CN115297377A - 一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统 - Google Patents

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胡俊杰
周昀
熊天柱
李涛
严烈炯
俞晓庆
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Abstract

本发明提供了一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统，其包括SCADA中央集控系统、主控制器、温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器。主控制器与从分布式I/O的形式完成，就地配置从站采集模组，采用PLC/嵌入式控制器，通过一些主/从通讯总线模式，通过从站采集就地部署的方式，大大节约了部署电缆成本费用，同时也通过模块化的设计，提升了系统的稳定性，加速了系统整体的部署速度。主从分布式总线采集方式采用温度，压力，流量，电机的运行信号就地采集，通过数据总线将从站(即从控制器)信息实时上送至主站，主站(即主控制器)将数据处理并转发给SCADA中央集控系统。

Description

一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统
技术领域
本发明涉及垃圾热解技术领域，尤其涉及一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统。
背景技术
关于村镇生活垃圾热解碳化处理装置的设计生产主要是为了解决城市居民生活垃圾焚烧处理的问题，其主要原理是热解。热解在工业上也被称为干馏，垃圾热解是垃圾在无氧或缺氧条件下，由于其所含有机物的热不稳定性，受热产生分解的过程。热解过程有机物发生化学分解得到气态、液态或固态可燃物质。如图1所示，生活垃圾热解碳化系统组成包括：收贮与上料系统、燃烧室、余热利用系统、尾气净化系统、灰渣收集系统、中央控制系统。中央控制系统的作用是实时采集热解过程中所有的温度，压力，流量，各电机运行控制信号等，与风机变频器通讯，监控变频器运行数据，控制电机转速等，在温度超过所设定的保护阈值时自动调节各风机转速。
传统的温度，流量，压力的采集方法是采用补偿导线、线缆把每个温度，压力，流量，电机的运行信号接入统一的监控系统控制柜，集中采集处理后上送至SCADA(集中监控系统)中，SCADA提供数据的展示与阈值的保护。现有技术中的集中式数据采集监控系统具有系统部署复杂，部署周期长，锅炉，电机，压力表等距离集中监控室距离远，部署导线长，造成大量成本浪费等问题。集中式采集方式当线长较长时模拟信号衰减较大，要精确采集就需要增加线路，且模拟信号抗干扰能力较弱，还有一个最大的缺点就是很多线，维修的时候无法区分各个线。从而造成系统复杂，系统部署运行维护复杂的问题。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统，包括SCADA中央集控系统、主控制器、温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器；
SCADA中央集控系统用于与主控制器通讯，从而为现场的温度、压力、流量和电机的运行信号提供人机交互(HMI)、系统数据库、数据记录参数设定；还用于在设备故障、过温信号丢失时自动对电机进行保护控制；
主控制器用于分别与温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器通讯，从而为上述从控制器提供数据总线支撑、数据处理与转发；还用于在设备故障、过温信号丢失时自动对电机进行保护控制；温控保护与执行单元；
温控从控制器用于采集系统中所有的温度传感器信号(TC/RTD)，并实时将数据转发给主控制器；
压力/流量从控制器用于采集系统中所有的压力/流量传感器信号(4-20ma/0-10V)，并实时将数据转发给主控制器；
串口从控制器用于为风机的变频器提供通讯接口，监控变频器运行情况，并实时将数据转发给主控制器；所述风机包括但不限于助燃风机、再循环风机和引风机等。
I/O从控制器用于监控排渣机运渣皮带等的电机的运行状况，远程控制电机的启停，并实时将数据转发给主控制器。
进一步地，串口从控制器提供485通讯通道。
进一步地，温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器均为PLC/嵌入式控制器。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本申请提供一种主从式垃圾热解数据采集监控系统，采用主控制器与从分布式I/O的形式完成，就地配置从站采集模组，采用PLC/嵌入式控制器，通过一些主/从通讯总线模式，包括但不仅限于(TCP/IP西门子Profibus Profinet三菱CC-link Modbus CAN)等，通过从站采集就地部署的方式，大大节约了部署电缆成本费用，同时也通过模块化的设计，提升了系统的稳定性，加速了系统整体的部署速度。主从分布式总线采集方式采用温度，压力，流量，电机的运行信号就地采集，通过数据总线将从站(即从控制器)信息实时上送至主站，主站(即主控制器)将数据处理并转发给SCADA中央集控系统。
