海水淡化系统的远程监控装置
技术领域
本发明涉及远程控制技术领域,特别涉及一种海水淡化系统的远程监控装置。
背景技术
现有的,在一些偏僻的海岛上,生产生活用水十分紧张短缺,严重影响人们正常的生活和企业的发展,海水淡化工程解决了生产生活用水这一难题;而海水淡化系统的运行主要靠电力,要保证海水淡化系统的正常运转,关键在于对电力设施的实时控制、及时维护和故障处理。由于海岛上的生产生活条件差,不适于人员的长期居住,这样给海水淡化生产设施和电力设施的管理、维护、保养带来很多不便,加大了生产设施和电力设施的管理、维护、保养的成本。
目前现有的海水淡化电力生产设施管理和维护保养,基本都是通过人工操作,人们在现场监视电力系统的运行,故障出现后通过人工应急检修,判断故障原因并做处理,偏僻的海岛没有互联网覆盖,电力设施又是分散布置,人们到现场维护海水淡化电力生产设施会浪费大量时间,产生很大的人力成本和管理成本。
发明内容
为克服上述技术的问题,本发明提供技术方案如下:
一种海水淡化系统的远程监控装置,所述装置包括:采集单元、通讯单元、控制单元、终端单元、管理单元,其中,
所述采集单元,用于采集所述海水淡化系统的数据,并将所述数据发送至所述控制单元,所述采集单元还用于接收所述控制单元发送的指令;
所述通讯单元,用于将所述采集单元采集的数据传输至所述控制单元,将所述控制单元发出的指令传输至所述终端单元、所述管理单元和所述采集单元以及将所述终端单元发出的命令传输至所述控制单元;
所述控制单元,用于接收所述采集单元发送的数据,对所述数据进行处理,并生成指令,将所述指令发送至终端单元,以及接收终端单元发送的命令并将所述命令发送至所述采集单元,将所述控制单元中的数据发送至所述管理单元;
所述终端单元,用于接收所述控制单元发送的指令,将所述指令进行处理生成命令,将所述命令发送至所述控制单元,并且用于监视海水淡化系统的实况画面;
所述管理单元,用于接收所述控制单元发送的数据,对所述数据进行存储、管理;所述管理单元用于将所述数据提供给所述海水淡化系统的远程监控装置以外的外界客户端。
优选地,所述采集单元包括:采集工控机,所述采集工控机设置于所述海水淡化系统侧,所述采集工控机用于采集海水淡化系统的数据,并将所述数据发送至所述控制单元,以及接收所述控制单元发送的指令。
优选地,所述通讯单元的接入方式包括:互联网接入和无线传输接入。
优选地,所述控制单元包括:第一工业库服务器、组态服务器、报警服务器、统计服务器、历史回放服务器;
所述第一工业库服务器,采用冗余设置,用于接收所述采集工控机发送的数据,将所述数据进行存储,提供历史数据,并将所述数据发送给所述组态服务器、所述报警服务器、所述统计服务器、所述历史回放服务器、所述终端单元、以及所述管理单元;
所述组态服务器,用于接收所述采集工控机和所述第一工业库服务器发送的数据,将所述数据进行处理,并根据所述数据生成指令,将所述指令发送至所述采集工控机、所述第一工业库服务器和所述终端单元;所述组态服务器还作为整个系统的登录服务器对用户权限进行集中管理;
所述报警服务器,用于接收所述第一工业库服务器发送的数据,对所述数据进行处理,针对所述海水淡化系统的故障,提供告警信息,并将所述数据处理结果生成指令发送至所述第一工业库服务器;
所述统计服务器,用于接收所述第一工业库服务器发送的数据,对所述数据进行统计计算,用于报表处理,并将处理的结果生成指令,将所述指令发送至所述第一工业库服务器;
所述历史回放服务器,用于接收所述第一工业库服务器发送的数据,针对所述海水淡化系统的图形界面进行处理,提供历史回放和事故追忆的数据,并将所述数据处理结果生成指令发送至所述第一工业库服务器。
优选地,所述终端单元包括操作员客户端,所述操作员客户端采用冗余设置,所述操作员客户端用于接收所述第一工业库服务器和所述组态服务器发送的数据和指令,将所述指令进行处理生成命令发送至所述组态服务器;所述操作员客户端用于监视海水淡化系统的实况画面。
优选地,所述终端单元还包括工程师客户端,所述工程师客户端用于接收所述第一工业库服务器和所述组态服务器发送的数据和指令,将所述指令进行处理生成命令发送至所述组态服务器;所述工程师客户端用于监视海水淡化系统的实况画面;
