CN103135468B - 一种数字营区测控分机及测控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字营区测控分机及测控方法，模拟量输入电路和总线接口电路通过内部总线与中央处理器相连接，中央处理器、直流电源模块和模拟量输入电路通过排线与输入/输出接口板相连接，实现数据采集和控制，同时为其提供电源。本发明通过轮询的方式将营区设施设备的各项参数采集送给计算机，同时，将计算机的控制命令经过程序分析处理传给营区设施设备，实现实时管控。本发明可以对营区内各种类型的设施设备的各项参数进行实时采集，同时，通过TCP/IP协议将采集到的数据经过程序处理后送给上位计算机，方便操作者全面了解数字营区各种设施设备的使用情况，并通过计算机发送并接收控制命令，实现营区设施设备的实时控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种实时检测并控制营区设施设备的数字营区测控分机及测控方法，属于自动控制技术领域。
背景技术
近些年来，随着智能住宅小区、数字营区的兴起与不断发展，小区和营区内日常工作生活中所用到的设备的种类、数量也在不断增加，这就导致了设备管理的工作量和难度亦不断增加。因此，如何实时、有效地对小区和营区内的设施设备进行智能管控十分重要。
目前，为了有效地解决设备管理问题，保证小区和营区内设备的正常进行，许多营区利用先进的计算机技术、数据库技术、物联网技术等开发了各种设施设备测控装置，检测营区设施设备各项数据的同时并对其进行控制。设备测控装置的应用从很大程度上解决了当前营区中的设备管控问题，推进了营区的数字化建设。但是目前的设施设备测控装置大多只是一种被动的、离线的、非实时的测控，设施设备的检测数据很难做到自动、统一地管理、分析和存储，不利于管理者对整个营区的设备情况做出整体判断，因而并没有从整体上解决设备管控问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：研制了数字营区测控分机，以解决营区现有设施设备需要依靠大量人力进行监测控制且数据无法进行有效地整体分析处理而导致的设备管控效率低下、数据利用率低、可视化程度不高和自动化程度低等问题。
本发明的技术方案是：一种实时检测并控制营区设施设备的数字营区测控方法，所述数字营区测控方法采用的测控分机采用模块化设计思想，通过以太网下载并固化梯形图LAD程序，采集营区设施设备的各项参数并通过以太网传给计算机工作站，同时，接收计算机工作站的控制命令，经过程序分析处理传给执行装置，实现数字营区设备的实时管控。
进一步，采集营区设施设备的各项参数方法为：首先营区内设施设备的各项参数通过所述中央处理器中的固化程序采集到输入/输出接口板，该接口板可根据模拟量输入模块输出方式的不同，通过选择跳线而安全、方便地实现标准模拟量信号的采集；然后输入输出接口板将采集到的数据通过排线传给所述中央处理器进行分析处理；然后中央处理器将整理后的数据通过以太网(TCP/IP协议)传给计算机工作站，对整个营区多个测控分机的多个设施设备进行整体上的数据整理、分析、处理和存储显示。
进一步，接收计算机工作站的控制命令，经过程序分析处理传给执行装置，实现数字营区设备的实时管控，其方法为：首先所述中央处理器通过以太网(TCP/IP协议)接收来自计算机工作站的控制命令；然后根据所述中央处理器中的LAD程序，结合当前状况判断该控制命令是否可被执行，如果所述控制命令可执行，则通过所述输入/输出接口板控制所述营区设施设备进行相应的操作。
本发明的另一目的在于提供一种数字营区测控分机，其特征在于，该测控分机包括，中央处理器(11)、模拟量输入电路(12)、总线接口电路(13)、直流电源(14)、输入/输出接口板(15)和线槽(16)，其中，模拟量输入电路(12)和总线接口电路(13)通过内部总线与中央处理器(11)相连接，中央处理器(11)、直流电源模块(14)和模拟量输入电路(12)通过排线与输入/输出接口板(15)相连接，实现对营区设施设备的数据采集和控制，同时为其提供电源。
进一步，所述中央处理器(11)集成数字量输入/输出接口，与所述模拟量输入电路(12)、总线接口电路(13)和输入/输出接口板(15)连接，用于执行固化的梯形图LAD程序、采集存储所述营区设施设备的各项参数并接收所述控制命令，然后对采集数据进行预处理并与所述计算机工作站进行数据交互，同时对所述控制命令进行解析，并根据当前状况判断所述控制命令是否可被执行，如果所述控制命令可执行，则通过所述输入/输出接口板(15)控制所述营区设施设备进行相应的操作。
进一步，所述模拟量输入电路(12)，用于液位计、温度计的模拟量信号采集，将其各个参数数据采集并送给中央处理器(11)。
进一步，所述总线接口电路(13)，用于支持相应预设总线通信协议的智能设备的参数采集，将其各个参数数据采集并送给中央处理器(11)，同时接收中央处理器(11)的控制命令。
进一步，所述输入/输出接口板(15)包括，
