CN109100986A - 基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法，该系统包括数据采集模块（1）、现场控制模块（2）、服务器模块（3）、通讯模块（4）及远程测控模块（5）；数据采集模块（1）的输出端与现场控制模块（2）的输入端连接，现场控制模块（2）的输出端通过通讯模块（4）与服务器模块（3）无线连接，远程测控模块（5）与服务器模块（3）无线连接。本发明在充分利用已有环保设备的基础上建立无线远程监控，将PLC和物联网技术结合，可以通过多种终端无线远程测控汽车涂装环保设备，该环保设备涉及转轮与高效有机废气治理设备，有效的解决环保设备状态不稳带来的大气污染。

Description

基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网和环保技术领域，尤其涉及一种基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法。

背景技术

随着现代信息技术的进步和现代环保设备的不断发展，为提倡构建环境与人类共同发展的倡议，针对汽车行业废气处理的环保设备提出了更高的要求。目前，国内汽车涂装处理喷漆废气即有机废气VOC（volatile organic compounds）的方法有直燃法、蓄热室燃烧法、催化燃烧法。其中直燃法用于高浓度VOC焚烧，有机废气治理设备（以下简称RTO）采用蓄热室燃烧法用于中低浓度燃烧，而催化燃烧基于RTO演化而来，更加节能、安全、净化效率高。现代汽车涂装运用最多的为RTO方式去除有机废气，制造成本低而且节能环保。

近年来各地颁发了汽车制造业涂装大气排放标准，因此，对现代涂装环保设备也提出了更高的要求。但汽车涂装车间RTO设备监控方面仅限于现场监控，无法实现远程无线实时监控。RTO设备运行出现故障或者设备必要参数不达标，维护人员无法第一时间立即获取信息采取有效措施遏制，无法满足现代涂装设备的制造信息化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的涂装环保远程监控系统及方法，可以通过多种终端无线远程测控汽车涂装环保设备，有效的解决环保设备状态不稳带来的大气污染。

本发明是这样实现的：

一种基于物联网的涂装环保远程监控系统，包括数据采集模块、现场控制模块、服务器模块、通讯模块及远程测控模块；数据采集模块的输出端与现场控制模块的输入端连接，现场控制模块的输出端通过通讯模块与服务器模块无线连接，远程测控模块与服务器模块无线连接。

所述的数据采集模块包括温度传感器、压力传感器、模拟量开度传感器，温度传感器及压力传感器设置在有机废气治理设备的蓄热室内，模拟量开度传感器设置在燃烧器阀门上。

所述的现场控制模块包括可编程逻辑控制器、远程控制模块组及人机界面，可编程逻辑控制器与远程控制模块组和人机界面连接，通讯模块与可编程逻辑控制器连接并进行数据交互。

所述的可编程逻辑控制器包括带模拟量输出模块和以太网模块，带模拟量输出模块外接变频器，以太网模块与通讯模块建立外网连接，以太网模块与远程控制模块组建立内网连接。

所述的服务器模块包括服务器本体、工控软件和数据库，工控软件通过以太网模块采集现场控制模块的数据并存储在数据库中。

一种基于物联网的涂装环保远程监控方法，包括如下步骤：

步骤1：系统初始化；

步骤2：通过人机界面在现场控制模块内设定温度、PID参数、压力，燃烧器点火，服务器模块启动；

步骤3：远程测控模块登录服务器模块对应的IP地址并与服务器模块无线连接，服务器模块通过通讯模块与现场控制模块无线连接，进行数据互通；

步骤4：现场控制模块判断服务器模块的无线连接是否成功，若是，则执行步骤5，若否，则返回步骤2；

步骤5：服务器模块（3）采集现场控制模块（2）的数据，并与远程测控模块（5）进行数据交互；

步骤6：进入远程测控模块的主监控界面，在远程测控模块的界面上显示RTO参数。

在所述的步骤6中，通过远程测控模块的主监控界面进行数据存储和查询、控制、返回操作。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明克服了现有技术的有线串口和总线的传统通讯方式，实现了无线远程互联网实时监控，操作更便捷，应用范围更广。

