CN110488773A - 环保全过程工况监控系统及其组态方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保全过程工况监控系统及其组态方法，本发明的监控系统包括企业现场数据采集单元、数据传输单元和云平台，且企业现场数据采集单元包括现场组态系统数据采集模块、第一IOT网关模块、第一VLAN交换机和现场中心工控机，数据传输单元包括第二VLAN交换机、第一服务器、第二IOT网关模块、第二服务器和网络交换机，云平台与所述网络交换机数据连接。本发明所述的监控系统可实现企业环保监控数据的较好采集，能够实现对企业环保全过程工况的有效监控，而有着很好的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及环保监控技术领域，特别涉及一种环保全过程工况监控系统，本发明也涉及有该监控系统的组态方法。
背景技术
随着我国对环保行业重视度的不断提高，对环保行业的投入也不断加大，现在污染物的处理环节成为每个相关企业的重要一环，无论脱硫、脱硝处理还是废水处理工艺，组态系统在其中得到了广泛应用，但毕竟组态系统并不是主要针对环保行业，随着环保行业对监控系统的实时性和安全性要求的提高，对环保监控系统及其组态系统的使用也有了特殊的需求。
现有技术中采用的环保监控组态系统，存在现场设备老化，现场组态多种多样版本不一致，安全方面利用传统网闸费用较高，利用软件网络防火墙安全度又不够，以及硬件采集方面面临传输距离远，二次施工难度大等不足。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种环保全过程工况监控系统，以期能够克服现有技术中的至少一点不足。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种环保全过程工况监控系统，其特征在于：该监控系统包括企业现场数据采集单元、数据传输单元和云平台，且：
所述企业现场数据采集单元包括：
现场组态系统数据采集模块，位于安装现场组态系统的计算机内，以采集现场组态系统的运行数据；
第一IOT网关模块，与所述现场组态系统数据采集模块数据连接；
第一VLAN交换机，与所述第一IOT网关模块数据连接；
现场中心工控机，于所述现场中心工控机中安装有中心组态系统，且所述现场中心工控机构成与所述第一VLAN交换机的数据连接，并且所述现场中心工控机上还连接有用于连接现场运行采集装置的数据传输模块；
所述数据传输单元包括：
第二VLAN交换机，与所述现场中心工控机数据连接；
第一服务器，与所述第二VLAN交换机数据连接；
第二IOT网关模块，与所述第一服务器数据连接；
第二服务器，与所述第二IOT网关模块数据连接，且所述第二服务器数据连接有物联网无线传输模块；
网络交换机，与所述第二服务器数据连接；
所述云平台与所述网络交换机数据连接。
进一步的，所述现场组态系统及所述中心组态系统为组态王、wincc与和利时DCS中的一种。
进一步的，所述数据传输模块为无线数据传输模块。
进一步的，所述现场组态系统数据采集模块被配置为采用OPC协议以采集现场组态系统的运行数据。
进一步的，所述企业现场数据采集单元为对应于企业内的不同产线分别设置、且均与所述第二VLAN交换机数据连接的多个。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明的监控系统通过IOT网关模块进行数据连接，可有效解决监控设置间病毒传染的可能性，而能够提高网络安全性，且IOT网关模块相较于现有隔离网闸价格低，也可降低系统成本。
此外，本发明的监控系统通过无线数据传输模块进行数据的采集，可避免数据线路铺设，而可克服传输距离远，二次施工难度大的问题。而通过OPC协议采集数据，可适应现场组态多样版本不一致的问题，且对组态系统配置要求低。
本发明同时也提出了如上环保全过程工况监控系统的组态方法，且该方法具体包括：
