CN205038511U - 一种工业现场数据远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种工业现场数据远程监控系统，包括现场数据采集仪、通过因特网与现场数据采集仪相连的远程监控系统，所述现场数据采集仪包括主控制器、与主控制器分别连接的数据采集模块、存储模块、显示模块以及通信模块，所述远程监控系统包括设置在各个监测点的工作站以及设置在用户公司内的监控中心，所述监控中心包括依次连接的公网路由器、交换机以及与交换机分别连接的各个工作站和设备管理服务器，所述设备管理服务器还连接有不间断电源，所述公网路由器通过公网IP接入因特网。本实用新型可以使系统运行维护更加方便，综合成本较低；而且具有实时性好、传送数据量大且费用比较合理的优点；很好的实现了现场设备的远程监控与管理。

Description

一种工业现场数据远程监控系统

技术领域

本实用新型涉及远程监控技术领域，具体涉及一种工业现场数据远程监控系统。

背景技术

随着现代工业与科技的进步与发展，工业控制领域的网络化、分布式的特点越来越明显，需求与日俱增。工业控制从传统的现场控制发展到了远程监控模式，强大的Internet和日趋成熟的无线数据通信技术使距离不再成为一种制约，工业控制网络因此得到了延伸。基于GPRS的工业现场数据控制器(GPRSDTU)和GPRSDTU数据流引擎利用GPRS作为承载网络实现数据的远程无线传输，可提供多种流行工业化总线标准的支持，具备良好的可扩展性，具备RS232/485/422串口，可根据用户需求，提供不同的接口，广泛应用于远程/现场数据采集、远程监控等多种应用领域。

中国专利文献中，公开号CN104154424A、名称是一种特气安全传输远程监控系统(参见该申请说明书具体实施方式部分)，公开了一种特气安全传输远程监控系统，包括现场监控端、数据传输端、监控中心。该现有技术通过现场监控端采集监控目标的监控数据，通过数据传输端接收并存储所述采集到的监控数据以及视频图像，监控中心通过通信网络与所述数据传输端远程连接，用于获取数据传输端中的监控数据以及视频图像，并且对监控数据以及视频图像进行处理分析，根据处理分析后的结果显示监控目标的状态；但该现有技术无法在不同监测点同时对工业现场数据进行实时监控，而且该系统也无法对现场设备进行集中管理。

因此，为了解决现有技术中存在的问题，研究一种能够远程监控设备状态、对现场设备进行集中管理、并为现场设备提供远程售后保障支持的工业现场数据远程监控系统已经成为一项重要任务。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种工业现场数据远程监控系统，目的是通过因特网实现现场数据采集仪与远程监控系统之间的数据通信，远程监控系统通过因特网获取工业现场数据采集仪所采集到的现场设备参数，并根据实时采集的数据发送控制信息，现场数据采集仪通过通信模块接收远程监控系统发来的控制信息并对现场设备的运行状态进行控制，从而实现现场设备的远程监控与维护。

本实用新型的技术方案为：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种工业现场数据远程监控系统，包括现场数据采集仪、通过因特网与现场数据采集仪相连的远程监控系统，所述现场数据采集仪包括主控制器、与主控制器分别连接的数据采集模块、存储模块、显示模块以及通信模块，所述远程监控系统包括设置在各个监测点的工作站以及设置在用户公司内的监控中心，所述监控中心包括依次连接的公网路由器、交换机以及与交换机分别连接的各个工作站和设备管理服务器，所述设备管理服务器还连接有不间断电源，所述公网路由器通过公网IP接入因特网。

与现有技术相比，本实用新型可以根据需要在各个监测点设置工作站，各个监测点的地点均不同，各个监测点的工作站通过以太网、GPRS网络或是其它网络接入因特网，监控人员在工作站通过登录远程监控系统就可以从实时数据显示页面直观的观察现场设备的运行数据，从而实现对现场设备的实时监控与管理；负责现场设备管理的公司也可以通过公网IP接入因特网，公司内的工作人员可以通过公司内的各个工作站或设备管理服务器对现场设备进行管理与维护；公司内的工作人员也可以通过因特网实时获取不同监测点工作站的运行数据，并对数据来源定时刷新，保证了当前数据的有效性，从而可以对现场设备做出有效的管理；公司内的工作人员还可以通过设备管理服务器对各监测点的历史数据进行进一步的统计、分析，并可以图表曲线的形式反映数据变化趋势和走向，所有的报表均具有排序、过滤、分组、打印、导出文件的功能，分析监测点数据的曲线，也可直接导出分析报表，能够方便的查看数据的变化情况和超限情况，对经常超限的工作站采取相应的措施。设备管理服务器还能根据获取的数据完成实时曲线、历史曲线的绘制，可在同一坐标系中同时绘制压力、温度、瞬时流量，从而使工作人员能够直观的查看设备工作状态。此外，设备管理服务器还连接有不间断电源，使用不间断电源可以保障设备管理服务器在停电之后继续工作一段时间以使工作人员能够紧急存盘，使工作人员不致因停电而影响工作或丢失数据。

