CN110096084A - 基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，包括进气空调系统、环境空调系统与三坐标实验室，分别通过Internet与云端服务器互联。并且通过远程监控管理系统实现物联网连接，利用物联网卡和通讯网关实现就地数据采集，并通过P2P VPN传输至云端服务器，真正实现内网穿透，适用于任何网络环境，极大地增加了系统地灵活性和便利性。并且当系统发生故障报警时，通过电话、短信、电子邮件等通知相关责任人。每周给业主发送系统运行状况报表，让其实时知晓情况。本发明基于P2P VPN技术，利用Ignition自带的各大通讯驱动，建立了一个完整的汽车测试实验室的监控平台，实现了对汽车测试实验室空调控制系统的Internet访问。

Description

基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台

【技术领域】

本发明涉及一种基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台。

【背景技术】

传统工业自动化控制是基于PLC、DCS等集中式或分布式控制系统，结合SCADA/HMI系统，实现工业现场设备的监控。再往后提出了远程监控的概念。其本质还是基于局域网技术实现企业或工厂内部的设备监控。但是这一模式有很大的局限性，它不能实现基于互联网的远程监控。

近几年，随着“物联网”概念的出现，似乎看到了解决这一困境的希望。各大主流PLC及DCS先后投入巨大的人力物力开发基于互联网的SCADA/HMI系统。这给了系统集成厂商及用户更大的选择空间。用户可根据自己的实际情况来提出相应的需求，厂商也可提供针对性的增值服务。

汽车发动机研发及生产过程中的性能实验用于论证设计方案及测试发动机性能。因而，针对不同的台架试验，需要设计不同的实验室。而这些实验室的控制精度直接影响到测试结果。

【发明内容】

有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，通过物联网技术，建立一个完整的汽车测试实验室的监控平台，实现了对汽车测试实验室空调控制系统的Internet访问。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，包括进气空调系统、环境空调系统与三坐标实验室空调系统，三大系统装置之间分别通过Internet与云端服务器互联，并且通过远程监控管理系统实现物联网连接，利用物联网卡和通讯网关实现就地数据采集，并通过P2P VPN传输至云端服务器。

所述进气空调系统包括静压集风箱、加湿器、送风机、表冷器、初效过滤器、中效过滤器，所述静压集风箱与中效过滤器分布在上层，所述送风机、加湿器、表冷器与中效过滤器分布在下层，上下层之间通过所述送风机与静压集风箱的接口相连通，所述静压集风箱与外部出风接口之间设置所述中效过滤器，所述送风机与新风进口之间依次设置初效过滤器、表冷器、加湿器，再连接所述送风机。

进一步，所述进气空调系统的工作原理是：新风经过初效过滤器过滤后，通过所述表冷器将其温度处理到露点温度。此时空气中的水蒸气会凝结析出，空气的绝对含湿量降低。

经表冷后的空气，其温度很低，必须对其加热来使其温度升高；经过加热后的空气，温度能满足要求。但湿度较低，必须进行加湿处理；经过加湿后的空气，能够满足用气要求，经送风机送往稳压箱，然后通过管道经中效过滤器送往发动机吸气口。

所述环境空调系统对发动机测试产生的气体进行净化，其内部设置通风系统，所述通风系统设置两种模式，包括自动模式与手动模式。

因为发动机在测试过程中，会产生大量的热量和有毒的可燃气体，需要进行净化，通过设计通风系统，引入新风对实验室空气进行净化，同时降低实验室温度。该通风系统设置两种控制模式，自动模式下启动，通风系统将测量室外温度以自动选择季节模式，自动控制试验室温度和压力。手动模式下可以设置所有变量，根据试验室实际情况调节试验室内温度、负压、送风速度、混风比例等参数，使通风系统有更强的适应能力，不受房间大小和试验类型的限制。