步骤a：配置现场组态系统数据采集模块，采集现场组态系统的运行数据；
步骤b：配置第一IOT网关模块与第一VLAN交换机，进行采集的运行数据向现场中心工控机的数据传输；
步骤c：配置现场中心工控机，接收传输的现场组态系统的运行数据、及现场设备运行数据采集装置的采集数据，并将所述运行数据与采集数据导入中心组态系统以运行；
步骤d：配置第二VLAN交换机，向第一服务器传输现场中心工控机监控数据；
步骤e：配置第二IOT网关模块，向第二服务器传输第一服务器数据，且配置物联网无线传输模块，以采集现场无法传输至现场中心工控机的数据。
步骤f：配置网络交换机，将第二服务器数据传输于云平台，实现企业环保工况监控。
本发明的组态方法可实现企业环保监控数据的较好采集，能够实现对企业环保全过程工况的有效监控，而有着很好的实用性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的环保全过程工况监控系统的构成图；
附图标记说明：
1-现场组态系统数据采集模块，2-第一IOT网关模块，3-第一VLAN交换机，4-现场中心工控机，5-数据传输模块，6-第二VLAN交换机，7-第一服务器，8-第二IOT网关模块，9-第二服务器，10-物联网无线传输模块，11-网络交换机，12-云平台；
100-计算机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种环保全过程工况监控系统，该监控系统通过对企业现场环保设施运行数据及企业环保监控设备运行数据的采集，并上传至环保部门的云平台，以能够实现对企业环保处理的全过程监控。整体构成上，本实施例的监控系统包括企业现场数据采集单元、数据传输单元和云平台，且结合于图1中所示的，其中各单元的详细介绍如下。
本实施例的企业现场数据采集单元包括现场组态系统数据采集模块1、第一IOT网关模块2、第一VLAN交换机3和现场中心工控机4，且具体来说，现场组态系统数据采集模块1位于安装现场组态系统的计算机100内，以采集现场组态系统的运行数据，且在数据采集的实现方式上，作为一种优选，该现场组态系统数据采集模块1可配置为OPC server，并采用OPC协议以采集现场组态系统的运行数据。
采用OPC server，其可配置性相较于传统OPC读取，对组态系统及计算机版本等要求低，并适合于环保行业的数据需求采集点较少的数据实时传输。当然，除了采用OPCserver，现场组态系统数据采集模块1也可选择连接于计算机100数据接口上的以获取现场组态系统运行数据的硬件模块，其具体采用现有成熟产品便可。
本实施例中，第一IOT网关模块2与现场组态系统数据采集模块1数据连接，第一VLAN交换机3与第一IOT网关模块2数据连接，现场中心工控机4中安装有中心组态系统，且现场中心工控机4与第一VLAN交换机3的数据连接，而于现场中心工控机4上还数据连接有用于数据连接现场设备运行数据采集装置的数据传输模块5。该数据传输模块5优选的采用无线数据传输模块即可。
本实施例的数据传输单元具体包括与现场中心工控机4数据连接的第二VLAN交换机6，与第二VLAN交换机6数据连接的第一服务器7，与第一服务器7数据连接的第二IOT网关模块8，以及与第二IOT网关模块8数据连接的第二服务器9，和与该第二服务器9数据连接的网络交换机11。其中，第二服务器数据9上也数据连接有物联网无线传输模块10，而云平台12则与网络交换机11数据连接。
本实施例中，现场中心工控机4采用现有工控机产品即可，其主要用于安装并运行中心组态系统，与终端现场工控机实现联网采数，以及实现采集数据的收集、逻辑运算及存储等功能等。现场中心工控机上所连接的数据传输模块多为成套使用，且多个模块可组网，以可完成对现场数据的有线/无线远程采集。
