CN208477346U - 一种无线信号现场控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无线信号现场控制系统，属于工业自动控制系统领域，包括现场仪表模块、系统控制模块和智能阀门定位器，系统控制模块设置有第一无线通信模块，智能阀门定位器设置有第二无线通信模块，第一无线通信模块与第二无线通信模块通过无线的方式通信连接。本实用新型提供的无线信号现场控制系统提供一种智能阀门定位器的无线信号传输方法，在系统控制模块中，将原来的分线制模拟4～20mA信号传输方式改为无线的数字信号传输，本实用新型最明显的有益效果是可节约大量现场布线；现场的模拟信号传输改为数字信号传输提高了系统的抗电磁干扰能力。

Description

一种无线信号现场控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业自动控制系统领域，具体而言，涉及一种无线信号现场控制系统。

背景技术

目前，公知的智能阀门定位器是自动化控制系统中的核心执行部件，它接受来自DCS/PLC系统控制主机发出的控制信号，智能阀门定位器输出控制信号给执行器，执行器直接带动阀门做出相应的开关动作。同时执行器的动作反馈给智能阀门定位器，智能阀门定位器进而输出阀门动作的反馈信号到DCS/PLC控制系统。目前，自动控制系统中的智能阀门定位器与主机控制系统均采用两线制的电流环信号传输方式，其信号采用DC24V/4～20mA的标准信号。即智能阀门定位器接收DCS/PLC系统控制主机输出的标准两线制DC24V/4～20mA的标准信号去执行阀门规定的动作；DCS/PLC系统控制主机接收智能阀门定位器输出的两线制DC24V/4～20mA的标准阀门动作反馈信号。DCS/PLC系统采用多通道数据采集卡或模块对来自各类现场一次仪表或阀门定位器反馈的模拟两线制DC24V/4～20mA的信号进行采集，输出也是通过多通道输出模块分别对现场的智能阀门定位器等进行控制。现有的大型自动控制DCS/PLC系统均采用模拟两线制DC24V/4～20mA的多线制(分线制)标准信号。对于多点输入/输出的大型自动控制系统而言，系统的信号线布线是一个庞大的系统工程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线信号现场控制系统，以改善现有的系统的信号布线工程太过庞大的问题。

本实用新型是这样实现的：

基于上述的第一目的，本实用新型提供了一种无线信号现场控制系统，包括现场仪表模块、系统控制模块和智能阀门定位器，所述系统控制模块设置有第一无线通信模块，所述智能阀门定位器设置有第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块通过无线的方式通信连接，所述系统控制模块用于通过第一无线通信模块将信号发送给所述智能阀门定位器上的所述第二无线通信模块，所述智能阀门定位器用于通过所述第二无线通信模块将所述信号转发给所述现场仪表模块以控制所述现场仪表模块，所述智能阀门定位器还用于通过所述第二无线通信模块接收所述现场仪表模块反馈信息，然后通过所述第二无线通信模块和所述第一无线通信模块将所述信息传递给所述系统控制模块。

本实用新型提供的无线信号现场控制系统提供一种智能阀门定位器的无线信号传输方法，在系统控制模块中，将原来的分线制模拟4～20mA信号传输方式改为无线的数字信号传输，本实用新型最明显的有益效果是可节约大量现场布线；现场的模拟信号传输改为数字信号传输提高了系统的抗电磁干扰能力。

在本实施例的一种实施方式中：所述系统控制模块为DCS/PLC系统控制主机。

在本实施例的一种实施方式中：所述DCS/PLC系统控制主机的型号为MSP430F5438单片机。

在本实施例的一种实施方式中：所述无线信号现场控制系统还包括蓄电池，所述蓄电池用于给所述智能阀门定位器供电。

在本实施例的一种实施方式中：所述蓄电池为24V的直流电源。

在本实施例的一种实施方式中：所述蓄电池上安装有太阳能光伏发电极板，所述太阳能光伏发电极板用于给所述蓄电池充电。

在本实施例的一种实施方式中：所述系统控制模块与所述第一无线通信模块之间通过并行接口实现数据的交换。

在本实施例的一种实施方式中：所述无线信号现场控制系统还包括与所述系统控制模块连接的存储模块，所述存储模块用于存储所述智能阀门定位器的功能参数和测量数据。

在本实施例的一种实施方式中：所述存储模块为电可擦可编程只读存储器。

在本实施例的一种实施方式中：所述现场仪表模块设置为多个，所述智能阀门定位器设置为多个，多个所述智能阀门定位器与多个所述现场仪表模块一一对应设置，每个所述智能阀门定位器分别设置有一个唯一的地址编码。