所述通信模块包括以太网模块、GPRS模块、WIFI模块以及RS485通信模块；所述现场数据采集仪的通信模块能够实现数据的远程传输，可以将采集到的数据通过有线或无线方式传输到远程监控系统，针对具体的环境和位置可方便的选择合适的通信方式，比如通过RS485、以太网有线传输方式或GPRS、WIFI等无线网络传输方式进行数据传输，同时也能接收远程监控系统所发送的控制信息，进而通过现场数据采集仪的主控制器来对现场设备进行控制。

所述GPRS模块通过GPRS网络接入因特网；所述系统采用GPRS模块进行数据通讯传输，可以使系统运行维护更加方便，综合成本较低；通过GPRS网络与移动服务，便能建立快速连接，GPRS将数据打包以分组方式传送，用户可以直接连接到因特网上并处于永远在线的状态，而无须频繁使用拨号方式进行连接，使系统运行维护更加方便；目前GPRS可支持53.6Kbps的峰值传输速率，理论蜂值传输可达100余Kbps，提高了数据传输速度及传输量，GPRS可将数据分组传送，最高传输率可达171.2K，是现有GSM的10倍以上，其巨大的数据吞吐量使图片、视频的高速传送得以实现，使得数据实现高速传输，系统运行更加快捷；由于GPRS采用分组传送方式，用户只有在其他进行数据传输时才占有系统资源，在没有数据传输时，该用户原先占用的系统资源就会动态地分配给其他的多个用户，这样便减少了无线资源的浪费；此外，GPRS服务只有产生通信流量时才计费，比较实惠。

所述工作站采用B/S架构；采用B/S架构可以保证工作站只要是能接入因特网便可以登陆远程监控系统，从而实现现场设备的远程监控与维护。

所述数据采集模块通过采集接口与主控制器连接，数据采集模块包括环境传感器、工作电源传感器、现场设备传感器以及设置在环境传感器、工作电源传感器、现场设备传感器与采集接口之间的AD模块；由于环境传感器、工作电源传感器和现场设备传感器所采集的数据均是模拟信号，所以需要接入AD模块将采集到的模拟量转换成数字量，以便主控制器进行数据存储与处理。

所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，所述工作电源传感器包括电流互感器和电压互感器，所述现场设备传感器包括风扇温度传感器、压缩机温度传感器、压力传感器、流量传感器、频率计、功率计和转速计；环境传感器用于实时采集所处环境的温度、湿度以及烟雾等信息，工作电源传感器用于实时采集工业现场交流电源以及现场设备电源模块的电压电流信号，现场设备传感器则用于实时采集工业现场设备的温度、水流量、水压、工作次数、工作时间等设备参数。

所述显示模块采用7寸液晶屏，所述液晶屏为用于工控领域的触摸屏，可以通过图标、图形显示采集到的设备参数，并可以对工业现场各个设备的运行参数进行详细设置，从而实现采集控制装置的数字化显示功能。

所述主控制器芯片采用STM32F103，STM32F103采用Cortex-M3内核；主控制器通过数据采集模块实时采集各种传感器信息，调用存储模块保存实时采集的数据，并调用显示模块将实时采集的数据进行数字化显示，此外，主控制器还可以对采集到的数据进行分析与处理，通过图标、图形显示采集到的设备参数，从而实现采集控制装置的数字化显示功能；同时主控制器还将采集到的数据通过以太网或GPRS网络传输到远程监控系统，远程监控系统根据实时采集的数据对现场设备进行控制，从而实现工业现场设备的远程监控与管理；主控制器通过通信模块接收远程监控系统发送的控制信息并对现场设备进行控制，通过输出I/O开关量、PWM占空比以及DA电压等控制信号来实现对现场设备的远程监控与管理。

本实用新型的技术效果为：

本实用新型提供了一种工业现场数据远程监控系统，通过因特网实现现场数据采集仪与远程监控系统之间的数据通信，远程监控系统通过因特网获取工业现场数据采集仪所采集到的现场设备参数，并根据实时采集的数据发送控制信息，现场数据采集仪通过通信模块接收远程监控系统发来的控制信息并对现场设备的运行状态进行控制，从而实现现场设备的远程监控与维护。本实用新型采用GPRS网络技术服务，具有传输速率高、监控区域广的特点，可以使系统运行维护更加方便，综合成本较低；而且现场数据采集仪还可以实时进行数据采集与上传，该系统在信号覆盖范围内不受距离和区域的限制，具有实时性好、传送数据量大且费用比较合理的优点；该系统很好的实现了现场设备的远程监控与管理。

