CN105223901B - 一种环境监测控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种环境监测控制系统,包括数据采集装置、采集控制器PLC和云端控制系统。其中,PLC只具有输入、输出和通讯功能,PLC通过以光纤为介质的EPON无源光通信网络将数据传送给云端控制系统,由云端控制系统完成数据处理分析后,再通过无源光通信网络将输出指令传给PLC,完成控制要求。该系统通过云端控制系统对其它区域、系统传来的数据进行综合运算,模拟分析得出最佳控制方案,再下传至PLC中进行控制,实现不同区域,不同系统之间的软联动功能。同时,弱化PLC的运算功能,可以减少其制造成本,缩小体积,更加有利于PLC的实施、部署和安装。本系统还能实现对设备运行状态的监控,实时控制环境状态和设备运行状态。

Description

一种环境监测控制系统
技术领域
本发明属于环境监测控制领域,涉及一种环境监测控制系统。
背景技术
在传统的环境监测系统中,通常采用的是PLC进行数据采集及控制。前端各传感器把采集的数据、动作信号传到PLC,通过给PLC编程来驱动各数字及模拟输出点,控制各执行机构动作。目前这种控制方式广泛应用于智能楼宇控制系统中。
隧道环境监测系统的特点是每个监控区域距离远,位置分散,无法用一台PLC控制全部设备。通常采用一台小型PLC控制某一单独区域,各个区域单独运行。小型PLC运算及通讯能力较差,因此很难进行复杂、高速联动运行。
发明内容
近年来,随着通讯技术的发展,尤其是光纤通讯的大规模应用,使人们对数据高速传输的愿望变为了现实,也让隧道环境监测系统实现智能化、网络化成为可能。
为弥补现有技术的不足,本发明提供了一种环境监测控制系统,包括数据采集装置、采集控制器PLC和云端控制系统。其中,PLC只具有输入、输出和通讯功能,PLC通过以光纤为介质的EPON无源光通信网络将数据传送给云端控制系统,由云端控制系统完成数据处理分析后,再通过无源光通信网络将输出指令传给PLC,完成控制要求。
所述数据采集装置可以包括:数据环境传感器和设备控制器。其中,数据环境传感器包括:烟雾探测器、温度探测器、湿度探测器、红外探测器、图像监控器;设备控制器包括:风机控制器、空调控制器、消防设备等。
所述云端控制系统包括:数据储存模块、云分析模块、反馈模块和预警/报警部分。
进一步的,所述云分析模块包括:逻辑运算部分和模型分析部分。
进一步的,所述逻辑运算部分主要进行对收集得到的数据进行逻辑运算,判断是否存在环境异常。
进一步的,所述模型分析部分主要进行建模分析,形成排出异常点的控制分配方案。
云端控制系统可以起到监测、调控和预警/报警作用,当出现异常点时,根据预设标准向用户发出预警/报警指示。
进一步的,云端控制系统发现存在异常点时会主动判断:
如该异常点未超出警戒值,则向用户发出预警指示,并自动进行调控分配,如异常点消失,则预警指示消失;如异常点存在超过预设时间,则预警指示转变为报警指示;如异常点加强超过预设值,则直接转为报警指示;
如该异常点超出警戒值,则向用户发出警报指示,并根据预设程序采取紧急措施或停止异常设备运行。
如出现设备运行状态异常,则通过模型模拟分析,通过调节其他及问题设备的运行状态,稳定环境状态,同时向控制室发出警报。
优选的,该系统用于隧道环境检测控制。
本发明的优点在于:
1.把原本在PLC中编程实现的控制功能分离出来,上移到云端控制系统,云端控制系统可与其它区域、系统传来的数据进行综合运算,给出最优的控制方案,再下传至PLC中进行输出控制。可实现不同区域,不同系统之间的软联动功能。
2.通过分离PLC上的信号采集与程序运算功能,把程序运算集中上移到云端控制系统,从而达到简化PLC编程,增强各不同控制区域内、不同系统间的联动控制功能的目的。通过这种方式可以取代传统的PLC编程控制方式,弱化PLC的运算功能,减少其制造成本,缩小体积,更加有利于实施、部署和安装。
3.采用云端分析系统不仅可是实现对环境的检测控制,还能实现对设备运行状态的监控,通过模型模拟分析得到最佳调控方案,实时控制环境状态和设备运行状态。
附图说明
图1为一种环境监测控制系统结构示意图。
具体实施例
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明提供了一种环境监测控制系统,包括数据采集装置、采集控制器PLC和云端控制系统。其中,PLC只具有输入、输出和通讯功能,PLC通过以光纤为介质的EPON无源光通信网络将数据传送给云端控制系统,由云端控制系统完成数据处理分析后,再通过无源光通信网络将输出指令传给PLC,完成控制要求。数据采集装置可以包括:数据环境传感器和设备控制器。其中,数据环境传感器包括:烟雾探测器、温度探测器、湿度探测器、红外探测器、图像监控器;设备控制器包括:风机控制器、空调控制器、消防设备等。云端控制系统包括:数据储存模块、云分析模块、反馈模块及预警/报警部分,当出现异常点时,根据预设标准向用户发出预警/报警指示。云分析模块包括:逻辑运算部分和模型分析部分。其中:所述逻辑运算部分主要进行对收集得到的数据进行逻辑运算,判断是否存在环境异常和运行设备异常;所述模型分析部分主要进行建模分析,形成排出异常点的控制分配方案。云端控制系统发现存在异常点时会主动判断:
如该异常点未超出警戒值,则向用户发出预警指示,并自动进行调控分配,如异常点消失,则预警指示消失;如异常点存在超过预设时间,则预警指示转变为报警指示;如异常点加强超过预设值,则直接转为报警指示。
如该异常点超出警戒值,则向用户发出警报指示,并根据预设程序采取紧急措施或停止异常设备运行。
如出现设备运行状态异常,则通过模型模拟分析,通过调节其他及问题设备的运行状态,稳定环境状态,同时向控制室发出警报。
该环境监测系统控制系统通过下述过程实现对隧道内环境的监测和控制:
首先安装于隧道内的烟雾探测器、温度探测器、湿度探测器、红外探测器、图像监控器实时采集隧道内的相关信息并通过PLC和高速通讯总线将采集到的信息发送至云端控制系统,云端控制系统通过分析判断隧道内环境状态:
当隧道内总体温度异常升高或降低时,云端控制系统会根据数据模型模拟出最佳调控方案,然后将调控指令下达至相关的各PLC,可实现多区域联合协调运行,保证隧道内温度稳定。
当隧道内出现温度异常点时,云端控制系统会调取红外谱图、异常点图像数据和烟雾信息,分析该温度异常点周围是否出现集中放热、烟雾,该异常点红外谱图是否符合着火点红外图例,如分析结果为隧道内出现起火点,则立即向控制室发出警报,并向隧道内消防系统发出请求指示;如分析结果为设备运行异常,则通过模型模拟分析,通过调节其他及问题设备的运行状态,稳定环境状态,同时向控制室发出警报;如判断既不是出现起火点,也不是设备异常,则根据数据模型模拟出最佳调控方案,然后将调控指令下达至相关的各PLC,以消除该异常点:如采取调控措施后3分钟内异常点温度持续升高或降低,则向控制室发出预警;如采取调控措施后5分钟,异常点温度依然持续升高或降低,则向控制室发出警报;如采取调控措施10分钟后该异常点仍然存在但未出现明显的好转或恶化,则向控制室发出温度异常点预警;如采取调控措施20分钟后该异常点仍然存在但未出现明显的好转或恶化,则向控制室发出温度异常点警报。
当隧道内总体湿度异常升高或降低时,云端控制系统会根据数据模型模拟出最佳调控方案,然后将调控指令下达至相关的各PLC,可实现多区域联合协调运行,保证隧道内温度稳定。
当隧道内出现湿度升高异常点时,云端控制系统首先会调取该异常点图像数据和红外谱图,分析该异常点周围是否出现渗漏水现象:如是且渗漏水量未超过警戒值:则向控制室发出预警警报,并根据数据模型模拟出最佳调控方案,然后将调控指令下达至相关的各PLC,保证隧道内湿度稳定;如3分钟内控制人员未采取任何措施,则向控制室发出警报提示;如是且渗漏水量超过警戒值:则立即向控制室发出警报,根据数据模型模拟分析是否需要关闭相关设备或/线路以保证安全;如为设备异常,则通过模型模拟分析,通过调节其他及问题设备的运行状态,稳定环境状态,同时向控制室发出警报。
当隧道内出现有毒气体组分时,根据数据模型模拟该有毒气体组分的最佳排除方案,如针对不同有毒气体采取通风换气、消防喷水、紧急封闭等一种或多种方法,并根据排出方案传达控制指令,同时立刻向控制室发出警报,并附带出现的有毒气体组分信息。
该隧道内环境监测控制系统具有如下优点:
1.把原本在PLC中编程实现的控制功能分离出来,上移到云端控制系统,云端控制系统可与其它区域、系统传来的数据进行综合运算,给出最优的控制方案,再下传至PLC中进行输出控制。可实现不同区域,不同系统之间的软联动功能。
2.通过分离PLC上的信号采集与程序运算功能,把程序运算集中上移到云端控制系统,从而达到简化PLC编程,增强各不同控制区域内、不同系统间的联动控制功能的目的。通过这种方式可以取代传统的PLC编程控制方式,弱化PLC的运算功能,减少其制造成本,缩小体积,更加有利于实施、部署和安装。
3.采用云端分析系统不仅可是实现对环境的检测控制,还能实现对设备运行状态的监控,通过模型模拟分析得到最佳调控方案,实时控制环境状态和设备运行状态。
应该注意到并理解,在不脱离本发明权利要求所要求的精神和范围的情况下,能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此,要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (4)

1.一种环境监测控制系统,包括数据采集装置、采集控制器PLC和云端控制系统,其特征在于,PLC只具有输入、输出和通讯功能,PLC通过以光纤为介质的EPON无源光通信网络将数据传送给云端控制系统,由云端控制系统完成数据处理分析后,再通过无源光通信网络将输出指令传给PLC,完成控制要求;
