CN204832883U - 一种面向远程运维保障服务的智能控制终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工业监测技术领域，具体为一种面向远程运维保障服务的智能控制终端，包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、变频器通信接口、IO量输出模块、IO量输入模块和AD采集接口。本实用新型将水泵机组的控制和相关数据的远传功能进行了有效结合，在此基础上增强了现场控制系统的智能分析预警能力和集成能力，在降低成本的同时有效提高了无负压供水现场系统的智能化水平；引入蓝牙和智能手机APP技术，方便了系统的现场安装与调试。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业监测技术领域，公开了一种具有远传功能的智能控制终端，具体表现为一种面向远程运维保障服务的智能控制终端。
背景技术
目前，在无负压供水控制系统中往往都是采用可编程控制器(PLC)的方式实现相关信号的采集和水泵机组的控制，其中西门子S7-200系类的PLC被大量使用。然而作为二次供水的主要形式，其往往是一种无人值守控制方式。因此，如何提高无负压供水系统的智能化水平已经给排水领域亟待解决的问题，其中实现对无负压供水系统的现场数据实时采集与远程监控是提高其智能化水平的重要技术手段。如今，大部分PLC本身都没有数据远传功能，而需要通过增加扩展通信模块来实现，而且成本较高，为此，本实用新型给出了一种面向远程运维保障服务的智能控制终端，该终端将普通PLC的控制功能和数据远传功能进行了有机结合，同时增强了其智能分析和预警能力，较好地满足了无负压供水系统的实际需求。
发明内容
针对现有的无负压供水控制系统方案的不足，本实用新型给出了一种面向远程运维保障服务的智能控制终端，该装置集数据采集、数据记录、智能分析预警、水泵机组控制、数据远传、视频监控和远程控制于一体，较好地满足了各类无人值守无负压供水控制系统的需求。
为实现上述目的，本实用新型设计一种面向远程运维保障服务的智能控制终端，具体技术方案如下：一种面向远程运维保障服务的智能控制终端，包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、变频器通信接口、IO量输出模块、IO量输入模块和AD采集接口；其中，直流电输入接口的输入端接24V直流电源，输出端与电源管理模块相连；电源管理模块的输出端与MCU相连；非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、变频器通信接口和AD采集接口分别与MCU双向连接；485接口、IO量输出模块和IO量输入模块通过光电隔离模块与MCU双向连接；直流电输入接口用于接收24V的直流电输入；电源管理模块用于产生智能信息采集终端所需的各类电源类型；非易失性存储器用于存储系统设置参数、24V的直流电输入的开停电日志、各水泵的启停日志和本终端所采集的关键参数信息；GSM/GPRS模块用于实现GPRS通信和短信发送；变频器通信接口用于实现与现场变频器的通信；485接口用于实现与现场485型监控摄像头的通信；以太网接口用于实现TCP/IP通信；IO量输出模块用于实现现场各种继电器、指示灯和蜂鸣器的控制；IO量输入模块用于接收现场各种开关信号的输入；AD采集接口用于实现现场相关传感器信号的采集；蓝牙模块用于实现与手机端现场调试APP的互联互通；数据分析模块和预警模块用于实现实时采集数据的分析预警；水泵机组控制模块用于实现对各水泵机组的控制；MCU为本终端的控制单元，用于协调各部分的工作。
本实用新型的有益效果是：将水泵机组的控制和相关数据的远传功能进行了有效结合，在此基础上增强了现场控制系统的智能分析预警能力和集成能力，在降低成本的同时有效提高了无负压供水现场系统的智能化水平；引入蓝牙和智能手机APP技术，方便了系统的现场安装与调试。
附图说明
图1是一种面向远程运维保障服务的智能控制终端结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，一种面向远程运维保障服务的智能控制终端由包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、变频器通信接口、IO量输出模块、IO量输入模块和AD采集接口。其中，直流电输入接口的输入端接24V直流电源，输出端与电源管理模块相连；电源管理模块的输出端与MCU相连；非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、变频器通信接口和AD采集接口分别与MCU双向连接；485接口、IO量输出模块和IO量输入模块通过光电隔离模块与MCU双向连接。
整个终端接收24V的直流电输入，直流电输入接口用于接收24V的直流电输入；电源管理模块用于接收24V的直流电输入并产生本具有远传功能的智能信息采集终端所需的各类电源类型，同时带有后备电池和通断电监测功能，其中后备电池通常用超级电容实现。
AD采集接口和IO量输入模块分别采集控制现场相关传感器模拟信号和开关信号，并在此基础上完成与MCU的通信,所采集的模拟量主要包括进口水压、出口水压、液位等；IO量输出模块完成现场各种继电器、指示灯和蜂鸣器的控制；水泵机组控制模块和变频器通信接口协同完成对现场各水泵机组的智能化控制，即由水泵机组控制模块根据各种采集信号判断决策每台水泵机组如何控制，在此基础上通过变频器通信接口控制变频器实现对水泵机组的控制，主要是实现PID控制，同时也通过变频器通信接口采集变频器的功率、频率和故障等相关信息。数据分析模块和预警模块用于对实时采集的现场模拟数据和开关数据进行现场分析预警，并且通过GSM/GPRS模块或以太网接口实现向远程控制系统上传，也可以通过IO量输出模块进行现场输出。同时，为了减轻MCU的负荷，水泵机组控制模块、数据分析模块和预警模块采用STM32F103实现。
