程控制中心100的远程监控、管理及数据传输,包括感知与控制装置11、视频监控装置12、安防装置13、考勤装置14、通讯装置15、为感知传输设备供电的供电装置16。其中:

[0036]感知与控制装置11包括与输入/输出设备电连接的用于根据现场实时数据和指定的控制策略进行生产控制的工业控制处理器,输入/输出设备设置于各站点中采集现场设备和传感器运行数据。感知与控制装置11与通讯装置15电连接以将现场运行数据通过通讯装置15直接上传至远程控制中心100并接收远程控制中心100的指令控制各站点设备。感知与控制装置11可配有高可靠性的工业控制处理器,如单片机、分散控制系统(DCS)、可编辑逻辑控制器(PLC),并配有数字、模拟量输入输出模块,能够实时采集各站点内工艺设备、仪表和电气设备的运行参数及状态信号,通过工业控制流程及算法,实现各站点设备的高效、稳定的自动化运行。单片机适用于远程站点单点或少量传感器信号采集,并支持与现场计算机进行通讯和数据上传。分散控制系统(DCS)具有高可靠性、灵活性、协调性以及易于维护等特点,广泛应用于工控领域。可编辑逻辑控制器(PLC),具有接入更多地输入输出点数、强大的计算能力、具有更高的可靠性和更强的抗干扰能力、方便日常维护和维修、支持各种通讯模块等特点,是大多数远程站点的优先选择。工业控制处理器与远程控制中心数据通讯选用网络直连方式,避免选用用于过程控制的对象链接和嵌入(OPC)通讯模式由于现场上位机故障或关机导致的无法进行数据通讯的情况。

[0037]视频监控装置12与设置于各站点中的摄像机电连接以采集图像信息,视频监控装置12与通讯装置15电连接以将图像信息传输于远程控制中心100和现场控制室200的监视器上并接收控制信号对摄像机的云台、镜头进行控制。视频监控装置12可以把每一个监控点的图像切换到与物联网相连的监视器上显示。作为改进,视频监控装置12包括对站点进行多路视频采集、显示、存储以及画面回访的数字视频录像机(DVR),视频监控装置还包括用于传输图像信息的光端机和光纤。设置数字视频录像机(DVR)进行多路视频采集、显示、存储以及画面回访,通过相应的信号接口与远程控制中心100和现场控制室200联网,以直观地显示各站点平面布置图和摄像机布局。远程控制中心100可以安装主控键盘,现场控制室200可以安装副控键盘对监控现场设备信息。视频监控装置12通过接入数字信号和模拟信号,经过视频传输设备连接传输图像信息,本实施例采用光端机和光纤,当然还可以采用视频线、网络线缆等其他视频传输设备。

[0038]安防装置13与视频监控装置12、各站点的报警装置联接以将报警信号并发送给远程控制中心100和现场控制室200,并根据远程控制中心100和现场控制室200的指令发出驱逐信号。安防装置可以通过接入电子围栏周界报警、门窗防盗报警、三鉴探测器、灯光管理等报警功能信号,并与视频监控装置12联动工作,防止人员入侵,在紧急情况时利用声、光驱逐等方式,保证站点内设备及工作人员安全。考勤装置14与各站点的门禁考勤装置电连接以记录考勤信息。

[0039] 通讯装置15通过网络传输设备与远程控制中心100和现场控制室200联网。通讯装置15兼容多种接口,与感知与控制装置的通讯接口包括RS232接口、RS485接口、控制器局域网接口(CAN)和Internet小型计算机系统接口,并支持与多种工业控制处理器(如前所述的单片机、分散控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC))通讯。作为本实施例的优选方案,网络传输设备包括有线网络传输设备、无线网络传输设备、卫星通讯网络传输设备中的一种或者几种,通讯装置15相应的具有有线网络接口、无线网络接口和卫星通讯网络接口,不但能够支持站点内各种设备的信号传输,而且以标准化的输出规范将采集到的信号、数据上传到远程控制中心。

[0040]作为一种改进,本发明的实施例的感知传输设备还包括分别与安防装置13、考勤装置14和视频监控装置12电连接的用于将站点设备运行状态、参数和人员操作记录进行本地存储以防止上传到远程控制中心100的数据丢失的本地服务器17。这样站点值班人员及巡查人员,可以通过本地触摸屏或外接显示器,实时查看站点设备运行情况,并在必要时手动改变站点内设备运行状态,通过本地服务器,将站点设备运行状态、参数和人员操作记录本地存储,防止数据上传到远程控制中心由于网络等问题造成数据丢失。

