CN107678413A - 一种基于mobus协议的天然气调压站远程监控系统 - Google Patents

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王升鑫
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

本发明公开了一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，包含监控终端以及与其通过远程传输模块连接的多个数据采集终端；所述每个数据采集终端均包含下位机以及与其连接的现场电气设备；所述数据采集终端还包含光耦隔离模块，所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接下位机；本发明针对天然气调压站间距远、分散度高，以及传统的有线监控系统不能完全胜任调压站的监控工作的问题，以数据远程传输模块，结合STM32以及MODBUS协议的一套天然气远程监控系统，实现天然气的无线远程监控，满足大范围、远距离的监控需求。

Description

一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统
技术领域
本发明属于智能监控领域，尤其涉及一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统。
背景技术
天然气传输覆盖范围非常广，在天然气的传输中，给天然气提供输送压力和控制流量的天然气调压站分布在各个地区。传统的天然气调压站监控系统采用的是手动控制，不能够实现数据监测的自动化、远程化、集中化操作。特别是数据的传输一直以来采用现场走线，不能实现远距离实时监控，在当今天然气用量大大提升的背景下，开发可靠、实用的天然气远程自动化监测系统能大大提高天然气的生产管理效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，其实现一种新型的天然气远程监控系统，完全满足天然气远程数据自动监控性能要求以及偏远山区的天然气调压站数据信息自动采集指标要求。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，包含监控终端以及与其通过远程传输模块连接的多个数据采集终端；
所述每个数据采集终端均包含下位机以及与其连接的现场电气设备；
所述数据采集终端还包含光耦隔离模块，所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接下位机；
其中，光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。
作为本发明一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统的进一步优选方案，所述电气设备包含压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、加臭控制器。
作为本发明一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统的进一步优选方案，所述远程传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网。
作为本发明一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统的进一步优选方案，数据采集终端的供电系统包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。
作为本发明一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统的进一步优选方案，所述多路复用开关的型号为AMC4601。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明针对天然气调压站间距远、分散度高，以及传统的有线监控系统不能完全胜任调压站的监控工作的问题，以数据远程传输模块，结合STM32以及MODBUS协议的一套天然气远程监控系统，实现天然气的无线远程监控，满足大范围、远距离的监控需求；
2、本发明采用光耦隔离模块，有效地在工业现场由于环境恶劣，在采集信号时，同时要做到隔离；
3、本发明的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明光耦隔离模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，包含监控终端以及与其通过远程传输模块连接的多个数据采集终端；本发明针对天然气调压站间距远、分散度高，以及传统的有线监控系统不能完全胜任调压站的监控工作的问题，以数据远程传输模块，结合STM32以及MODBUS协议的一套天然气远程监控系统，实现天然气的无线远程监控，满足大范围、远距离的监控需求。
所述每个数据采集终端均包含下位机以及与其连接的现场电气设备；
数据采集硬件构架。分布在各个地点的现场电气设备数据由核心控制器STM32F103RC芯片控制的下位机采集，其与底层的流量计计算仪进行通信，与变送器及探测器进行模拟量采集。被采集现场电气设备主要包括压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、切断阀、加臭控制器。
主控芯片：STM32F103RC芯片是ST公司推出的增强型微控制器，其内核采用ARM公司的高性能Cortex-M3，拥有512 KB的Flash存储器，集成复位电路、精确的RC振荡器以及低压检测，72 MHz全速工作时仅仅36 mW的超低功耗，具备多个 USART 接口，性能完全满足天然气调压站现场数据信号采集要求。
所述数据采集终端还包含光耦隔离模块，所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接下位机；
其中，如图2所示，光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。
所述电气设备包含压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、加臭控制器。
所述远程传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网。
数据采集终端的供电系统包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。本发明的备用电池模块：为了防止外部电源意外中断，设计了备用电池模块，在外部电路正常工作时，电池不供电；当外部电源中断，电池立即给系统供电，保证系统正常共作。所述多路复用开关的型号为AMC4601。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，其特征在于：包含监控终端以及与其通过远程传输模块连接的多个数据采集终端；
所述每个数据采集终端均包含下位机以及与其连接的现场电气设备；
所述数据采集终端还包含光耦隔离模块，所述现场电气设备通过光耦隔离模块连接下位机；
其中，光耦隔离模块包含光耦U1、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和三极管V1，光耦U1的IN1输入端上通过第一电阻连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接光耦U1的+12V电压端，光耦U1的正极输出端通过第三电阻连接三极管V1的集电极，光耦U1的负极输出端连接第四电阻的一端和第五电阻的一端，第四电阻的另一端连接三极管V1的基极，第五电阻的另一端连接三极管V1的发射极。
2.根据权利要求1所述的一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，其特征在于：所述电气设备包含压力变送器、温度变送器、可燃气体探测器、流量计、加臭控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，其特征在于：所述远程传输模块包含依次连接的多路复用开关、232模块、DTU模块、以太网。
4.根据权利要求1所述的一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，其特征在于：数据采集终端的供电系统包含市电、EMI滤波模块、电路切换模块、备用电池模块，所述市电依次经过EMI滤波模块、电路切换模块连接备用电池模块。
5.根据权利要求3所述的一种基于MOBUS协议的天然气调压站远程监控系统，其特征在于：所述多路复用开关的型号为AMC4601。
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