所述工程师客户端还用于对所述操作员客户端进行授权和监控,对所述采集单元、所述通讯单元、所述控制单元和所述管理单元进行管理。
优选地,所述管理单元包括单向隔离网闸、第二工业库服务器、网络服务器;
所述单向隔离网闸用于将所述第一工业库服务器发送的数据传输至所述第二工业库服务器;
所述第二工业库服务器用于接收所述第一工业库服务器发送的数据,并对所述数据进行存储;
所述网络服务器用于将所述第二工业库服务器中的数据发送至所述海水淡化系统的远程监控装置以外的外界客户端。
由以上技术方案可知,本发明基于海水淡化系统自动控制的基础,通过互联网、网络通信、无线传输技术、应用模块实现了对海水淡化系统的远程监控,有别于传统的单机版控制系统。达到对海水淡化系统的无人值守或少人值守的有益目的,从而降低了设备运行的人力成本、管理成本、维护成本,提高了生产效益和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例示出的一种海水淡化系统的远程监控装置的结构示意图;
图2为本发明实施例示出的一种海水淡化系统的远程监控装置的结构示意图;
图3为本发明实施例示出的一种以互联网传输方式接入的海水淡化系统的远程监控装置的示意图;
图4为本发明实施例示出的一种以无线传输方式接入的海水淡化系统的远程监控装置的示意图
图示说明:
101-采集单元,102-通讯单元,103-控制单元,104-终端单元,105-管理单元;
1011-采集工控机,1031-第一工业库服务器,1032-组态服务器,1033-报警服务器,1034-统计服务器,1035-历史回放服务器,1041-操作员客户端,1042-工程师客户端,1051-单向隔离闸阀,1052-第二工业库服务器,1053-网络服务器。
2001-现场侧交换机A、2002-现场侧交换机B、2003-认证加密装置A、2004-路由器A、2005-路由器B、2006-认证加密装置B、2007-前置交换机、2008-认证加密装置C、2009-路由器C、2010-路由器D、2011-认证加密装置D、2023-中心交换机、2024-GPS对时服务器、2025-显示大屏幕、2026-管理交换机。
3001-第一MDS(Multipoint Distribution System,多点分布系统)数传电台、3002-第二MDS数传电台、3003-第三MDS数传电台、3004-数传发射接收塔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明如下实施例提供了一种海水淡化系统的远程监控装置,如图1所示,海水淡化系统的远程监控装置包括:采集单元101、通讯单元102、控制单元103、终端单元104、管理单元105,其中,
采集单元101,用于采集海水淡化系统的数据;并将采集到的数据发送至控制单元103,以及接收控制单元103发送的指令。
通讯单元102,用于将采集单元101采集的数据传输给控制单元103;将控制单元103发出的指令传输至终端单元104、管理单元105和采集单元101以及将终端单元104发出的命令传输至控制单元103。
控制单元103,用于接收采集单元101发送的数据,对接收到的数据进行处理,并生成指令,将生成的指令发送至终端单元104;以及接收终端单元104生成的命令,并将所述命令发送至采集单元101,将控制单元中103的数据发送至管理单元105。
终端单元104,用于接收控制单元103发送的指令,将所述指令进行处理生成命令发送至所述控制单元103,并且用于监视海水淡化系统的现场画面。
管理单元105,用于接收控制单元103发送的数据,对所述数据进行存储、管理;以及用于将所述数据提供给所述海水淡化系统的远程监控装置以外的外界客户端。管理人员通过外界客户端可获知海水淡化系统的数据,针对所述数据,提出对电力设施的管理、检修和故障隐患处理意见。