三坐标实验室空调系统内设置新风段、送风段、表冷段、加热段、消声段等，所述三坐标实验室为高等级区域，对实验室区域内温湿度要求高，必须采取合理而精确的控制技术来保证称重区域内的送风量和风速、气流组织形式、静压差及环境相关参数达到规定的要求。

三坐标实验室区域的气流组级别，宜采用局部工作区空气净化和全室空气净化相结合。气流速度应满足空气洁净度及人体健康的要求，并应使三坐标实验室工作区气流流向单一。

所述三坐标实验室区域温湿度要求：满足生产工艺要求，三坐标实验室区域温度为19℃----21℃，湿度为30％----60％。

三坐标实验室区域应保证一定的新鲜空气量。

三坐标实验室区域应维持一定的正压，不同等级的洁净区间及非洁净区之间的静压差不应小于5---10Pa。

各等级空气洁净度的空气净化处理均应采用空气过滤器过滤。

采用分散控制集中管理方式，对环境参数如温度、湿度；系统设备运行状况、故障及报警信息等进行数据采集、转换与控制，以图文实时动态显示设备状态、数值、变化、故障和报警集中监视，同时以立体图形对数据进行趋势分析与记录，预留的上位机系统提供开放式平台，接受网络上所有授权用户的服务请求，即实现了数据共享。

具体调节原理是：

夏季温湿度：根据送风温湿度传感器，以湿度控制优先，控制一次表冷器电动二通阀开度优先除湿并降温，控制送风湿度在设计值。空调器一次表冷段后温度传感器信号来监控一次表冷后的露点温度，再根据送风温度传感器的信号，调节二次电加热段(使用电力调功器无极调节加热量)，控制送风温度在设计值。

冬季温度：根据送风温度传感器，调节一次加热器电动二通阀开度大小，控制送风温度在设计值。

冬季湿度：根据送风湿度传感器，调节蒸汽加湿器电动二通阀开度，控制相对湿度在设计值。

过渡季节温湿度控制：当湿度满足条件的时候，根据送风温度传感器，调节一次加热器和一次表冷器电动二通阀开度大小，控制送风温度在设计值。

室内外压差控制：送风机根据室内外压差传感器自动调节电机频率完成闭环控制，控制送风量与压差在设计值，保证室内正压在5---10Pa。

新/回风阀执行器：首先保证室内正压的最小开度值，根据室外新风调节风阀开度，新风温度与设定值相比过高与过低，新风湿度与设定值相比过高与过低时，新风阀打开到最小开度。新风温湿度与设定值相近时，新风阀打开到最大开度。

本发明还设有大马力发动机试验室，配置多台送风机与回风机，所有风阀全部采用电动控制阀门，通过对风机的变频调节以及对阀门的模拟量调节达到最终的空气参数需求。

它是为专用的各种大马力发动机或发电机等大型动力设备性能测试试验室，发动机试验需要在一定的温湿度情况下才能进行。由于大马力试验室的空间要比常规的试验室空间大很多，采用空调的形式来处理房间的温湿度不利于节能管理，本专利采用了单靠风机来处理空气温湿度的形式。

本发明利用物联网卡和通讯网关实现就地数据采集，并通过P2P VPN传输至云端服务器，真正实现内网穿透，适用于任何网络环境。

基于P2P VPN技术利用自带的各大通讯驱动，建立了一个完整的汽车测试实验室的监控平台。

本发明的有益效果是，基于该平台，可实现对各个项目现场的实时监控，实现了远程互联，并具有多个实用性功能。(1)计算现有系统的能源消耗，并在此基础上提出相应的节能措施；(2)检测系统运行情况，提前预判可能存在的故障点。(3)当系统发生故障报警时，通过电话、短信、电子邮件等及时通过相关责任人。(4)每周给业主发送系统运行状况报表，供业主参考。当积累的数据量足够大的时候，便可基于大数据技术，进行一系列的数据分析，提出相应的行业标准。

【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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明中的进气空调系统的结构示意图。

