CN108975648A - 一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，包括畜禽粪污处理设备、现场测控系统、服务器和上位机管理平台；所述畜禽粪污处理设备、现场测控系统、服务器和上位机管理平台依次网络连接；所述现场测控系统由检测仪表、电控柜、PLC控制器、GPRS通讯模块、环境监测仪和无线网络摄像头组成，所述检测仪表由料位开关、温度传感器、水分传感器和称重传感器组成，所述电控柜外表面设置有操作显示屏，所述PLC控制器内置中央处理单元、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块和GPRS通讯扩展模块；本发明，多方面检测发酵过程,对设备进行连锁、保护等设置，提高设备运行的安全性和效率,无线远距离数据，记录归档，方便查询。

Description

一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台

技术领域

本发明涉及一种管理平台，尤其是涉及一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，涉及畜禽粪污的处理和利用技术领域。

背景技术

现有畜禽粪污处理设备由操作人员现场操作来完成，发酵温度由现场就地指示。现有的畜禽粪污处理设备采用的是立式封闭罐体结构。整个设备分为三个部分：下部基座部分，内含液压站、风机及液压搅拌轴等；中部为双层隔热罐体、单侧基肥导出装置等；上部有风雨棚、平台及排风设施等构成。附属设备有液压翻斗提升机，废气过滤等装置。电控部分由按钮式控制箱，遥控手柄等组成，检测设备有现场指针式温度传感器，现有的技术缺点有：检测传感器少，不能够全面的掌握发酵罐内的发酵情况；电气控制无智能编程设备，在某些操作及故障处理时，不能连锁的启动和保护设备；设备现场及粪污存放场所无环境监测设备；设备关键信息不能够远传，不能远程的指导设备的运行、故障处理等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的畜禽粪污的处理和利用过程中存在的缺陷，提供一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，包括畜禽粪污处理设备、现场测控系统、服务器和上位机管理平台；所述畜禽粪污处理设备、现场测控系统、服务器和上位机管理平台依次网络连接；所述现场测控系统由检测仪表、电控柜、PLC控制器、GPRS通讯模块、环境监测仪和无线网络摄像头组成，所述检测仪表由料位开关、温度传感器、水分传感器和称重传感器组成，所述电控柜外表面设置有操作显示屏，所述PLC控制器内置中央处理单元、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块和GPRS通讯扩展模块；所述畜禽粪污处理设备分别信号传输检测仪表、环境监测仪和无线网络摄像头，所述检测仪表信号传输PLC控制器，所述PLC控制器、环境监测仪和无线网络摄像头均通过GPRS通讯模块网络连接服务器；所述电控柜通过操作显示屏双向信号传输于PLC控制器，所述PLC控制器通过阀门和电机控制畜禽粪污处理设备。

作为本发明的一种优选技术方案，所述现场测控系统依次通过网络、交换机和服务器信号传输上位机管理平台。

作为本发明的一种优选技术方案，所述料位开关信号连接开关量输入输出模块，所述温度传感器、水分传感器和称重传感器信号连接模拟量输入输出模块，所述开关量输入输出模块和模拟量输入输出模块信号连接中央处理单元，所述中央处理单元信号连接GPRS通讯扩展模块，所述GPRS通讯扩展模块通过GPRS通讯模块网络连接服务器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述服务器和上位机管理平台均采用高性能计算机，所述上位机管理平台的高性能计算机搭载组态监控软件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述温度传感器和水分传感器均设置有4 个，所述称重传感器设置有2个，所述料位开关设置有1个。

作为本发明的一种优选技术方案，所述畜禽粪污处理设备为立式封闭罐体，且所述畜禽粪污处理设备底部为基座，中部为双层隔热发酵罐，顶部为风雨棚、平台和排风设备构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明添加了多个检测传感器，多方面检测记录畜禽粪污处理设备的发酵过程参数。

2、采用可编程的PLC控制器作为核心控制器，可根据畜禽粪污处理设备的特性进行连锁、保护等程序设置，提高设备运行的安全性、可靠性及运行效率。

3、添加了GPRS通讯模块，通过PLC控制器与GPRS通讯模块的通讯，无线远距离的输送设备信息和状态等。

4、上位机管理平台搭载组态监控软件，可实时远距离显示设备的状态和检测数据，并记录归档，方便查询。

5、上位机管理平台搭载的组态监控软件可为上级部门、设备厂家或运营管理部门提供远程指导，数据观测，故障分析等，为其管理决策提供依据。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明总体原理图；