如图2所示,作为优选方案之一,采集单元101包括:采集工控机1011;采集工控机1011设置于所述海水淡化系统侧,采集工控机1011内设有IOServer(数据采集)模块和IOServer(数据采集)采集器,用于采集海水淡化系统的数据;并将所述数据发送至控制单元103,以及接收控制单元103发送的指令。
作为优选方案之一,通讯单元102的接入方式包括:互联网接入和无线传输接入。
其中,在无线传输接入方式中,控制单元103接收传输天线采用全向设置,海水淡化系统侧传输接收天线采用定向设置。
如图2所示,作为优选方案之一,控制单元103包括:第一工业库服务器1031、组态服务器1032、报警服务器1033、统计服务器1034、历史回放服务器1035。
如图2所示,优选地,第一工业库服务器1031采用冗余设置,冗余设置:通过多台相同的设备并联,互为备份,来提高系统的稳定性。第一工业库服务器1031用于接收采集工控机1011发送的数据,将数据进行存储,提供历史数据,提高监控系统的安全性和可靠性。并将数据发送给组态服务器1032、报警服务器1033、统计服务器1034、历史回放服务器1035、终端单元104,以及镜像至管理单元105。
如图2所示,优选地,组态服务器1032采用冗余方式,可提高监控系统的安全性和可靠性;组态服务器1032内设有KingSCADA(king supervisory control and dataacquisition,监测控制和数据采集)模块,用于接收采集工控机1011和第一工业库服务器1031发送的数据,将接收的数据进行数据统计、事件处理、报警处理、画面监控、事故录波,同时作为整个系统的登录服务器对用户权限进行集中管理,并根据所述数据生成指令,将所述指令发送至采集工控机1011、第一工业库服务器1031和终端单元104的操作员客户端1041。
如图2所示,优选地,报警服务器1033内设有KingA&E(报警和事件检测)模块,用于接收第一工业库服务器1031发送的数据,对数据进行处理,提供告警信息,将处理的结果生成指令发送至所述第一工业库服务器1031。
如图2所示,优选地,统计服务器1034内设有KingCalculation(统计计算)模块,用于接收第一工业库服务器1031发送的数据,对数据进行统计计算,报表处理,并将处理的结果生成指令,发送至所述第一工业库服务器1031。
如图2所示,优选地,历史回放服务器1035内设有KingGraphic(图像处理)模块,用于接收所述第一工业库服务器1031发送的数据,通过图形界面实现历史回放、事故追忆。
如图2所示,作为优选方案之一,终端单元104包括操作员客户端1041,操作员客户端1041采用冗余设置,操作员客户端1041内设有KingSCADA模块,用于接收第一工业库服务器1031和组态服务器1032发送的数据和指令,将接收到的指令进行处理生成命令,发送至组态服务器1032,以及用于监视海水淡化系统的实况画面。
如图2所示,优选地,终端单元104还包括工程师客户端1042,所述工程师客户端用于接收所述第一工业库服务器1031和组态服务器1032发送的数据和指令,将所述指令进行处理生成命令,发送至组态服务器1032;以及用于监视海水淡化系统的实况画面。
用于对所述操作员客户端1041进行授权和监控,对采集单元101、通讯单元102、控制单元103、管理单元105进行管理。
用于对KingSCADA(king supervisory control and data acquisition,监测控制和数据采集)模块、KingA&E(报警和事件检测)模块、KingCalculation(统计计算)模块、KingGraphic(图像处理)模块进行修改和系统的更新升级。
通过工程师客户端1042对上述模块系统的不断更新、升级,保证海水淡化系统的远程监控装置的先进性,稳定性,可靠性,更好的适应工作环境。
工程师客户端1042的权限高于操作员客户端1041。
如图2所示,作为优选方案之一,管理单元105包括单向隔离网闸、第二工业库服务器1052、网络服务器1053。
优选地,单向隔离网闸用于将第一工业库服务器1031发送的数据发送给第二工业库服务器1052。