2、本发明通过远程测控模块的APP应用经物联网技术实现远程监控，提高了车间环保设备的智能化和自动化率。

3、本发明能实现客户端和服务器、网页与服务器相结合的操作模式，通过网络实现车间内区域网实时访问现场设备，也可以在车间外通过远程测控模块远程访问现场环保设备的状态等。

4、本发明帮助涂装车间控制周围大气挥发性有机化合物含量，规避风险，保证为周边大气带来洁净的空气，具有很强的实用价值。

本发明在充分利用已有环保设备的基础上建立无线远程监控，将PLC和物联网技术结合，可以通过多种终端无线远程测控汽车涂装环保设备，该环保设备涉及转轮与高效有机废气治理设备，有效的解决环保设备状态不稳带来的大气污染。

附图说明

图1是本发明基于物联网的涂装环保远程监控系统的硬件结构图；

图2是本发明基于物联网的涂装环保远程监控方法的流程图。

图中，1数据采集模块，2现场控制模块，21可编程逻辑控制器，22远程控制模块组，23人机界面，3服务器模块，4通讯模块，5远程测控模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1，一种基于物联网的涂装环保远程监控系统，包括数据采集模块1、现场控制模块2、服务器模块3、通讯模块4及远程测控模块5；数据采集模块1的输出端与现场控制模块2的输入端连接，现场控制模块2的输出端通过通讯模块4与服务器模块3无线连接，通讯模块4数据与远程测控模块5，例如安卓手机或网页，进行无线网络通信，通讯模块4负责现场控制模块2和服务器模块3数据交互，可采用TP-LINK无线路由器负责全区域布网，允许多远程测控模块5访问服务器模块3，远程测控模块5与服务器模块3无线连接，远程测控模块5可采用安卓手机、远程PC机等终端，并安装相应的APP应用进行环保设备的参数实时测控等功能，智能手机、远程PC机等终端可访问固定IP与端口号进行网页测控，同时也可以通过手机APP应用进行测控。

所述的数据采集模块1包括PT100温度传感器、压力传感器、模拟量开度传感器等，温度传感器及压力传感器设置在有机废气治理设备的蓄热室内，模拟量开度传感器设置在燃烧器阀门上，可用于采集现场的温度、压力、开度信息等数据并进行模数转化。

所述的现场控制模块2包括可编程逻辑控制器21、远程控制模块组22及人机界面23，可编程逻辑控制器21与远程控制模块组22和人机界面23连接，通讯模块4与可编程逻辑控制器21连接并进行数据交互，远程控制模块组22采集模拟量值即环保设备参数，可编程逻辑控制器21可采用型号为PLC AB-1756的控制对象燃烧器比例阀、新风阀和数模转换模块，对三室蓄热式热力焚化炉的燃烧器阀门开度的数字量PID控制，利用精准的恒温控制使RTO的温度保持760度，减少有机气体不充分燃烧的概率。

所述的可编程逻辑控制器21包括带模拟量输出模块和以太网模块，带模拟量输出模块外接变频器，以太网模块与通讯模块4建立外网连接，以太网模块与远程控制模块组22建立内网连接，可采用AB-753变频器并通过带模拟量输出模块控制新风量。

所述的服务器模块3主要由服务器主体Visual Studio2010的C#和工控软件Cimplicity和数据库组成，工控软件通过以太网模块采集现场控制模块2的数据并存储在数据库中，通过以太网负责实时采集现场控制模块2数据，数据库不断收集数据存储重要信息，Cimplicity软件采集和监控本地数据并存储在数据库中，其中，数据库采用SQL2008或SQL Server 201实现数据的存储与查询功能；Visual Studio2010则进行C/S和B/S操作，即客户端和服务器模式、网页与服务器模式。通过网络可以在车间内区域网通过B/S网页实时访问现场设备，也可以在车间外外网通过手机APP应用远程访问现场环保设备的状态等，Visual Studio2010主要完成的功能有数据通信、数据处理，远程服务器界面。