所述数据采集装置包括:数据环境传感器和设备控制器;
所述数据环境传感器包括:烟雾探测器、温度探测器、湿度探测器、红外探测器、图像监控器;
所述设备控制器包括:风机控制器、空调控制器、消防设备;
所述云端控制系统包括数据储存模块、云分析模块、反馈模块;其中:
所述云分析模块包括逻辑运算部分和模型分析部分;所述逻辑运算部分主要用于对收集得到的数据进行逻辑运算,判断是否存在环境异常;所述模型分析部分主要进行建模分析,形成排除异常点的控制分配方案;
所述云端控制系统还包括预警/报警部分,当出现异常点时,根据预设标准向用户发出预警/报警指示。
2.根据权利要求l所述环境监测控制系统,其特征在于,云端控制系统起到监测、调控和预警/报警作用。
3.根据权利要求2所述环境监测控制系统,其特征在于,云端控制系统发现存在异常点时主动判断:
如该异常点未超出警戒值,则向用户发出预警指示,并自动进行调控分配,如异常点消失,则预警指示消失;如异常点存在超过预设时间,则预警指示转变为报警指示;如异常点加强超过预设值,则直接转为报警指示;
如该异常点超出警戒值,则向用户发出警报指示,并根据预设程序采取紧急措施或停止异常设备运行;
如出现设备运行状态异常,则通过模型模拟分析,通过调节其他相关设备及问题设备的运行状态,稳定环境状态,同时向控制室发出警报。
4.根据权利要求l所述环境监测控制系统,其特征在于,该系统用于隧道环境检测控制。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019127501A1 (zh) * 2017-12-29 2019-07-04 西门子公司 过程仪表的异常检测方法、系统及存储介质
CN110597191A (zh) * 2019-07-29 2019-12-20 重庆大云端科技有限公司 一种工业控制云服务系统
CN110634261A (zh) * 2019-08-27 2019-12-31 国网山东省电力公司泗水县供电公司 一种地下配电网火灾预警系统及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203070069U (zh) * 2013-01-28 2013-07-17 时翔 电力电缆隧道一体化监控系统
CN103246268A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 秦皇岛云立方环保工程有限公司 智慧城市云计算环境空间优化管理系统及实现方法
CN203324785U (zh) * 2013-06-18 2013-12-04 广东海洋大学 基于物联网的对虾工厂化育苗环境远程在线监控系统
CN103809562A (zh) * 2014-01-23 2014-05-21 上海腾邦环境科技有限公司 一种基于高压喷雾的环境治理系统
CN104076845A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 苏州朝阳智能科技有限公司 基于web的供水系统远程监控系统及方法
CN104635691A (zh) * 2014-12-31 2015-05-20 北京清大国华环保科技有限公司 一种数据采集与分析的云服务系统
CN104656617A (zh) * 2015-01-15 2015-05-27 青岛智能产业技术研究院 基于物联网和云计算技术的温室环境调控系统和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203070069U (zh) * 2013-01-28 2013-07-17 时翔 电力电缆隧道一体化监控系统
CN104076845A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 苏州朝阳智能科技有限公司 基于web的供水系统远程监控系统及方法
CN103246268A (zh) * 2013-05-02 2013-08-14 秦皇岛云立方环保工程有限公司 智慧城市云计算环境空间优化管理系统及实现方法
CN203324785U (zh) * 2013-06-18 2013-12-04 广东海洋大学 基于物联网的对虾工厂化育苗环境远程在线监控系统
CN103809562A (zh) * 2014-01-23 2014-05-21 上海腾邦环境科技有限公司 一种基于高压喷雾的环境治理系统
CN104635691A (zh) * 2014-12-31 2015-05-20 北京清大国华环保科技有限公司 一种数据采集与分析的云服务系统
CN104656617A (zh) * 2015-01-15 2015-05-27 青岛智能产业技术研究院 基于物联网和云计算技术的温室环境调控系统和方法

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