交流电源端子(151)，用于为营区设施设备提供220VAC交流电源；
直流电源端子(152)，用于为营区设施设备提供5/12/24/36VDC直流电源；
信号输入/输出端子(153)，用于连接中央处理器、模拟量输入电路和营区设施设备，实现输入/输出信号的方便转接；
驱动模块(154)，用于提供任意两点输出之间的互斥保护和延时保护；
输出选择跳线(155)，根据模拟量输入模块的输出方式的不同，可根据跳线选择相应的输出；
输入选择跳线(156)，用于提供有源/无源模拟量输入选择功能；
现场接线端子(157)，用于连接现场设施设备；
保险丝(158)，为整个测控分机提供过流保护。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了针对数字营区中的设施设备的测控分机，该测控分机可以对营区内各种类型的设施设备(包括支持数字量信号输入\输出的阀门、泵等，支持模拟量信号输入的压力变送器、温度计等，支持通信总线方式的电表、水表、温控仪等)的各项参数进行实时采集，同时，通过TCP/IP协议将采集到的数据经过程序预处理后送给上位计算机，方便操作者全面了解数字营区各种设施设备的使用情况，并通过计算机发送并接收控制命令，实现营区设施设备的实时控制。本发明无需依靠大量的人力，较大程度提高了工作效率。
并且，本测控分机中的输入/输出接口板采用基板和可拆卸的驱动模块相结合的结构，不仅实现了对中央处理器与现场设施设备之间的信号转接，同时起到了对整个测控分机的隔离保护作用；整个接口板安装方便，可根据中央处理器输出形式(晶体管输出、继电器输出)的不同，通过输出选择跳线实现输出形式之间的可靠转换；通过输出选择跳线，可对需采用不同电压(直流或交流)供电的现场设施设备进行按需供电；对于需要对其进行控制的营区设备(如泵、阀等)，可以提供控制命令的互斥保护，保证设备的安全运行，同时，对中央处理器下发的每个控制命令，通过驱动模块提供延时保护，保证设备的可靠运行；对于不同类型(有源/无源)的模拟量输入，通过输入选择跳线进行选择；整个输入/输出接口板通过保险丝，对测控分机提供过流保护，进一步提高了控制的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的测控分机外观结构示意图；
图2为本发明实施例提供的实施例提供的测控分机内部结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种实施例提供的测控分机内部结构示意图；
图4为本发明实施例提供的输入/输出接口板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例提供了一种实时检测并控制营区设施设备的数字营区测控方法，所述数字营区测控方法采用的测控分机采用模块化设计思想，通过以太网下载并固化梯形图LAD程序，采集营区设施设备的各项参数并通过以太网传给计算机工作站，同时，接收计算机工作站的控制命令，经过程序分析处理传给执行装置，实现数字营区设备的实时管控。
采集营区设施设备的各项参数方法为：首先营区内设施设备的各项参数通过所述中央处理器中的固化程序采集到输入/输出接口板，该接口板可根据模拟量输入模块输出方式的不同(如继电器输出、晶体管输出)，通过选择跳线而安全、方便地实现标准模拟量信号的采集；然后输入输出接口板将采集到的数据通过排线传给所述中央处理器进行分析处理；然后中央处理器将整理后的数据通过以太网(TCP/IP协议)传给计算机工作站，对整个营区多个测控分机的多个设施设备进行整体上的数据整理、分析、处理和存储显示。
接收计算机工作站的控制命令，经过程序分析处理传给执行装置，实现数字营区设备的实时管控方法为：首先所述中央处理器通过以太网(TCP/IP协议)接收来自计算机工作站的控制命令；然后根据所述中央处理器中的LAD程序，结合当前状况判断该控制命令是否可被执行，如果所述控制命令可执行，则通过所述输入/输出接口板控制所述营区设施设备进行相应的操作。
参见图1、图2和图3，本发明实施例还提供了一种数字营区测控分机，该测控分机包括，中央处理器(11)、模拟量输入电路(12)、总线接口电路(13)、直流电源(14)、输入/输出接口板(15)和线槽(16)，其中，模拟量输入电路(12)和总线接口电路(13)通过内部总线与中央处理器(11)相连接，中央处理器(11)、直流电源模块(14)和模拟量输入电路(12)通过排线与输入/输出接口板(15)相连接，实现对营区设施设备的数据采集和控制，同时为其提供电源。
中央处理器(11)集成数字量输入/输出接口，与所述模拟量输入电路(12)、总线接口电路(13)和输入/输出接口板(15)连接，用于执行固化的梯形图LAD程序、采集存储所述营区设施设备的各项参数并接收所述控制命令，然后对采集数据进行预处理并与所述计算机工作站进行数据交互，同时对所述控制命令进行解析，并根据当前状况判断所述控制命令是否可被执行，如果所述控制命令可执行，则通过所述输入/输出接口板(15)控制所述营区设施设备进行相应的操作。