图3为本发明中的三坐标实验室空调系统的结构示意图。

【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。

参照图1，一种基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，包括进气空调系统1、环境空调系统2与三坐标实验室空调系统3，三大系统装置之间分别通过Internet与云端服务器4互联，并且通过远程监控管理系统实现物联网连接，利用物联网卡和通讯网关实现就地数据采集，并通过P2P VPN传输至云端服务器，真正实现内网穿透，适用于任何网络环境，极大的增加了系统的灵活性和便利性。

本发明基于P2P VPN技术，利用Ignition自带的各大通讯驱动，建立了一个完整的汽车测试实验室的监控平台，实现了对汽车测试实验室空调控制系统的Internet访问。

所述进气空调系统1包括静压集风箱11、加湿器14、送风机13、表冷器15、初效过滤器16、中效过滤器12，所述静压集风箱11与中效过滤器12分布在上层，所述送风机13、加湿器14、表冷器15与中效过滤器12分布在下层，上下层之间通过所述送风机13与静压集风箱11的接口相连通，所述静压集风箱11与外部出风接口之间设置所述中效过滤器12，所述送风机13与新风进口之间依次设置初效过滤器16、表冷器15、加湿器14，再连接所述送风机13。

所述进气空调系统的工作原理是：新风经过初效过滤器16过滤后，通过所述表冷器15将其温度处理到露点温度，此时空气中的水蒸气会凝结析出，空气的绝对含湿量降低。

经表冷后的空气，其温度很低，必须对其加热来使其温度升高；经过加热后的空气，温度能满足要求。但湿度较低，必须进行加湿处理；经过加湿后的空气，能够满足用气要求，经送风机13送往稳压箱，然后通过管道经中效过滤器12送往发动机吸气口。

所述环境空调系统2对发动机测试产生的气体进行净化，其内部设置通风系统，所述通风系统设置两种模式，包括自动模式与手动模式。

因为发动机在测试过程中，会产生大量的热量和有毒的可燃气体，需要进行净化，通过设计通风系统，引入新风对实验室空气进行净化，同时降低实验室温度。该通风系统设置两种控制模式，自动模式下启动，通风系统将测量室外温度以自动选择季节模式，自动控制试验室温度和压力。手动模式下可以设置所有变量，根据试验室实际情况调节试验室内温度、负压、送风速度、混风比例等参数，使通风系统有更强的适应能力，不受房间大小和试验类型的限制。

三坐标实验室空调系统3内设置新风段31、送风段33、表冷段32、电加热段34、扩散段35、第一消声段36及第二消声段37，新风段31衔接初效段，所述初效段再连接第一消声段36，扩散段35对接风机段。

所述三坐标实验室为高等级区域，对实验室区域内温湿度要求高，必须采取合理而精确的控制技术来保证称重区域内的送风量和风速、气流组织形式、静压差及环境相关参数达到规定的要求。

三坐标实验室区域的气流组级别，宜采用局部工作区空气净化和全室空气净化相结合。气流速度应满足空气洁净度及人体健康的要求，并应使三坐标实验室工作区气流流向单一。

所述三坐标实验室区域温湿度要求：满足生产工艺要求，三坐标实验室区域温度为19℃----21℃，湿度为30％----60％。

三坐标实验室区域应保证一定的新鲜空气量。

三坐标实验室区域应维持一定的正压，不同等级的洁净区间及非洁净区之间的静压差不应小于5---10Pa。

各等级空气洁净度的空气净化处理均应采用空气过滤器过滤。

采用分散控制集中管理方式，对环境参数如温度、湿度；系统设备运行状况、故障及报警信息等进行数据采集、转换与控制，以图文实时动态显示设备状态、数值、变化、故障和报警集中监视，同时以立体图形对数据进行趋势分析与记录，预留的上位机系统提供开放式平台，接受网络上所有授权用户的服务请求，即实现了数据共享。

