CN205942350U - 一种模块化智能采集和控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的模块化智能采集和控制系统，包括数据采集控制器及与其相连接的4G无线通讯终端、电源模块、液晶显示终端和传感器采集模块，特征在于：通信接口包括TTL串口、RS485通讯接口、RS232通讯接口，以实现待监测设备工作状态信息的采集；传感器采集模块由对待监测设备周围环境信息进行测量的烟雾传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器组成。本实用新型的模块化智能采集和控制系统，设备工作状态信息和周围环境信息，不仅可通过液晶显示终端显示出来，还可通过4G无线通讯终端上传至远端的智能移动终端和监控管理中心，以便监控管理中心对设备的运行状态进行监测和管理，保证设备的安全运行。

Description

一种模块化智能采集和控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种模块化智能采集和控制系统，更具体的说，尤其涉及一种采集的设备工作状态信息和周围环境信息不仅可通过液晶屏显示出来，而且还可上传至远端的智能移动终端和监控管理中心的模块化智能采集和控制系统。

背景技术

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路，伴随着“中国制造2025”概念的提出，对个工业智能化提出了迫切的需求。

近年来，随着现代化工业生产的飞速发展和科学力量的空前进步，在工业生产、国防建设、科技研究等各个领域当中，现代智能化的设备应用的越来越多，其自身功能也越来越丰富，自身结构和功能也变得越来越复杂，工作现场生产工业环境也很恶劣，因此很多的大型机械化设备容易出现各种机械的故障与问题，导致了在正常生产过程中机械不能正常运行，甚至会使机械损坏。因此，现在工业控制系统中需要功能强大的监控系统，能够采集设备运行状态和工作环境变化，管理人员实现在远程实时的监控工作运行情况并做出分析。

工业结构战略性调整，引发了工业技术由产中向产前和产后延伸，工业产品的信息化和智能化是关键，信息化技术的快速发展，使得数据信号的采集在监控系统中占据着非常重要的作用。数据信号采集系统为工业信息化和智能化提供了基础，通过信息采集技术，能够实时的获取设备的运行状态，为故障预警及诊断提供了技术支持，推动了实现“中国制造2025”的进程。

模块化智能采集控制系统的应用将工业设备进行智能控制，变粗放型施工为精细化施工；记录设备运行状况，预警故障，变被动维修为主动维护，提高故障诊断及维护的快速性和准确性，延长设备健康使用寿命；通过将同类设备与物联网连接起来，进行设备的智能化识别、监控和管理与信息交互，并通过海量信息的价值挖掘，实现对工业设备的高效、节能、安全、环保的一体化“管、控、营”模式。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种的模块化智能采集和控制系统。

本实用新型的模块化智能采集和控制系统，包括数据采集控制器及与其相连接的4G无线通讯终端、电源模块、液晶显示终端和传感器采集模块，数据采集控制器上设置有对待监测设备状态数据进行采集的通信接口；其特征在于：所述通信接口包括TTL串口、RS485通讯接口、RS232通讯接口，以通过相应接口与待检测设备上数据采集仪表的连接，实现待监测设备工作状态信息的采集；所述传感器采集模块由对待监测设备周围环境信息进行测量的烟雾传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器组成；

数据采集控制器采集的设备工作状态信息和周围环境信息，一路通过液晶显示终端显示出来，以供用户查看；另一路经4G无线通讯终端、信号基站、无线网络上传至远端的智能移动终端和监控管理中心，监控管理中心对上传的数据进行存储、分析和管理，以待监测设备的正常运行。