图2为本发明流程图；

图3为本发明所述现场测控系统原理图；

图4为本发明总体网络连接图；

图5为本发明所述检测仪表结构图；

图6为本发明所述PLC控制器内部模块图；

图7为本发明所述检测仪表和PLC控制器信号传输图

图中1、现场测控系统；2、服务器；3、上位机管理平台；11、检测仪表；12、电控柜；13、PLC控制器；14、GPRS通讯模块；15、环境监测仪；16、无线网络摄像头；100、畜禽粪污处理设备；111、料位开关；112、温度传感器；113、水分传感器；114、称重传感器；131、中央处理单元；132、开关量输入输出模块；133、模拟量输入输出模块；134、GPRS通讯扩展模块。

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、完整地描述，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做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。

实施例1

如图1-7所示，本发明提供一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，包括畜禽粪污处理设备100、现场测控系统1、服务器2和上位机管理平台3；畜禽粪污处理设备100、现场测控系统1、服务器2和上位机管理平台3依次网络连接；现场测控系统1由检测仪表11、电控柜12、PLC控制器13、GPRS通讯模块14、环境监测仪15和无线网络摄像头16组成，检测仪表11由料位开关111、温度传感器112、水分传感器113和称重传感器114组成，电控柜12外表面设置有操作显示屏，PLC控制器13内置中央处理单元131、开关量输入输出模块132、模拟量输入输出模块133和GPRS通讯扩展模块134；其中现场测控系统1的主要功能是现场电器设备的控制、连锁、操作及信息、环境数据的无线远传，检测仪表11的主要功能是用于缺料报警、温度检测、水分检测和进出物料的称重,PLC 控制器13的主要功能是设备的电气控制，设备状态的反馈，仪表检测数据的输入以及设备运行的连锁、保护等，环境监测仪15是对设备及产出物料的环境数据在线检测，以防止有害气体的危害，无线网络摄像头16是对现场情况的实时上传，GPRS通讯扩展模块134是通过GPRS无线网络实现对接，完成数据远程交互功能，通讯模式为中心对多点传输，用户数据区分为写操作50字节，读操作 200字节；畜禽粪污处理设备100分别信号传输检测仪表11、环境监测仪15和无线网络摄像头16，检测仪表11信号传输PLC控制器13，PLC控制器13、环境监测仪15和无线网络摄像头16均通过GPRS通讯模块14网络连接服务器2；电控柜12通过操作显示屏双向信号传输于PLC控制器13，PLC控制器13通过阀门和电机控制畜禽粪污处理设备100。

现场测控系统1依次通过网络、交换机和服务器2信号传输上位机管理平台 3；料位开关111信号连接开关量输入输出模块132，温度传感器112、水分传感器113和称重传感器114信号连接模拟量输入输出模块133，开关量输入输出模块132和模拟量输入输出模块133信号连接中央处理单元131，中央处理单元131 信号连接GPRS通讯扩展模块134，GPRS通讯扩展模块134通过GPRS通讯模块 14网络连接服务器2；服务器2和上位机管理平台3均采用高性能计算机，上位机管理平台3的高性能计算机搭载组态监控软件，服务器2通过高性能计算机，作为网络节点，存储、处理网络上的数据、信息，并为上位机管理平台3提供集中计算、信息发表及数据管理等服务,上位机管理平台3作为客户端操作平台，采用高性能计算机，搭载组态监控软件，组态监控软件作为上位机软件的一种，是数据采集和过程控制的专用软件，具有以下功能：1、数据的显示、存档和查询，2、过程控制的记录和查询，3、设备故障、异常报警信息的记录和查询，4、用户管理和授权，5、现场实时情况的观测；温度传感器112和水分传感器113 均设置有4个，称重传感器114设置有2个，料位开关111设置有1个；畜禽粪污处理设备100为立式封闭罐体，且畜禽粪污处理设备100底部为基座，中部为双层隔热发酵罐，顶部为风雨棚、平台和排风设备构成。