请参见附图2，一种基于物联网的涂装环保远程监控方法，包括如下步骤：

步骤1：系统初始化。

步骤2：通过人机界面23在现场控制模块2内设定温度、PID（比例-积分-微分）参数、压力等数据，燃烧器点火，服务器模块3启动。

步骤3：远程测控模块5登录服务器模块3对应的IP地址并与服务器模块3无线连接，服务器模块3通过通讯模块4与现场控制模块2无线连接，进行数据互通。

步骤4：现场控制模块2判断服务器模块3的无线连接是否成功，若是，则执行步骤5，若否，则返回步骤2。

步骤5：服务器模块3采集现场控制模块2的数据，并与远程测控模块5进行数据交互。

步骤6：进入远程测控模块5的主监控界面，在远程测控模块5的界面上显示RTO参数，通过远程测控模块5的界面和人机界面23进行数据存储和查询、控制、返回等操作。

Visual Studio2010服务器模块3利用SOCKET套接字网络通讯实现数据交互，同时进行网页制作进行服务器网页发布。远程测控模块5上的APP可进行涂装车间全部设备的实时数据监控访问，除了环保设备RTO和转轮，还可进行空调的参数监控。用户通过远程测控模块5输入的对应固定服务器域名和端口号后，点击连接服务器模块3后，服务器模块3与远程测控模块5通过Socket通讯确定主从关系连接，建立C/S结构链路，远程测控模块5不断接收服务器模块3的数据信息并显示数据。通过远程测控模块5的界面点击控制阀门开度，将数据通过Socket数据包发送至服务器模块3，服务器模块3将控制命令直接送至可编程逻辑控制器21，实现控制功能，通过远程测控模块5的APP软件同时可定时存储数据和查询相关有效数据。本发明无需固定IP，稳定性不受限于DNS服务器，可实现涂装车间全过程的WEB发布、实时报警、参数监控、查询历史数据。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，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 (7)

1.一种基于物联网的涂装环保远程监控系统，其特征是：包括数据采集模块（1）、现场控制模块（2）、服务器模块（3）、通讯模块（4）及远程测控模块（5）；数据采集模块（1）的输出端与现场控制模块（2）的输入端连接，现场控制模块（2）的输出端通过通讯模块（4）与服务器模块（3）无线连接，远程测控模块（5）与服务器模块（3）无线连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的涂装环保远程监控系统，其特征是：所述的数据采集模块（1）包括温度传感器、压力传感器、模拟量开度传感器，温度传感器及压力传感器设置在有机废气治理设备的蓄热室内，模拟量开度传感器设置在燃烧器阀门上。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的涂装环保远程监控系统，其特征是：所述的现场控制模块（2）包括可编程逻辑控制器（21）、远程控制模块组（22）及人机界面（23），可编程逻辑控制器（21）与远程控制模块组（22）和人机界面（23）连接，通讯模块（4）与可编程逻辑控制器（21）连接并进行数据交互。

4.根据权利要求3所述的基于物联网的涂装环保远程监控系统，其特征是：所述的可编程逻辑控制器（21）包括带模拟量输出模块和以太网模块，带模拟量输出模块外接变频器，以太网模块与通讯模块（4）建立外网连接，以太网模块与远程控制模块组（22）建立内网连接。

5.根据权利要求1或4所述的基于物联网的涂装环保远程监控系统，其特征是：所述的服务器模块（3）包括服务器本体、工控软件和数据库，工控软件通过以太网模块采集现场控制模块（2）的数据并存储在数据库中。

6.一种利用权利要求1-5任意一项所述的基于物联网的涂装环保远程监控系统的远程监控方法，其特征是：包括如下步骤：

步骤1：系统初始化；

步骤2：通过人机界面（23）在现场控制模块（2）内设定温度、PID参数、压力，燃烧器点火，服务器模块（3）启动；

步骤3：远程测控模块（5）登录服务器模块（3）对应的IP地址并与服务器模块（3）无线连接，服务器模块（3）通过通讯模块（4）与现场控制模块（2）无线连接；

步骤4：现场控制模块（2）判断服务器模块（3）的无线连接是否成功，若是，则执行步骤5，若否，则返回步骤2；

步骤5：服务器模块（3）采集现场控制模块（2）的数据，并与远程测控模块（5）进行数据交互；

步骤6：进入远程测控模块（5）的主监控界面，在界面上显示RTO参数。

7.根据权利要求6所述的基于物联网的涂装环保远程监控方法，其特征是：在所述的步骤6中，通过远程测控模块（5）的主监控界面进行数据存储和查询、控制、返回操作。