CN103267229A - 一种工业煤气数据采集和监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及远程监控技术领域，特别涉及一种工业煤气数据采集和监控装置，包括采用无线传输方式的第一数据采集系统、采用有线传输方式的第二数据采集系统、数据传输网、应用服务器、实时数据库服务器。第一数据采集系统、第二数据采集系统、应用服务器及实时数据库服务器分别与数据传输网连接。第一数据采集系统及第二数据采集系统分别将采集的煤气数据通过数据传输网传送至应用服务器，应用服务器将煤气数据进行处理后传送至实时数据库服务器进行存储。本发明提供的工业煤气数据采集和监控装置，解决了传统型的数据采集监控对现场情况复杂分散广的煤气用户不易采集和传输的问题，保证了煤气过程数据的完善性、准确性。

Description

一种工业煤气数据采集和监控装置

技术领域

本发明涉及远程监控技术领域，特别涉及一种工业煤气数据采集和监控装置。

背景技术

煤气数据采集和监控主要是为了获取煤气管网上所有用户煤气使用情况的实时数据，然后上传到能源中心对数据进行分析处理。传统的数据采集和监控主要由监控中心、有线通讯网络、远程数据采集终端组成，但由于钢铁工业中煤气管网用户点分散广，现场情况复杂，部分站所的煤气数据采集不易铺设有线通讯网络，且监控系统因有线通讯网络中断或者现场仪表故障导致传输到监控调度中心的数据准确性低，直观的影响了调度人员的判断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在不同工业现场对煤气数据准确的进行采集的的工业煤气数据采集和监控装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种工业煤气数据采集和监控装置，其特征在于，包括采用无线传输方式的第一数据采集系统、采用有线传输方式的第二数据采集系统、数据传输网、应用服务器、实时数据库服务器。所述第一数据采集系统及所述第二数据采集系统分别通过所述数据传输网与所述应用服务器及所述实时数据库服务器连接。所述第一数据采集系统及所述第二数据采集系统分别将采集的所述煤气数据通过所述数据传输网传送至所述应用服务器，所述应用服务器将所述煤气数据进行处理后传送至所述实时数据库服务器进行存储。

进一步地，所述第一数据采集系统包括：第一PLC、第一信息采集装置、被动式电子标签及解读器。所述第一PLC与所述第一信息采集装置连接，所述被动式电子标签集成在所述第一信息采集装置中，所述第一PLC采集的煤气数据存储在所述被动式电子标签中。所述解读器发射无线电信号给所述被动式电子标签，读取所述被动式电子标签中的的煤气数据。所述解读器与所述数据传输网连接。

进一步地，所述第二数据采集系统包括第二PLC、第二信息采集装置及交换机。所述第二PLC依次通过所述第二信息采集装置及所述交换机与所述数据传输网连接。

进一步地，所述应用服务器包括：协议解析单元，用于解析所述第一信息采集装置及所述第二信息采集装置采集的煤气数据并存储到所述实时数据库服务器中。分析处理单元，用于监控所述第一PLC及所述第二PLC与所述实时数据库服务器之间是否出现通信中断及对煤气数据的量程进行监控。

进一步地，所述分析处理单元包括：通信监控模块，用于监控所述第一PLC及所述第二PLC与所述实时数据库服务器之间是否出现通信中断。通信处理模块，对通信中断的PLC所监控的数据选用经验值存储在所述实时数据库服务器中。报警处理模块，用于对煤气数据的量程进行监控，若煤气数据不在设定的量程内则发出警报。

进一步地，还包括主动式电子标签及可移动解读器。所述主动式电子标签与所述实时数据库服务器连接。所述主动式电子标签通过所述通信监控模块获取的通信中断的PLC所在的站所，并将站所名信息发送到所述可移动解读器上。