本实用新型的模块化智能采集和控制系统，所述数据采集控制器、4G无线通讯终端、电源模块、液晶显示终端和传感器采集模块为集成在一个柜体内的一体化结构。

本实用新型的模块化智能采集和控制系统，所述电源模块由备用电源、UPS电源和电源转换模块组成，备用电源由蓄电池构成，电源转换模块由升压模块和降压模块组成，市电经UPS电源对电源转换模块进行供电；所述升压模块为DC-AC逆变模块，用于将蓄电池提供的直流电逆变为220V交流电，降压模块将UPS电源输出的220V交流市电转化为1.5V、3.3V、5V和12V直流电，以给相应模块供电。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的模块化智能采集和控制系统，数据采集控制器上的TTL串口、RS485通讯接口、RS232通讯接口，可实现与待监测设备上的不同数据采集仪表相连接，以获取设备工作的工作状态信息；与数据采集控制器相连的传感器采集模块可实现设备周围环境中的烟雾、压力、温度和湿度信息的测量。

数据采集控制器采集的设备工作状态信息和周围环境信息，不仅可通过液晶显示终端显示出来，以供用户实时查阅，获知设备的运行状况；而且还可通过4G无线通讯终端和无线网络将设备工作状态信息和周围环境信息上传至远端的智能移动终端和监控管理中心，以便监控管理中心对设备的运行状态进行监测和管理，保证设备的安全运行。

本实用新型的模块化智能采集和控制系统，可实现工业设备运行状况和环境状态等信息实时采集、运行数据实时存储与处理、远程设备监测与管理等，采用模块化设计和标准化处理，通用性、移植性强，达到智能作业的效果。

附图说明

图1为本实用新型的模块化智能采集和控制系统的系统原理图。

图中：1数据采集控制器，2 4G无线通讯终端，3通信接口，4备用电源，5 UPS电源，6电源转换模块，7液晶显示终端，8传感器采集模块，9信号基站，10无线网络，11智能移动终端，12监控管理中心。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的模块化智能采集和控制系统的系统原理图，其由数据采集控制器1、信号基站9、智能移动终端11、监控管理中心12及与数据采集控制器1相连接的4G无线通讯终端2、通信接口3、电源模块、液晶显示终端7、传感器采集模块8组成，所示的数据采集控制器1具有信号采集、数据运算和控制输出的作用，与其相连接的通信接口3包括TTL串口、RS485通讯接口、RS232通讯接口，其通过相应端口与待监测设备上的数据采集仪表相连接，以获取数据采集仪表所采集的数据，实现设备工作状态信息的获取。

所示的传感器采集模块8由于数据采集控制器1相连接的烟雾传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器组成，以分别实现待监测设备周围环境中的烟雾、压力、温度和湿度信息的测量。数据采集控制器1所采集的待监控设备的工作状态信息和周围环境信息，通过液晶显示终端7显示出来，以供用户进行查看，及时获知设备的运行状况，保证设备的正常运行，避免设备故障发生。

数据采集控制器1所采集的待监控设备的工作状态信息和周围环境信息，还通过4G无线通信终端2、信号基站9和无线网络10传输至远端的智能移动终端11和监控管理中心12，相关人员可通过智能移动终端11上运行的APP或者微信对设备的运行状态进行查询。监控管理中心12对上传的设备的工作状态信息和周围环境信息进行存储、分析和管理，以待监测设备的正常运行。

所示的电源模块由备用电源4、UPS电源5和电源转换模块6组成，备用电源4采用DC24V蓄电池，UPS电源5可消除输入的220V交流市电中的谐波，以获得稳定、可靠的电源，保证系统可靠运行。电源转换模块6由升压模块和降压模块组成，升压模块为DC-AC逆变模块，其将蓄电池提供的24V直流电逆变为系统需要的220V交流电，保证模块的正常运行降压模块实现市电到直流电的转换，并且分别提供各个模块所需的1.5V、3.3V、5V和12V稳压电源。

数据采集控制器1、4G无线通讯终端2、电源模块、液晶显示终端7和传感器采集模块8为集成在一个柜体内的一体化结构。集成在一个柜体内，传感器接口通过端子排引出，既保证系统的稳定性，又能提现装置的完整性，且各模块具有相对独立功能，接口简单，可组合、可测试，各模块之间接口标准、连接简化。设计充分考虑了防水、强电磁干扰、潮湿、多粉尘等恶劣条件的影响，设备安装、接线方便。