1)本发明利用主从分布式设计，系统更加稳定可靠，提升了系统的稳定性。
2)本发明采用分布式模块设计，传感器就地接入采集系统，接线长度短抗干扰能力强，数据采集更加可靠稳定。
3)本发明线路简单，各模块单元进行集中控制管理，系统部署更为简洁，增加了系统运行维护的便利性。
4)本发明只使用模块化设计，大大节省了原来各传感器至集中控制器的补偿导线的长度，从而节约成本，有很好的经济性。
附图说明
图1为现有技术中的生活垃圾热解碳化系统的拓扑图；
图2为本申请一实施例的主从分布式垃圾热解数据采集监控系统的拓扑图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图2所示，本实施例提供一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统，其包括SCADA中央集控系统、主控制器、温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器。
主从分布式垃圾热解数据采集监控系统采用主控制器与从分布式I/O的形式完成，就地配置从站采集模组，采用PLC/嵌入式控制器，通过一些主/从通讯总线模式，包括但不仅限于(TCP/IP西门子Profibus Profinet三菱CC-link Modbus CAN)等，通过从站采集就地部署的方式，大大节约了部署电缆成本费用，同时也通过模块化的设计，提升了系统的稳定性，加速了系统整体的部署速度。主从分布式总线采集方式采用温度，压力，流量，电机的运行信号就地采集，通过数据总线将从站(即从控制器)信息实时上送至主站(即主控制器)，主站将数据处理并转发给SCADA中央集控系统。
主从分布式垃圾热解数据采集监控系统的数据采集监控过程如下：
1.数据采集
温控从控制器采集系统中所有的温度传感器信号(TC/RTD)，并实时将数据转发给主控制器。
压力/流量从控制器采集系统中所有的压力/流量传感器信号(4-20ma/0-10V)，并实时将数据转发给主控制器。
串口从控制器为变频器提供通讯接口，提供485通讯通道，监控变频器运行情况，并实时将数据转发给主控制器。
I/O从控制器监控排渣机运渣皮带等电机运行状况，远程控制电机的启停，并实时将数据转发给主控制器。
优选地，温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器均为PLC/嵌入式控制器。
2.数据监控
主控制器接收温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器发送的数据，进行数据处理并转发给SCADA中央集控系统。SCADA中央集控系统接收主控制器发送的现场的温度、压力、流量和电机的运行信号。由于SCADA中央集控系统具有提供人机交互(HMI)、系统数据库、数据记录参数设定的功能，因此，SCADA中央集控系统基于现场的温度、压力、流量和电机的运行信号后，与风机变频器通讯，监控变频器运行数据，控制电机转速等，在温度超过所设定的保护阈值时自动调节各风机转速和启停，从而实现对温度、压力、流量的智能调节，以及在设备故障或过温信号丢失时自动对电机进行保护控制。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种主从分布式垃圾热解数据采集监控系统，其特征在于，包括SCADA中央集控系统、主控制器、温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器；
SCADA中央集控系统用于与主控制器通讯，从而为现场的温度、压力、流量和电机的运行信号提供人机交互、系统数据库、数据记录参数设定；还用于在设备故障、过温信号丢失时自动对电机进行保护控制；
主控制器用于分别与温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器通讯，从而为上述从控制器提供数据总线支撑、数据处理与转发；还用于在设备故障、过温信号丢失时自动对电机进行保护控制；
温控从控制器用于采集系统中所有的温度传感器信号，并实时将数据转发给主控制器；压力/流量从控制器用于采集系统中所有的压力/流量传感器信号，并实时将数据转发给主控制器；
串口从控制器用于为风机的变频器提供通讯接口，监控变频器运行情况，并实时将数据转发给主控制器；
I/O从控制器用于监控电机运行状况，远程控制电机的启停，并实时将数据转发给主控制器。
2.如权利要求1所述的主从分布式垃圾热解数据采集监控系统，其特征在于，串口从控制器提供485通讯通道。
3.如权利要求1或2所述的主从分布式垃圾热解数据采集监控系统，其特征在于，温控从控制器、压力/流量从控制器、串口从控制器和I/O从控制器均为PLC/嵌入式控制器。
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