具体原理：本发明在使用时，料位开关111、温度传感器112、水分传感器 113和称重传感器114分别将物料料位、温度、水分和物料重量参数传输到PLC 控制器，环境监测仪15和无线网络摄像头16分别将有害气体和现场实时情况的参数传输到GPRS通讯模块，其中物料料位参数传输到的开关量输入输出模块 132，温度、水分和物料重量参数均传输到模拟量输入输出模块133，且开关量输入输出模块132和模拟量输入输出模块133均将上述参数传输到中央处理单元 131进行数据转换、设备状态分析、通讯编程和通讯设备，中央处理单元131将对应参数通过GPRS通讯扩展模块134传输到GPRS通讯模块14，GPRS通讯模块 14再将物料料位、温度、水分、物料重量、有害气体和现场实时情况网络传输到服务器2，服务器2再进行信息与数据的接收、分类、累积、归档和记录以及用户管理和权限分配后，再传输到上位机管理平台3，实行集中计算、信息发表及数据管理等服务；其中，电控柜12通过操作显示屏信号连接PLC控制器13， PLC控制器通过指令分析，再通过电机和阀门控制畜禽粪污处理设备100。

本发明添加了多个检测传感器，多方面检测记录畜禽粪污处理设备的发酵过程参数；采用可编程的PLC控制器作为核心控制器，可根据畜禽粪污处理设备的特性进行连锁、保护等程序设置，提高设备运行的安全性、可靠性及运行效率；添加了GPRS通讯模块，通过PLC控制器与GPRS通讯模块的通讯，无线远距离的输送设备信息和状态等；上位机管理平台搭载组态监控软件，可实时远距离显示设备的状态和检测数据，并记录归档，方便查询；上位机管理平台搭载的组态监控软件可为上级部门、设备厂家或运营管理部门提供远程指导，数据观测，故障分析等，为其管理决策提供依据。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，包括畜禽粪污处理设备（100）、现场测控系统（1）、服务器（2）和上位机管理平台（3）；其特征在于：所述畜禽粪污处理设备（100）、现场测控系统（1）、服务器（2）和上位机管理平台（3）依次网络连接；所述现场测控系统（1）由检测仪表（11）、电控柜（12）、PLC控制器（13）、GPRS通讯模块（14）、环境监测仪（15）和无线网络摄像头（16）组成，所述检测仪表（11）由料位开关（111）、温度传感器（112）、水分传感器（113）和称重传感器（114）组成，所述电控柜（12）外表面设置有操作显示屏，所述PLC控制器（13）内置中央处理单元（131）、开关量输入输出模块（132）、模拟量输入输出模块（133）和GPRS通讯扩展模块（134）；所述畜禽粪污处理设备（100）分别信号传输检测仪表（11）、环境监测仪（15）和无线网络摄像头（16），所述检测仪表（11）信号传输PLC控制器（13），所述PLC控制器（13）、环境监测仪（15）和无线网络摄像头（16）均通过GPRS通讯模块（14）网络连接服务器（2）；所述电控柜（12）通过操作显示屏双向信号传输于PLC控制器（13），所述PLC控制器（13）通过阀门和电机控制畜禽粪污处理设备（100）。

2.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，其特征在于：所述现场测控系统（1）依次通过网络、交换机和服务器（2）信号传输上位机管理平台（3）。

3.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，其特征在于：所述料位开关（111）信号连接开关量输入输出模块（132），所述温度传感器（112）、水分传感器（113）和称重传感器（114）信号连接模拟量输入输出模块（133），所述开关量输入输出模块（132）和模拟量输入输出模块（133）信号连接中央处理单元（131），所述中央处理单元（131）信号连接GPRS通讯扩展模块（134），所述GPRS通讯扩展模块（134）通过GPRS通讯模块（14）网络连接服务器（2）。

4.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，其特征在于：所述服务器（2）和上位机管理平台（3）均采用高性能计算机，所述上位机管理平台（3）的高性能计算机搭载组态监控软件。

5.根据权利要求1所述的一种畜禽粪污资源化利用智慧管理平台，其特征在于：所述温度传感器（112）和水分传感器（113）均设置有4个，所述称重传感器（114）设置有2个，所述料位开关（111）设置有1个。