[0041]作为另一种改进,本发明的实施例的感知传输设备的供电装置16包括市电供电电路161和太阳能供电电路162。市电供电电路161包括分别与市电电源连接的为感知传输设备I供电的不间断电源1611和为各站点生产现场仪表设备供电的隔离变压器1612,通过隔离变压器1612也可以为其他外部设备电源进行供电。市电220V供电系统将感知传输设备、生产现场仪表设备以及其他设备的供电分离开来,也有助于抗电网干扰。配备UPS电源,确保在意外断电的情况下,工业控制器能够有效地进行程序和数据保护。太阳能供电电路162包括提供直流电的太阳能电池组1621、蓄电池1622、控制太阳能供电电路162工作状态并对蓄电池1622起过充电保护、过放电保护的作用的太阳能控制器1623,太阳能电池组1621和蓄电池1622分别连接有为交流用电设备供电的逆变器1624和为直流用电设备供电的直流斩波器1625。太阳能电池组1621是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能控制器1623的作用是控制整个太阳能供电电路的工作状态,并对蓄电池1622起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,太阳能控制器1623还可以具备温度补偿的功能,其他如光控开关、时控开关也可以是优选的太阳能控制器1623所具有的功能。蓄电池1622可选用镍氢电池、镍镉电池或锂电池,在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。在很多场合,都需要提供220VAC、11OVAC的交流电源。由于太阳能电池组1621的输出是直流电,为能向本发明的实施例的感知传输设备需要220VAC的单元提供电能,需要将太阳能电池组1621所产生的直流电能转换成交流电能,因此太阳能供电电路162的逆变器1624可以满足交流供电的需要。同样,在本发明的实施例的感知传输系统需要5VDC、12VDC、24VDC等不同直流电压供电场合下,太阳能供电电路162的直流斩波器1625可以满足多种电压的负载。可以根据实际所需电压选择不同类型的升压斩波器、降压斩波器或者是升压/降压斩波器。

[0042]图6为应用于本发明的实施例的感知传输设备的管理系统的应用管理平台的架构示意图。如图6所示,应用于如上所述的感知传输设备的管理系统,包括应用管理平台,应用管理平台包括用于管理所述感知与控制装置的智能工业监控系统和智能报表统计分析系统、用于管理所述本地服务器的本地存储管理系统、用于管理所述视频监控装置的视频监控管理系统、用于管理所述安防装置和考勤装置的安防一体化管理系统、用于管理所述通讯装置的网络综合管理系统。应用管理平台可选择性地安装工业实时控制软件、视频监控管理软件、安防系统管理软件、本地存储管理软件和栗站设备运行状态及状态量、参数趋势分析软件,不但能够支持站点的自动化运行,还能帮助站点值班及巡查人员更好的掌握整个站点设备的运行状况及参数、状态量变化趋势。

[0043]以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种感知传输设备,用于对多种站点的现场控制室的监控、远程控制中心的远程监控、管理及数据传输,其特征在于,包括感知与控制装置、视频监控装置、安防装置、考勤装置、通讯装置、为所述感知传输设备供电的供电装置,其中: 所述感知与控制装置包括与输入/输出设备电连接的用于根据现场实时数据和指定的控制策略进行生产控制的工业控制处理器,能够实时采集各站点内工艺设备、仪表和电气设备的运行参数及状态信号,通过工业控制流程及算法,实现各站点的设备的自动化运行,所述输入/输出设备设置于各站点中采集现场设备和传感器运行数据,所述感知与控制装置与所述通讯装置电连接以将现场运行数据通过所述通讯装置直接上传至远程控制中心并接收远程控制中心的指令控制各站点设备; 所述视频监控装置与设置于各站点中的摄像机电连接以采集图像信息,所述视频监控装置与所述通讯装置电连接以将图像信息传输于远程控制中心和现场控制室的监视器上并接收控制信号对所述摄像机的云台、镜头进行控制; 所述安防装置与所述视频监控装置、各站点的报警装置联接以将报警信号并发送给远程控制中心和现场控制室,并根据远程控制中心和现场控制室的指令发出驱逐信号,所述考勤装置与各站点的门禁考勤装置电连接以记录考勤信息; 所述通讯装置通过网络传输设备与远程控制中心和现场控制室联网; 其中,所述感知传输设备还包括分别与所述安防装置、考勤装置和视频监控装置电连接的本地服务器。
2.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述感知与控制装置的工业控制处理器采用分散控制系统。
3.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述感知与控制装置的工业控制处理器采用单片机。
4.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述感知与控制装置的工业控制处理器采用可编辑逻辑控制器。
5.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述视频监控装置包括对站点进行多路视频采集、显示、存储以及画面回访的数字视频录像机,所述视频监控装置还包括用于传输图像信息的光端机和光纤。
6.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述通讯装置与所述感知与控制装置的通讯接口包括RS232接口、RS485接口、控制器局域网接口和Internet小型计算机系统接口中的一种或者几种。
7.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述网络传输设备包括有线网络传输设备、无线网络传输设备、卫星通讯网络传输设备中的一种或者几种。
8.根据权利要求1所述的感知传输设备,其特征在于,所述供电装置包括市电供电电路和太阳能供电电路,其中: 所述市电供电电路包括分别与市电电源连接的为所述感知传输设备供电的不间断电源和为各站点生产现场仪表设备供电的隔离变压器; 所述太阳能供电电路包括提供直流电的太阳能电池组、蓄电池、控制所述太阳能供电电路工作状态并对所述蓄电池起过充电保护、过放电保护的作用的太阳能控制器,所述太阳能电池组和蓄电池分别连接有为交流用电设备供电的逆变器和为直流用电设备供电的直流斩波器。
9.一种应用于如权利要求1至8中任一项所述的感知传输设备的管理系统,其特征在于,包括应用管理平台,所述应用管理平台包括用于管理所述感知与控制装置的智能工业监控系统和智能报表统计分析系统、用于管理所述本地服务器的本地存储管理系统、用于管理所述视频监控装置的视频监控管理系统、用于管理所述安防装置和考勤装置的安防一体化管理系统、用于管理所述通讯装置的网络综合管理系统。
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