进一步地，还包括显示设备。所述显示设备与所述数据传输网连接。

进一步地，所述数据传输网为以太网。

本发明提供的工业煤气数据采集和监控装置，采用无线传输和有线传输结合的技术解决了传统型的数据采集监控对现场情况复杂分散广的煤气用户不易采集和传输的问题，在实际应用中，可根据工业现场的情况灵活的选用无线传输方式的第一数据采集装置或采用有线传输方式的第二数据采集装置，能够适用于各种不同的工业现场。本发明提供的工业煤气数据采集和监控装置，实现了传输过程中对有问题的数据的自动校验，对巡检人员开展工作起到了指导作用，保证了煤气过程数据的完善性、准确性。本发明提供的工业煤气数据采集和监控装置，结构合理，便于与传统的数据采集监控系统相结合，实现了对钢铁冶金中复杂煤气管网的站所工艺数据的采集监控互补，保证了监控的全面性，可对无人值守站所实现良好的监控管理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的工业煤气数据采集和监控装置结构框图。

图2为本发明实施例提供的应用服务器系统框图。

具体实施方式

参见图1及图2，本发明实施例提供了一种工业煤气数据采集和监控装置，包括第一数据采集系统、第二数据采集系统、数据传输网1、应用服务器、实时数据库服务器、第一信息采集装置、第二信息采集装置、，主动式电子标签、可移动解读器及显示设备。第一数据采集系统、第二数据采集系统、应用服务器、实时数据库服务器及显示设备分别与数据传输网1连接。主动式电子标签与实时数据库服务器连接。下面进一步的对本发明实施例提供的工业煤气采集和监控装置的结构进行介绍：

参见图1，第一数据采集系统包括：第一PLC、第一信息采集装置、被动式电子标签及解读器。第二数据采集系统包括第二PLC、第二信息采集装置及交换机。第一PLC与煤气用户站所的设备连接，用于对煤气用户的生产、消耗、存储、放散等数据的采集。第一PLC与第一信息采集装置连接。被动式电子标签集成在第一信息采集装置中，具体为：第一PLC采用Profibus总线接口的方式连接，在实际应用中需要增加Profibus通讯网关及DP耦合器，在第一PLC侧，把DP耦合器添加到Profibus总线中，同时配置DP耦合器的传送字节数，把Profibus通讯网关需要读取的数赋值到DP耦合器的传送地址中，便于采集第一PLC传来的数据。在Profibus通讯网关侧配置Profibus通讯网关与DP耦合器的profibus总线连接，在Profibus通讯网关中添加虚拟IO卡件读取从DP耦合器传送过来的数据，存储在被动式电子标签中。被动式电子标签由耦合元件和芯片组成，解读器与数据传输网1连接，解读器中设置有天线。解读器发射特定频率的无线电波给被动式电子标签，被动式电子标签利用接收到的特定频率的无线电波将存储在芯片中的数据信息发送给解读器。第二PLC通过TCP/IP协议网络2与煤气用户站所的设备连接，通过网关对煤气的生产、消耗、存储、放散等数据的采集。第二PLC通过交换机与数据传输网1连接。本发明实施例提供的工业煤气数据采集和监控装置，参见图2，应用服务器包括：协议解析单元，用于解析第一信号采集装置及第二信号采集装置采集的煤气数据并存储到实时数据库服务器中。分析处理单元，用于监控第一PLC及第二PLC与实时数据库服务器之间是否出现通信中断及对煤气数据的量程进行监控。分析处理单元包括：通信监控模块，用于监控第一PLC及第二PLC与实时数据库服务器之间是否出现通信中断。通信处理模块，对通信中断的PLC所监控的数据选用经验值存储在实时数据库服务器中。报警处理模块，用于对煤气数据的量程进行监控，若煤气数据的不在设定的量程内则发出警报。本发明实施例提供的工业煤气数据采集和监控装置，主动式电子标签与实时数据库服务器连接，主动式电子标签通过通信监控模块获取的通信中断的PLC所在的站所，并将站所名信息发送到可移动解读器上。本发明实施例提供的工业煤气数据采集和监控装置，数据传输网为以太网。