本实用新型的模块化智能采集和控制系统有三个功能，一是根据设备采集信息需求，选择相应传感器采集模块，实时采集设备工况信息、环境状态以及设备零部件状态，实现前级信息采集与处理；二是实现将现场环境信息通过4G网络上传到远程监测中心，用户可以通过网页、手机app和微信对设备运行状况进行实时观测，并实现故障预警和故障分析；三是通过智能化采集控制装置的研发，实现工业设备运行状况可视化管理，故障报警与自动处理。

本实用新型的模块化智能采集和控制系统，监控管理中心12采用了B/S和Ｃ/S两种架构满足用户的使用要求。支撑平台通过构建SCP互联互通平台、异构网数据挖掘平台、物联网软件平台等子平台，支撑平台实现终端的接入、为应用系统提供数据支撑和基础服务；应用系统则包含远程作业监控系统、故障诊断维护系统和智能化作业管理系统等方面，实现工业设备智能化和信息化，并为客户提供增值服务；用户通过网页、手机app和微信访问服务器，对设备运行状态进行实时监控；数据上传采用B/S架构，直接通过http协议上传到云服务器，控制命令下传采用C/S架构，直接通过TCP/IP协议发送给智能采集控制器，进而执行命令。

使用时，系统通过AC220V供电，并由UPS电源进行稳压、滤波，进而电源模块将AC220V电源转换成各个模块所需的不同电压电源，控制装置运行，蓄电池作为停电时的备用电源使用。运行时，传感器模块定时采集设备各个功能参数，控制器的数据处理模块将采集的数据进行滤波、计算等处理，这些处理后的参数一方面在控制器内与预定数据进行比较预警，对于超出阈值的数据，进行报警等处理；一方面通过串口将数据传递到液晶显示屏，供用户查询；一方面通过4G通讯上传到云服务器，云服务器通过数据库对各数据存储，并生成曲线图和数据报表，供用户分析与存储。操作人员通过网页、手机app和微信实时观测设备各个运行参数，管理人员可以登录后台，对设备进行相应控制，实现智能化操作。

Claims (3)

1.一种模块化智能采集和控制系统，包括数据采集控制器（1）及与其相连接的4G无线通讯终端（2）、电源模块、液晶显示终端（7）和传感器采集模块（8），数据采集控制器上设置有对待监测设备状态数据进行采集的通信接口；其特征在于：所述通信接口包括TTL串口、RS485通讯接口、RS232通讯接口，以通过相应接口与待检测设备上数据采集仪表的连接，实现待监测设备工作状态信息的采集；所述传感器采集模块由对待监测设备周围环境信息进行测量的烟雾传感器、压力传感器、温度传感器和湿度传感器组成；

数据采集控制器采集的设备工作状态信息和周围环境信息，一路通过液晶显示终端显示出来，以供用户查看；另一路经4G无线通讯终端、信号基站（9）、无线网络（10）上传至远端的智能移动终端（11）和监控管理中心（12），监控管理中心对上传的数据进行存储、分析和管理，以待监测设备的正常运行。

2.根据权利要求1所述的模块化智能采集和控制系统，其特征在于：所述数据采集控制器（1）、4G无线通讯终端（2）、电源模块、液晶显示终端（7）和传感器采集模块（8）为集成在一个柜体内的一体化结构。

3.根据权利要求1或2所述的模块化智能采集和控制系统，其特征在于：所述电源模块由备用电源（4）、UPS电源（5）和电源转换模块（6）组成，备用电源由蓄电池构成，电源转换模块由升压模块和降压模块组成，市电经UPS电源对电源转换模块（6）进行供电；所述升压模块为DC-AC逆变模块，用于将蓄电池提供的直流电逆变为220V交流电，降压模块将UPS电源输出的220V交流市电转化为1.5V、3.3V、5V和12V直流电，以给相应模块供电。