而作为优选方式，本实施例的计算机100中的现场组态系统、以及现场中心中控机中的中心组态系统可为组态王、wincc与和利时DCS等组态软件中的一种。此外，上述企业现场数据采集单元及数据传输单元中，所述第一IOT网关模块2与第二IOT网关模块8采用与上述组态软件为同系列的现有网关模块产品，且一般应为具备物联网关支持通道并发功能、所带串口默认并发，且不同IP地址设备可并发通讯、同一IP地址的不同数据区域可并发通讯的IOT网关模块。
上述功能的第一IOT网关模块2可通过串口/以太网连接现场设备(WDCTU无线模块、PLC、仪表、变频器、第三方系统工控机等)，其内一般储备了几乎全部工业领域通讯协议，通过简单的移植，可实现对已有工业智能设备的兼容，实现数据上传。而且该功能的IOT网关模块可通过有线宽带/3G|4G/WiFi等方式主动连接远程中心实现远程连接服务，其网关可主动连接，没有任何可访问的端口，做到链路的安全，同时其亦可提供调试端口，对现场某些智能模块实现远程编程，远程调试。
第二IOT网关模块8主要用于传输第一服务器7的数据到第二服务器9，在设置上可使其网关主动连接中心，做到没有任何可访问的端口，以实现链路的安全。另外，根据需要其也可设计为提供网关同中心连接的对应校验码，没有校验码不允许接入，以做到主动连接权限的限制。
本实施例的网络交换机11采用支持VLAN(虚拟局域网)、支持链路汇聚、且可实现路由三层功能的网络交换机，并具体可为Cisco、Huawei或H3C网络交换机产品中的一种。该网络交换机11主要是提供网络，传输第二服务器9的数据到云平台12，同时作为拓展，其也可提供网口用于把其它网口通讯设备数据传输到云平台12。
第一VLAN交换机3和第二VLAN交换机6采用支持VLAN(虚拟局域网)及链路汇聚的VLAN交换机，并具体可采用Cisco、Huawei或H3C交换机产品中的一种。本实施例的VLAN交换机产品的设置中，设计第一VLAN交换机3可扩展线缆连接端口，增加现场可连接设备数量，可限制广播域，且也能够增强局域网安全性，以及减少网络故障率。而第二VLAN交换机6可连接所有现场中心工控机汇聚数据，同时亦可利用VLAN配置现场中心工控机上传，而能够避免病毒传播，提高安全性。
第一服务器7与第二服务器9采用Huawei、DELL、或Lenovo服务器产品中的一种，其可满足工程需求，且依据连接设备能够完成必须的关键业务需求便可。其中，第一服务器7主要是用于提取现场中心工控机4采集到的数据，做存储上传处理。第二服务器9则主要是采集接收第一服务器7的数据，实现数据的接收、存储，并可与广域网连接，以传输数据到云平台12。
本实施例的物联网无线传输模块10主要为把现场采集到的无法传输至现场中心工控机4的数据无线传输至第二服务器9，进而以保证特殊情况下采集数据的完整性。其中，所述的现场无法传输的数据例如可为现场智能设备(PLC、智能仪表等)的数据，其中的工况开关量、模拟量在采集完成后传入第二服务器9进行存储上传。云平台12则主要是借助网络采集第二服务器9的数据(同时也可采集其它网络交换机11接入的数据)，并提供数据的存储运转空间，且也可安装自研平台软件，做数据逻辑，以及展示采集结果到平台画面等等，以实现最终的监控功能。
本实施例还需要说明的是，匹配于企业内环保处理产线的数量一般为多个，前述企业现场数据采集单元也为对应于企业内的不同产线分别设置的多个，且各企业现场数据采集单元均与第二VLAN交换机6数据连接，并最终将数据传输至云平台中。
本实施例同时还涉及有上述监控系统的组态方法，且该方法具体包括如下的步骤。
步骤a：配置现场组态系统数据采集模块1，采集现场组态系统的运行数据；
步骤b：配置第一IOT网关模块2与第一VLAN交换机3，进行采集的运行数据向现场中心工控机4的数据传输；
步骤c：配置现场中心工控机4，接收传输的现场组态系统的运行数据、及现场设备运行数据采集装置的采集数据，并将所述运行数据与采集数据导入中心组态系统以运行；
步骤d：配置第二VLAN交换机6，向第一服务器7传输现场中心工控机4监控数据；