与现有技术相比，本实用新型实现的有益效果是：

本实用新型提供的无线信号现场控制系统提供一种智能阀门定位器的无线信号传输方法，在系统控制模块中，将原来的分线制模拟4～20mA信号传输方式改为无线的数字信号传输，本实用新型最明显的有益效果是可节约大量现场布线；现场的模拟信号传输改为数字信号传输提高了系统的抗电磁干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例1提供的无线信号现场控制系统的示意图；

图2示出了本实用新型实施例2提供的无线信号现场控制系统的示意图.

图中：101-系统控制模块；102-智能阀门定位器；103-现场仪表模块；104-第一无线通信模块；105-第二无线通信模块；106-蓄电池。

具体实施方式

为了使上述问题得到改善，本实用新型提供了一种无线信号现场控制系统，包括现场仪表模块、系统控制模块和智能阀门定位器，所述系统控制模块设置有第一无线通信模块，所述智能阀门定位器设置有第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块通过无线的方式通信连接，所述系统控制模块用于通过第一无线通信模块将信号发送给所述智能阀门定位器上的所述第二无线通信模块，所述智能阀门定位器用于通过所述第二无线通信模块将所述信号转发给所述现场仪表模块以控制所述现场仪表模块，所述智能阀门定位器还用于通过所述第二无线通信模块接收所述现场仪表模块反馈信息，然后通过所述第二无线通信模块和所述第一无线通信模块将所述信息传递给所述系统控制模块。

本实用新型提供的无线信号现场控制系统提供一种智能阀门定位器的无线信号传输方法，在系统控制模块中，将原来的分线制模拟4～20mA信号传输方式改为无线的数字信号传输，本实用新型最明显的有益效果是可节约大量现场布线；现场的模拟信号传输改为数字信号传输提高了系统的抗电磁干扰能力。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

对于一个复杂的大型自动控制系统，测量点和控制点成百上千，仅仅是信号线的布线就会耗费很大的人力物力。为了减少现场仪表及智能阀门定位器102与DCS/PLC系统控制主机之间信号线的数量，本实施例提供一种智能阀门定位器102的无线信号传输方法，是一种基于现场仪表与DCS/PLC系统控制主机之间采用无线信号的传输方法。该方法的实施将现场仪表与控制室之间的信号传输由分线制的模拟信号改为无线的数字信号传输方法，现场仪表或执行机构的智能阀门定位器102全部连接在系统的无线通讯网络上，实现无线的数字信号输入/输出的双向传输。这样，可以节约大量的现场布线。

参照图1，本实施例提供的无线信号现场控制系统包括现场仪表模块103、系统控制模块101和智能阀门定位器102，系统控制模块101设置有第一无线通信模块104，智能阀门定位器102设置有第二无线通信模块105，第一无线通信模块104与第二无线通信模块105通过无线的方式通信连接，系统控制模块101用于通过第一无线通信模块104将信号发送给智能阀门定位器102上的第二无线通信模块105，智能阀门定位器102用于通过第二无线通信模块105将信号转发给现场仪表模块103以控制现场仪表模块103，智能阀门定位器102还用于通过第二无线通信模块105接收现场仪表模块103反馈信息，然后通过第二无线通信模块105和第一无线通信模块104将信息传递给系统控制模块101。

其中，第一无线通信模块104与第二无线通信模块105之间的通信方式可以是通过wifi、wcdma或者zigbee。

系统控制模块101为DCS/PLC系统控制主机。

DCS/PLC系统控制主机的型号为MSP430F5438单片机。

无线信号现场控制系统还包括蓄电池106，蓄电池106用于给智能阀门定位器102供电。蓄电池106为24V的直流电源。在本实施例中，利用24V的直流电源给智能阀门定位器102供电。