具体调节原理是：

夏季温湿度：根据送风温湿度传感器，以湿度控制优先，控制一次表冷器电动二通阀开度优先除湿并降温，控制送风湿度在设计值。空调器一次表冷段后温度传感器信号来监控一次表冷后的露点温度，再根据送风温度传感器的信号，调节二次电加热段(使用电力调功器无极调节加热量)，控制送风温度在设计值。

冬季温度：根据送风温度传感器，调节一次加热器电动二通阀开度大小，控制送风温度在设计值。

冬季湿度：根据送风湿度传感器，调节蒸汽加湿器电动二通阀开度，控制相对湿度在设计值。

过渡季节温湿度控制：当湿度满足条件的时候，根据送风温度传感器，调节一次加热器和一次表冷器电动二通阀开度大小，控制送风温度在设计值。

室内外压差控制：送风机根据室内外压差传感器自动调节电机频率完成闭环控制，控制送风量与压差在设计值，保证室内正压在5---10Pa。

新/回风阀执行器：首先保证室内正压的最小开度值，根据室外新风调节风阀开度，新风温度与设定值相比过高与过低，新风湿度与设定值相比过高与过低时，新风阀打开到最小开度。新风温湿度与设定值相近时，新风阀打开到最大开度。

本发明还设有大马力发动机试验室，配置多台送风机与回风机，所有风阀全部采用电动控制阀门，通过对风机的变频调节以及对阀门的模拟量调节达到最终的空气参数需求。

它是为专用的各种大马力发动机或发电机等大型动力设备性能测试试验室，发动机试验需要在一定的温湿度情况下才能进行。由于大马力试验室的空间要比常规的试验室空间大很多，采用空调的形式来处理房间的温湿度不利于节能管理，本专利采用了单靠风机来处理空气温湿度的形式。

本发明利用物联网卡和通讯网关实现就地数据采集，并通过P2P VPN传输至云端服务器，真正实现内网穿透，适用于任何网络环境。

基于P2P VPN技术利用自带的各大通讯驱动，建立了一个完整的汽车测试实验室的监控平台。

本发明基于该平台，可实现对各个项目现场的实时监控，实现了远程互联，并具有多个实用性功能。(1)计算现有系统的能源消耗，并在此基础上提出相应的节能措施；(2)检测系统运行情况，提前预判可能存在的故障点。(3)当系统发生故障报警时，通过电话、短信、电子邮件等及时通过相关责任人。(4)每周给业主发送系统运行状况报表，供业主参考。当积累的数据量足够大的时候，便可基于大数据技术，进行一系列的数据分析，提出相应的行业标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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.基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，其特征在于，包括进气空调系统、环境空调系统与三坐标实验室空调系统，三大系统装置之间分别通过Internet与云端服务器互联，并且通过远程监控管理系统实现物联网连接，利用物联网卡和通讯网关实现就地数据采集，并通过P2P VPN传输至云端服务器。

2.根据权利要求1所述的基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，其特征在于，所述进气空调系统包括静压集风箱、加湿器、送风机、表冷器、初效过滤器、中效过滤器，所述静压集风箱与中效过滤器分布在上层，所述送风机、加湿器、表冷器与中效过滤器分布在下层，上下层之间通过所述送风机与静压集风箱的接口相连通，所述静压集风箱与外部出风接口之间设置所述中效过滤器，所述送风机与新风进口之间依次设置初效过滤器、表冷器、加湿器，再连接所述送风机。

3.根据权利要求1所述的基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，其特征在于，所述环境空调系统内设置通风系统，所述通风系统设置手动模式与自动模式两种控制方式。

4.根据权利要求1所述的基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，其特征在于，所述三坐标实验室空调系统内设置新风段、送风段、表冷段、多个加热段、多个消声段，三坐标实验室区域的气流组级别，采用局部工作区空气净化和全室空气净化相结合。

5.根据权利要求1所述的基于互联网的汽车测试实验室集群的云平台，其特征在于，还设置有大马力发动机实验室，其配置多台送风机与回风机，所有风阀采用电动控制阀门。