本发明实施例提供的工业煤气数据采集及监控装置的工作原理如下：根据煤气用户现场的实际情况分布第一数据采集系统及第二数据采集系统，具体为：不方便采用有线传输的煤气用户采用第一数据采集系统，方便采用有线传输的煤气用户采用第二数据采集系统。第一数据采集系统的数据采集过程如下：第一信息采集装置通过第一PLC将煤气用户的数据（包括煤气的生产、消耗、存储、放散等数据）采集后，第一信息采集装置的数据点数据与第一PLC中的点数据（包括煤气的生产、消耗、存储、放散等数据）进行对比，若第一信息采集装置的数据点数据与第一PLC中的点数据不一致，则对不一致的数据采用取经验值或类似值的方式进行修正，并将修正后的数据保存到被动式电子标签中；若第一信息采集装置的数据点数据与第一PLC中的点数据一致，则直接将第一信息采集单元采集的数据传送至被动式电子标签中进行存储。解读器发射特定频率的无线电波给被动式电子标签，被动式电子标签利用接收到的特定频率的无线电波将存储在芯片中的数据信息发送给解读器，同时解读器将这些数据信息通过数据传输网1传送至实时数据库服务器中进行存储。第二数据采集系统的数据采集过程如下：第二信息采集装置通过第二PLC将煤气用户的数据（包括煤气的生产、消耗、存储、放散等数据）采集后，第二信息采集装置的数据点数据与第二PLC中的点数据（包括煤气的生产、消耗、存储、放散等数据）进行对比，若第二信息采集装置的数据点数据与第二PLC中的点数据不一致，则对不一致的数据采用取经验值或类似值的方式进行修正，并将修正后的数据通过TCP/IP协议网络2及交换机传送至数据传输网1，然后将这些数据传送至实时数据库服务器中进行存储。若第二信息采集装置的数据点数据与第二PLC中的点数据一致，则直接将信息采集单元采集的数据通过TCP/IP协议网络2及交换机传送至数据传输网1，然后将这些数据传送至实时数据库服务器中进行存储。应用服务器中的规约解析单元解析实时数据库中存储的数据（包括煤气的生产、消耗、存储、放散等数据），并将采集的数据传送至应用服务器中的分析处理单元中。对煤气用量很少的用户，可以缩减数据采集系统，直接取用经验值存储在实时数据库服务器中，以节约成本。分析处理单元中的通信监控模块，监控第一PLC及第二PLC与实时数据库服务器之间是否出现通信中断，对通信中断的PLC所监控的数据选用经验值存储在实时数据库服务器中。实时数据库中的存储的数据还通过传输网在显示设备上予以显示，方便工作人员观察。在本发明实施例中，在每个煤气用户站所的被动电子标签上设置一个指示灯，与实时数据库服务器内的一个离散变量X进行动画连接，那么当实时数据库服务器采集到传输过来的X=0时指示灯为绿色，X=1时指示灯为白色闪动，其中定义绿色为正常，白色闪动为此站所通讯存在问题。另外，分析处理单元中的报警处理模块可通过对煤气工艺过程中某一个重要关注点的实时数据进行报警管理，定义上限值为X，上上限值为X1，下限值为Y，下下限值为Y1，与此点采集传输到实时数据库的值Z进行对比分析，当Z>X1或Z<Y1，用黄色表示其超出量程范围。当Z>X且Z<X1做高报警处理，用红色展示，同理，用类似方法处理低报警等。本发明实施例，通过对链路中断和数据误差大的点进行采用经验值和相同设备类似原则的值的处理后，更准确的展现了对煤气工艺过程的数据和设备运转情况的监控，通过对煤气利用率=消耗量/发生量，放散率=放散量/发生量等相关的数据处理和分析，直观的为能源调度提供了数据支撑。另一方面，数据库服务器中存储采集的站点的实时数据，通过服务器连接的主动式的电子标签利用自身的射频能量将链路中断的煤气用户站所名以一定的频率发送给巡检人员的可移动解读器（如SIM卡中集成有RFID解读器的手机），实现了巡检人员实时对站所链路情况的监控，当巡检人员对链路中断的站所实施检查恢复工作时，由手机SIM卡将巡检人员信息及巡检时间通过可移动解读器发出的电波能量以一定频率写入煤气用户站所的被动电子芯片中，再传入到数据库服务器中，实现巡检闭环工作，达到能源调度中心考核巡检人员工作的目的。