蓄电池106上安装有太阳能光伏发电极板，太阳能光伏发电极板用于给蓄电池106充电。利用太阳能光伏发电极板为蓄电池106充电，环保节能。

系统控制模块101与第一无线通信模块104之间通过并行接口实现数据的交换。

无线信号现场控制系统还包括与系统控制模块101连接的存储模块，存储模块用于存储智能阀门定位器102的功能参数和测量数据。

存储模块可以是电可擦可编程只读存储器。

具体地，存储模块包括但不限于电可擦可编程只读存储器，在本实施例中，采用24AA256芯片实现。

本实施例是这样实施的：在原有智能阀门定位器102的基础上增加一个第二无线发射接收模块，每一个智能阀门定位器102固定一个唯一的地址编码，智能阀门定位器102的供电采用直流24V蓄电池106供电，采用太阳能光伏发电极板为蓄电池106充电。自动控制DCS/PLC系统控制主机中的输入输出模块改为第一无线发射接收模块，系统控制模块101输入接收来自现场智能阀门定位器102阀门位置的反馈无线数字信号经系统无线接收模块接收后通过解码确定某个地址编码的智能阀门定位器102位置，智能阀门定位器102位置信号直接参与DCS/PLC系统运算后，系统控制模块101输出相应的控制信号经编码后由系统控制模块101的第一无线发射模块发射出去，现场的智能阀门定位器102的第二无线接收模块所接收到的无线信号经解码确定为本地址编码的执行指令时，按接收信号执行阀门规定的动作，与本地址编码不一致时不予理睬。

实施例2

参阅图2，本实施例也提供了一种无线信号现场控制系统，本实施例是在实施例1的技术方案的基础上的进一步改进，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已公开的技术方案不再重复描述。

具体的，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供的无线信号现场控制系统的现场仪表模块103设置为多个，智能阀门定位器102设置为多个，多个智能阀门定位器102与多个现场仪表模块103一一对应设置，每个智能阀门定位器102分别设置有一个唯一的地址编码。

综上，本实施例提供的无线信号现场控制系统提供一种智能阀门定位器102的无线信号传输方法，在系统控制模块101中，将原来的分线制模拟4～20mA信号传输方式改为无线的数字信号传输，本实施例最明显的有益效果是可节约大量现场布线；现场的模拟信号传输改为数字信号传输提高了系统的抗电磁干扰能力；现场智能阀门定位器102采用蓄电池106供电，太阳能光伏发电极板为蓄电池106充电环保节能；尤其在远距离的油气集输系统中效果更为显著。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线信号现场控制系统，其特征在于，包括现场仪表模块、系统控制模块和智能阀门定位器，所述系统控制模块设置有第一无线通信模块，所述智能阀门定位器设置有第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块通过无线的方式通信连接，所述系统控制模块用于通过第一无线通信模块将信号发送给所述智能阀门定位器上的所述第二无线通信模块，所述智能阀门定位器用于通过所述第二无线通信模块将所述信号转发给所述现场仪表模块以控制所述现场仪表模块，所述智能阀门定位器还用于通过所述第二无线通信模块接收所述现场仪表模块反馈信息，然后通过所述第二无线通信模块和所述第一无线通信模块将所述信息传递给所述系统控制模块。

2.根据权利要求1所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述系统控制模块为DCS/PLC系统控制主机。

3.根据权利要求2所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述DCS/PLC系统控制主机的型号为MSP430F5438单片机。

4.根据权利要求1所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述无线信号现场控制系统还包括蓄电池，所述蓄电池用于给所述智能阀门定位器供电。

5.根据权利要求4所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述蓄电池为24V的直流电源。

6.根据权利要求5所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述蓄电池上安装有太阳能光伏发电极板，所述太阳能光伏发电极板用于给所述蓄电池充电。

7.根据权利要求1所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述系统控制模块与所述第一无线通信模块之间通过并行接口实现数据的交换。

8.根据权利要求1所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述无线信号现场控制系统还包括与所述系统控制模块连接的存储模块，所述存储模块用于存储所述智能阀门定位器的功能参数和测量数据。

9.根据权利要求8所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述存储模块为电可擦可编程只读存储器。

10.根据权利要求1至9任一项所述的无线信号现场控制系统，其特征在于，所述现场仪表模块设置为多个，所述智能阀门定位器设置为多个，多个所述智能阀门定位器与多个所述现场仪表模块一一对应设置，每个所述智能阀门定位器分别设置有一个唯一的地址编码。