非易失性存储器用于存储24V的直流电输入的开停电日志、各水泵机组状态变化数据、各类报警数据以及本终端所采集的关键参数信息，可以采用Flash存储器或铁电存储器实现；GSM/GPRS模块用于实现GPRS通信和短信发送，可以采用SIM1000A模块实现；变频器通信接口用于实现与现场变频器通信，可以采用Modbus方式；485接口用于实现485总线通信，主要是用于实现与现场485型监控摄像头的通信；以太网接口用于实现TCP/IP通信；蓝牙模块用于实现与手机端现场调试APP的互联互通；MCU则作为本终端的控制单元，用于协调各部分的工作，可以采用STM32F107实现。
本智能控制终端在进行有效工作之前，可以通过蓝牙实现与智能手机中的现场调试APP互联，进而实现系统所需要的相关参数的配置，所配置的相关参数信息将保存在非易失性存储器中。用户需要配置相关参数信息主要包括采集量的标定方式和标定参数、报警方式、报警短信内容、GPRS和以太网所使用的协议类型、485总线的通信参数以及现场数据分析所需的相关参数。其中，报警方式包括短信方式、GPRS方式、以太网方式或开关量输出方式；GPRS和以太网所使用的协议类型包括UDP和TCP；485总线的通信参数，包括波特率、停止位、校验位；现场数据分析所需的相关参数，主要包括分析模型、报警上下限。
本智能控制终端利用智能手机中的现场调试APP进行终端相关参数配置之后便可以进行现场调试，即可以进一步利用智能手机中的现场调试APP依赖蓝牙技术实现与本终端的无线互联，进而实现系统校时、数据采集、监控、视频采集等调试工作，进一步验证系统是否安装妥当。
本智能控制终端通过GPRS或以太网实现与远程控制系统的互联互通，进而实现被采集的现场数据和状态的定期上传，通常可以在1～10分钟之间进行设置；也可以接受远程控制系统的控制命令，进而实现对现场设备的控制。
本智能控制终端通过485接口与现场485型监控摄像头的互联互通，进而可以接受远程控制系统的摄像头控制命令，实现对监控现场的拍照，并且可以进一步将所拍摄照片利用GPRS或以太网传送给远程控制系统，实现对现场的视频监控。考虑到不同厂商的485型监控摄像头可能有不同的命令格式，因此，485接口通常工作在透传模式，即接收GPRS或以太网命令后通过485接口透传给所连接的485型监控摄像头，同样，所连接485型监控摄像头的返回信息也由485接口通过GPRS或以太网透传给远程控制系统。
本智能控制终端的电源管理模块带有启停电监测功能，当存在24V的直流电输入时，后备电源开始储能，而MCU通过开停电检测电路返回的结果将开电时间保存在非易失性存储器中，并且根据本终端的参数配置信息选择短信、GPRS、以太网或IO量输出方式将有电状态进行输出；当本装置不存在24V的直流电输入，即停电时，本装置自动切换为后备电源供电，MCU通过开停电检测电路返回的结果将停电时间保存在非易失性存储器中，并且根据本终端的参数配置信息选择短信、GPRS、以太网或IO量输出方式将停电状态进行输出。
从上述可知，本智能控制终端将水泵机组的控制和相关数据的远传功能进行了有效结合，在此基础上增强了现场控制系统的智能分析预警能力和集成能力，在降低成本的同时有效提高了无负压供水现场系统的智能化水平；引入蓝牙和智能手机APP技术，方便了系统的现场安装与调试。
Claims (4)
1.一种面向远程运维保障服务的智能控制终端，其特征在于：包括MCU、直流电输入接口、电源管理模块、非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、光电隔离模块、485接口、变频器通信接口、IO量输出模块、IO量输入模块和AD采集接口；其中，直流电输入接口的输入端接24V直流电源，输出端与电源管理模块相连；电源管理模块的输出端与MCU相连；非易失性存储器、数据分析模块、预警模块、水泵机组控制模块、蓝牙通信模块、GSM/GPRS模块、以太网接口、变频器通信接口和AD采集接口分别与MCU双向连接；485接口、IO量输出模块和IO量输入模块通过光电隔离模块与MCU双向连接；所述直流电输入接口用于接收24V的直流电输入；所述电源管理模块用于产生智能信息采集终端所需的各类电源类型；所述非易失性存储器用于存储系统设置参数、24V的直流电输入的开停电日志、各水泵的启停日志和本终端所采集的关键参数信息；所述GSM/GPRS模块用于实现GPRS通信和短信发送；所述变频器通信接口用于实现与现场变频器的通信；所述485接口用于实现与现场485型监控摄像头的通信；所述以太网接口用于实现TCP/IP通信；所述IO量输出模块用于实现现场各种继电器、指示灯和蜂鸣器的控制；所述IO量输入模块用于接收现场各种开关信号的输入；所述AD采集接口用于实现现场相关传感器信号的采集；所述蓝牙模块用于实现与手机端现场调试APP的互联互通；所述数据分析模块和预警模块用于实现实时采集数据的分析预警；所述水泵机组控制模块用于实现对各水泵机组的控制；所述MCU为本具有远传功能的智能控制终端的控制单元，用于协调各部分的工作。
2.如权利要求1所述的面向远程运维保障服务的智能控制终端，其特征在于，所述水泵机组控制模块、数据分析模块、预警模块采用STM32F103实现。
3.如权利要求1所述的面向远程运维保障服务的智能控制终端，其特征在于，所述MCU作为本终端的控制单元，采用STM32F107实现。
4.如权利要求1所述的面向远程运维保障服务的智能控制终端，其特征在于，所述GSM/GPRS模块采用SIM1000A模块实现。
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| CN107055874A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-08-18 | 安徽普瑞普勒传热技术有限公司 | 一种远程多功能自动水处理系统 |
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