本发明实施例具有以下有益效果：

1、本发明装置采用无线传输（如RFID传输）和有线传输（如TCP/IP传输）结合的技术解决了传统型的数据采集监控对现场情况复杂分散广的煤气用户不易采集和传输的问题。本发明装置实现了传输过程中对有问题的数据的自动修正，保证了煤气过程数据的完善性、准确性，对巡检人员开展工作起到了指导作用。本发明装置便于调度人员实时准确掌握煤气系统的运行情况，及时采集调度措施，使煤气尽可能运行在最佳最优状态。

2、本装置结构合理，便于与传统的数据采集监控系统相结合，实现对钢铁冶金中复杂煤气管网的站所工艺数据的采集监控互补，保证监控的全面性，并可对无人值守站所实现良好的监控管理的扩展。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种工业煤气数据采集和监控装置，其特征在于，包括采用无线传输方式的第一数据采集系统、采用有线传输方式的第二数据采集系统、数据传输网、应用服务器、实时数据库服务器；

所述第一数据采集系统、第二数据采集系统、应用服务器及所述实时数据库服务器分别与所述数据传输网连接，所述第一数据采集系统及所述第二数据采集系统分别将采集的所述煤气数据通过所述数据传输网传送至所述应用服务器，所述应用服务器将所述煤气数据进行处理后传送至所述实时数据库服务器进行存储。

2.根据权利要求1所述的工业煤气数据采集和监控装置，其特征在于，所述第一数据采集系统包括：第一PLC、第一信息采集装置、被动式电子标签及解读器；

所述第一PLC与所述第一信息采集装置连接，所述被动式电子标签与所述第一信息采集装置连接，所述第一信息采集装置通过所述第一PLC采集煤气数据，并将采集的所述煤气数据存储在所述被动式电子标签中；

所述解读器发射无线电信号给所述被动式电子标签，读取所述被动式电子标签中的的煤气数据；

所述解读器与所述数据传输网连接。

3.根据权利要求2所述的工业煤气数据采集和监控装置，其特征在于，所述第二数据采集系统包括第二PLC、第二信息采集装置及交换机；

所述第二PLC依次通过所述第二信息采集装置及所述交换机与所述数据传输网连接，所述第二信息采集装置通过所述第二PLC采集煤气数据，且采集的所述煤气数据通过所述交换机传送至所述数据传输网。

4.根据权利要求3所述的工业煤气数据采集及监控装置，其特征在于，所述应用服务器包括：

协议解析单元，用于解析所述第一信息采集装置及所述第二信息采集装置采集的煤气数据并存储到所述实时数据库服务器中；

分析处理单元，用于监控所述第一PLC及所述第二PLC与所述实时数据库服务器之间是否出现通信中断，及用于对煤气数据的量程进行监控。

5.根据权利要求4所述的工业煤气数据采集及监控装置，其特征在于，所述分析处理单元包括：

通信监控模块，用于监控所述第一PLC及所述第二PLC与所述实时数据库服务器之间是否出现通信中断；

通信处理模块，对通信中断的PLC所监控的数据选用经验值存储在所述实时数据库服务器中；

报警处理模块，用于对煤气数据的量程进行监控，若煤气数据不在设定的量程内则发出警报。

6.根据权利要求5所述的工业煤气数据采集及监控装置，其特征在于，还包括主动式电子标签及可移动解读器；

所述主动式电子标签与所述实时数据库服务器连接；

所述主动式电子标签通过所述通信监控模块获取的通信中断的PLC所在的站所，并将站所名信息发送到所述可移动解读器上。

7.根据权利要求1所述的工业煤气数据采集及监控装置，其特征在于，还包括显示设备；

所述显示设备与所述数据传输网连接。

8.根据权利要求1所述的工业煤气数据采集及监控装置，其特征在于，所述数据传输网为以太网。

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