第二工业库服务器1052用于接收所述第一工业库服务器1031发送的数据,并对所述数据进行存储。
网络服务器1053用于将第二工业库服务器1052中的数据发送至所述海水淡化系统的远程监控装置以外的外界客户端,用于所述外界客户端对所述海水淡化系统的远程监控。
单向隔离网闸是一道安全隔离网闸,只能单向作用,控制单元103与管理单元105通过单向隔离网闸进行数据隔离,第一工业库服务器1031通过镜像方式将数据传输给第二工业库服务器1052。第二工业库服务器1052将镜像于第一工业服务器1031的现场数据、画面、图片储存其中。管理网设置WEB(网络)服务器一台,提供基于B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)模式的数据访问。
第二工业库服务器镜像来自第一工业服务器的现场数据、画面、图片,并储存其中。生成WEB(网络)方式、B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)模式浏览页面。
管理人员通过外界客户端和认证授权的帐号浏览海水淡化电力设施远程监控系统,了解掌握现场设备运行情况和工作参数等。
如图3所示,作为一优选实施例,一种海水淡化系统的远程监控装置的还包括:现场侧交换机A2001、现场侧交换机B2002、认证加密装置A2003、路由器A2004、路由器B2005、认证加密装置B2006、前置交换机2007、认证加密装置C2008、路由器C2009、路由器D2010、认证加密装置D2011、中心交换机2023、GPS对时服务器2024、显示大屏幕2025、管理交换机2026。
海水淡化系统包括风电控制系统、光伏控制系统、海水淡化电力控制系统、管理服务器、控制工作站、远动系统。
风电控制系统的端口、光伏控制系统的端口、海水淡化电力控制系统的端口分别与现场侧交换机A2001相连接,远动系统的端口、认证加密装置A2003的端口、路由器A2004的端口、路由器B2005的端口、认证加密装置B2006的端口、分别与现场侧交换机A2001的端口和前置交换机2007的端口相连接。
管理服务器的端口、控制工作站的端口、分别与现场侧交换机B2002相连接,远动系统的端口、认证加密装置C2008的端口、路由器C2009的端口、路由器D2010的端口、认证加密装置D2011的端口、分别与现场侧交换机B2002的端口和前置交换机2007的端口相连接。
采集工控机1011的端口分别与前置交换机2007的端口和中心交换机2023的端口相连接。
GPS对时服务器2024的端口、第一工业库服务器1031的端口、组态服务器1032的端口、历史回放服务器1035的端口、报警服务器1033的端口、统计服务器1034的端口、操作员客户端1041的端口和工程师客户端1042的端口分别与中心交换机2023的端口相连接。
中心交换机2023的另一端口与单向隔离网闸1051的一个端口相连接,单向隔离网闸1051的另一个端口与管理交换机2026的一个端口相连接。
管理交换机2026的另一端口与第二工业库服务器1052的端口、网络服务器1053的端口相连接。
如图4所示,作为一优选实施例,一种海水淡化系统的远程监控装置的还包括:第一MDS(Multipoint Distribution System,多点分布系统)数传电台3001、第二MDS数传电台3002、第三MDS数传电台3003、数传发射接收塔3004、前置交换机2007、中心交换机2023、GPS对时服务器2024、显示大屏幕2025、管理交换机2026。
海水淡化系统的风电控制系统、光伏控制系统、海水淡化电力控制系统分别与第一MDS数传电台3001相连接,管理服务器、控制工作站分别与第二MDS数传电台3002相连接,组成海水淡化电力控制系统侧的无线数传发射接收通讯系统;数传发射接收塔3004与第三MDS数传电台3003相连接,第三MDS数传电台3003的一个端口与中心交换机2023的端口相连接,组成控制中心的无线数传通讯系统。