附图说明

图1为本实用新型工业现场数据远程监控系统结构示意图。

图2为本实用新型用户公司内的监控中心结构示意图。

图3为本实用新型现场数据采集仪结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

如图1-图3所示，本实用新型提供了一种工业现场数据远程监控系统，包括现场数据采集仪、通过因特网与现场数据采集仪相连的远程监控系统，所述现场数据采集仪包括主控制器、与主控制器分别连接的数据采集模块、存储模块、显示模块以及通信模块，所述远程监控系统包括设置在各个监测点的工作站以及设置在用户公司内的监控中心，所述监控中心包括依次连接的宽带路由器、交换机以及与交换机分别连接的各个工作站和设备管理服务器，所述设备管理服务器还连接有不间断电源，所述宽带路由器通过公网IP接入因特网。所述数据采集模块通过采集接口与主控制器连接，数据采集模块包括环境传感器、工作电源传感器、现场设备传感器以及设置在环境传感器、工作电源传感器、现场设备传感器与采集接口之间的AD模块。所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，所述工作电源传感器包括电流互感器和电压互感器，所述现场设备传感器包括风扇温度传感器、压缩机温度传感器、压力传感器、流量传感器、频率计、功率计和转速计。所述通信模块包括以太网模块、GPRS模块、WIFI模块以及RS485通信模块。所述GPRS模块通过GPRS网络接入因特网。所述工作站采用B/S架构。所述显示模块采用7寸液晶屏。所述主控制器芯片采用STM32F103，STM32F103采用Cortex-M3内核。

现场数据采集仪通过通信模块接收远程监控系统发来的采集指令，现场数据采集仪的主控制器对指令进行解析，并通过数据采集模块的各个传感器采集工业现场的环境温度、湿度、烟雾等信息，工作电源的电流、电压信息以及工业现场设备的温度、水流量、水压、工作次数、工作时间等工作参数，主控制器通过调用存储模块保存实时采集的数据，同时调用显示模块的液晶屏将采集到的数据通过图形、图标等形式进行数字化显示，以便监控人员对现场设备工作状况进行更加直观的观察。此外，现场数据采集仪的主控制器还可以通过有线或无线通讯方式将采集到的数据传输到远程监控系统，比如可以通过以太网或GPRS网络将数据传送到因特网上，远程监控系统就可以通过因特网获取现场数据采集仪实时采集的数据，从而实现现场数据采集仪与远程监控中心的信息交互。设置在各个监测点的工作站通过接入因特网并且登陆远程监控系统就可以对现场设备进行监控与管理；设置在用户公司内的监控中心也可以通过公网IP接入因特网来获取现场数据采集仪所采集的实时数据，公司内的工作人员也可以通过因特网实时获取不同监测点工作站的运行数据，并对数据来源定时刷新，保证了当前数据的有效性，从而可以对现场设备做出有效的管理；公司内的工作人员根据获取的数据通过公司内的各个工作站或设备管理服务器对现场设备进行管理与维护，监控中心中的设备管理服务器对获取的数据进行处理与分析，并根据分析后的信息向现场数据采集仪发送控制信息，现场数据采集仪中的主控制器通过通信模块接收控制信息，并对现场设备进行控制，通过控制I/O开关量、PWM占空比输出以及DA电压输出等信号来控制现场设备的工作状态或工作模式；从而实现对现场设备的远程监控与管理。

Claims (8)

1.一种工业现场数据远程监控系统，包括现场数据采集仪、通过因特网与现场数据采集仪相连的远程监控系统，其特征在于：所述现场数据采集仪包括主控制器、与主控制器分别连接的数据采集模块、存储模块、显示模块以及通信模块，所述远程监控系统包括设置在各个监测点的工作站以及设置在用户公司内的监控中心，所述监控中心包括依次连接的公网路由器、交换机以及与交换机分别连接的各个工作站和设备管理服务器，所述设备管理服务器还连接有不间断电源，所述公网路由器通过公网IP接入因特网。

2.如权利要求1所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述通信模块包括以太网模块、GPRS模块、WIFI模块以及RS485通信模块。

3.如权利要求2所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述GPRS模块通过GPRS网络接入因特网。

4.如权利要求1所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述工作站采用B/S架构。

5.如权利要求1所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述数据采集模块通过采集接口与主控制器连接，数据采集模块包括环境传感器、工作电源传感器、现场设备传感器以及设置在环境传感器、工作电源传感器、现场设备传感器与采集接口之间的AD模块。

6.如权利要求5所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器，所述工作电源传感器包括电流互感器和电压互感器，所述现场设备传感器包括风扇温度传感器、压缩机温度传感器、压力传感器、流量传感器、频率计、功率计和转速计。

7.如权利要求1所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述显示模块采用7寸液晶屏。

8.如权利要求1所述的工业现场数据远程监控系统，其特征在于：所述主控制器芯片采用STM32F103，STM32F103采用Cortex-M3内核。