步骤e：配置第二IOT网关模块8，向第二服务器9传输第一服务器7额数据，且配置物联网无线传输模块10，以采集现场无法传输至现场中心工控机4的数据。
步骤f：配置网络交换机11，将第二服务器9的数据传输于云平台12，实现企业环保工况监控。
本实施例的环保全过程工况监控系统通过IOT网关模块进行数据连接，可有效解决监控设置间病毒传染的可能性，能够提高网络安全性，且IOT网关模块相较于现有隔离网闸价格低，也可降低系统成本。而通过无线数据传输模块进行数据的采集，本实施例的监控系统亦可避免数据线路铺设，克服传输距离远，二次施工难度大的问题，同时通过OPC协议采集数据，其还可适应现场组态多样版本不一致的问题，而对组态系统配置要求低。
本实施例的监控系统可实现企业环保监控数据的较好采集，能够实现对企业环保全过程工况的有效监控，而有着很好的实用性。
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 (6)
1.一种环保全过程工况监控系统，其特征在于：该监控系统包括企业现场数据采集单元、数据传输单元和云平台(12)，且：
所述企业现场数据采集单元包括：
现场组态系统数据采集模块(1)，位于安装现场组态系统的计算机内，以采集现场组态系统的运行数据；
第一IOT网关模块(2)，与所述现场组态系统数据采集模块数据连接；
第一VLAN交换机(3)，与所述第一IOT网关模块(2)数据连接；
现场中心工控机(4)，于所述现场中心工控机(4)中安装有中心组态系统，且所述现场中心工控机(4)构成与所述第一VLAN交换机(3)的数据连接，并于所述现场中心工控机(4)上还数据连接有用于数据连接现场设备运行数据采集装置的数据传输模块(5)；
所述数据传输单元包括：
第二VLAN交换机(6)，与所述现场中心工控机(4)数据连接；
第一服务器(7)，与所述第二VLAN交换机(6)数据连接；
第二IOT网关模块(8)，与所述第一服务器(7)数据连接；
第二服务器(9)，与所述第二IOT网关模块(8)数据连接，且所述第二服务器(9)数据连接有物联网无线传输模块(10)；
网络交换机(11)，与所述第二服务器(9)数据连接；
所述云平台(12)与所述网络交换机(11)数据连接。
2.根据权利要求1所述的环保全过程工况监控系统，其特征在于：所述现场组态系统及所述中心组态系统为组态王、wincc与和利时DCS中的一种。
3.根据权利要求1所述的环保全过程工况监控系统，其特征在于：所述数据传输模块(5)为无线数据传输模块。
4.根据权利要求1所述的环保全过程工况监控系统，其特征在于：所述现场组态系统数据采集模块被配置为采用OPC协议以采集现场组态系统的运行数据。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的环保全过程工况监控系统，其特征在于：所述企业现场数据采集单元为对应于企业内的不同产线分别设置、且均与所述第二VLAN交换机(6)数据连接的多个。
6.一种环保全过程工况监控系统的组态方法，其特征在于：该方法包括：
步骤a：配置现场组态系统数据采集模块(1)，采集现场组态系统的运行数据；
步骤b：配置第一IOT网关模块(2)与第一VLAN交换机(3)，进行采集的运行数据向现场中心工控机(4)的数据传输；
步骤c：配置现场中心工控机(4)，接收传输的现场组态系统的运行数据、及现场设备运行数据采集装置的采集数据，并将所述运行数据与采集数据导入中心组态系统以运行；
步骤d：配置第二VLAN交换机(6)，向第一服务器(7)传输现场中心工控机(4)监控数据；
步骤e：配置第二IOT网关模块(8)，向第二服务器(9)传输第一服务器(7)数据，且配置物联网无线传输模块(10)，以采集现场无法传输至现场中心工控机的数据；
步骤f：配置网络交换机(11)，将第二服务器(9)数据传输于云平台(12)，实现企业环保工况监控。
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