第一MDS数传电台3001、第二MDS数传电台3002将海水淡化系统的现场数据发送至数传发射接收塔3004,数传发射接收塔3004再将所述数据发送至第三MDS数传电台3003,第三MDS数传电台3003将接受到的数据发送至采集工控机1011,采集工控机1011的端口分别与前置交换机2007的端口和中心交换机2023的端口相连接。
GPS对时服务器2024的端口、第一工业库服务器1031的端口、组态服务器1032的端口、历史回放服务器1035的端口、报警服务器1033的端口、统计服务器1034的端口、操作员客户端1041的端口和工程师客户端1042的端口分别与中心交换机2023的端口相连接。
中心交换机2023的另一端口与单向隔离网闸1051的一个端口相连接,单向隔离网闸1051的另一个端口与管理交换机2026的一个端口相连接。
管理交换机2026的另一端口与第二工业库服务器1052的端口、网络服务器1053的端口相连接。
如图4所示,由于海水淡化系统装置常常处于偏远地区,网络信号较差,个别地方网络覆盖不到,在通信网络条件较差的区域,根据现场环境采用无线数传电台MDS的接入方式。无线数据通信网在整个系统中担任数据传递的重要角色。MDS数传电台具备高可靠度、高速率、远距离、组网和扩容方式灵活的特点。通过这一网络,现场设备运行数据和控制指令可以往返于海水淡化系统的远程监控装置和海水淡化系统现场之间。第一MDS数传电台3001、第二MDS数传电台3002采集到数据后,通过中心交换机2023接入控制单元103和终端单元104和管理单元105的中心网络。控制单元103、终端单元104和管理单元105采用冗余双以太网结构。网络传输协议采用TCP/IP网络协议,网络传输速率不小于100Mbit/s,网络配置规模需满足系统远景要求。
当传输距离较远时,可在海水淡化系统的远程监控装置和海水淡化系统现场之间加装中继传输。
本发明公开的一种海水淡化系统的远程监控装置的特点如下:
1.时钟同步功能:在控制单元103中提供双授时服务,以北斗、GPS(GlobalPositioning System,全球定位系统)作为时间基准源,确保远程集控中心的采集数据的时间一致性。
2.数据采集与处理功能:采集工控机1011内设有IOServer(数据采集)模块和IOServer采集器,用于采集现场电力设施系统及远动系统的数据,并将所述数据传送至控制单元103的组态服务器1032和第一工业库服务器1031。
3.实况画面监视功能:置于组态服务器1032中的KingSCADA模块和置于操作员客户端1041中的KingSCADA模块完成画面的组态和对应I/O(input/output,输入端口/输出端口)点数据的处理,实现实况画面监视功能。
4.数据及系统的整合功能:由于数据采用统一存储,各个单机组态模块系统已经集成在一个服务器上面,操作员站根据自己权限的不同完成相应的监视。
5.远程控制功能:置于组态服务器1032和操作员客户端1041中的KingSCADA模块是用于工业控制系统的模块,直接和I/O点发生联系,即能读取数据又能发送数据,可实现时时控制功能。
6.集中报警处理功能:置于报警服务器1033中的KingA&E模块,用于当监测到报警数据时,生成报警指令,报警服务器1033提示告警信息。
7.事故追忆功能:置于历史回放服务器1035中的KingGraphic模块,通过图像界面用于实现事故追忆配置事故追忆模块,通过调用存工业库A、工业库B中的数据,实现回放功能。
8.故障录波功能:在现场系统发生故障时,控制单元103记录现场电力设施故障前、后过程的各种参数的变化情况,通过对这些参数的分析、比较,对分析处理事故、判断保护是否正确动作、提高系统安全运行水平有很大的作用。
由以上可知,本发明的目的在于提供一种海水淡化系统的远程监控装置,本发明基于海水淡化系统自动控制的基础,通过互联网、网络通信、无线传输技术、应用软件实现了对海水淡化系统的远程监控,有别于传统的单机版控制系统。达到对海水淡化系统的无人值守或少人值守的有益目的。从而降低了设备运行的人力成本、管理成本、维护成本,提高了生产效益和生产效率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。