模拟量输入电路(12)，用于液位计、温度计的模拟量信号采集，将其各个参数数据采集并送给中央处理器(11)。
总线接口电路(13)，用于支持相应预设总线通信协议的智能设备的参数采集，将其各个参数数据采集并送给中央处理器(11)，同时接收中央处理器(11)的控制命令。
输入/输出接口板(15)包括，
交流电源端子(151)，用于为营区设施设备提供220VAC交流电源；
直流电源端子(152)，用于为营区设施设备提供5/12/24/36VDC直流电源；
信号输入/输出端子(153)，用于连接中央处理器、模拟量输入电路和营区设施设备，实现输入/输出信号的方便转接；
驱动模块(154)，用于提供任意两点输出之间的互斥保护和延时保护；
输出选择跳线(155)，根据模拟量输入模块的输出方式的不同，可根据跳线选择相应的输出；
输入选择跳线(156)，用于提供有源/无源模拟量输入选择功能；
现场接线端子(157)，用于连接现场设施设备；
保险丝(158)，为整个测控分机提供过流保护。
本发明是这样使用的：首先在设备所在区域按照规范安装测控分机，同时将各种类型的设施设备(包括支持数字量信号输入\出的阀门、泵等，支持模拟量信号输入的压力变送器、温度计等，支持通信总线方式的电表、水表、温控仪等)按照预设方式接入测控分机；然后通过工业以太网，将计算机编写好的梯形图LAD程序下载并固化到相应位置的测控分机，并将其切换到工作模式；最后，测控分机根据程序自动采集对应区域的设施设备实时数据，并通过预处理后通过以太网(TCP/IP协议)上传给计算机，同时，将计算机的控制命令经过程序分析处理传给设施设备，实现数字营区设施设备的实时管控。
Claims (2)
1.一种实时检测并控制营区设施设备的数字营区测控方法，其特征在于，所述数字营区测控方法选用的测控分机采用模块化设计思想，通过以太网下载并固化梯形图LAD程序，采集营区设施设备的各项参数并通过以太网传给计算机工作站，同时，接收计算机工作站的控制命令，经过程序分析处理传给执行装置，实现数字营区设备的实时管控；
采集营区设施设备各项参数的方法为：首先营区内设施设备的各项参数通过中央处理器中的固化程序采集到输入/输出接口板，该接口板可根据模拟量输入模块输出方式的不同，通过选择跳线而安全、方便地实现标准模拟量信号的采集；然后输入输出接口板将采集到的数据通过排线传给所述中央处理器进行分析处理；然后中央处理器将整理后的数据通过以太网传给计算机工作站，对整个营区多个测控分机的多个设施设备进行整体上的数据整理、分析、处理和存储显示；
接收计算机工作站的控制命令，经过程序分析处理传给执行装置，实现数字营区设备的实时管控，其方法为：首先所述中央处理器通过以太网接收来自计算机工作站的控制命令；然后根据所述中央处理器中的LAD程序，结合当前状况判断该控制命令是否可被执行，如果所述控制命令可执行，则通过所述输入/输出接口板控制所述营区设施设备进行相应的操作。
2.一种数字营区测控分机，其特征在于，该测控分机包括，中央处理器(11)、模拟量输入电路(12)、总线接口电路(13)、直流电源(14)、输入/输出接口板(15)和线槽(16)，其中，模拟量输入电路(12)和总线接口电路(13)通过内部总线与中央处理器(11)相连接，中央处理器(11)、直流电源模块(14)和模拟量输入电路(12)通过排线与输入/输出接口板(15)相连接，实现对营区设施设备的数据采集和控制，同时为其提供电源；
所述中央处理器(11)集成数字量输入/输出接口，与所述模拟量输入电路(12)、总线接口电路(13)和输入/输出接口板(15)连接，用于执行固化的梯形图LAD程序、采集存储所述营区设施设备的各项参数并接收所述控制命令，然后对采集数据进行预处理并与计算机工作站进行数据交互，同时对所述控制命令进行解析，并根据当前状况判断控制命令是否可被执行，如果所述控制命令可执行，则通过所述输入/输出接口板(15)控制所述营区设施设备进行相应的操作；
所述模拟量输入电路(12)，用于液位计、温度计的模拟量信号采集，将其各个参数数据采集并送给中央处理器(11)；
所述总线接口电路(13)，用于支持相应预设总线通信协议的智能设备的参数采集，将其各个参数数据采集并送给中央处理器(11)，同时接收中央处理器(11)的控制命令；
所述输入/输出接口板(15)包括：
交流电源端子(151)，用于为营区设施设备提供220VAC交流电源；
直流电源端子(152)，用于为营区设施设备提供5/12/24/36VDC直流电源；
信号输入/输出端子(153)，用于连接中央处理器、模拟量输入电路和营区设施设备，实现输入/输出信号的方便转接；
驱动模块(154)，用于提供任意两点输出之间的互斥保护和延时保护；
输出选择跳线(155)，根据模拟量输入模块的输出方式的不同，可根据跳线选择相应的输出；
输入选择跳线(156)，用于提供有源/无源模拟量输入选择功能；
现场接线端子(157)，用于连接现场设施设备；
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