CN209460636U - 一种用于热源模拟监控的通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于热源模拟监控的通信系统，包括控制模块、采集处理模块及执行模块，采集处理模块的数据采集装置包括第一机箱主体、第一插槽、第一插件及第一电源板，第一插件插于第一插槽上，第一插槽经由CAN总线相连接，第一插件包括第一处理器、第一功能板以及第一地址单元，第一功能板包括第一电路单元及第一接口，第一功能板由第一接口插设于第一插槽上，第一处理器分别与第一电路单元及第一地址单元通信连接，执行模块包括集中控制装置，控制模块与数据采集装置及集中控制装置分别通信连接；或数据采集装置与集中控制装置级联通信，集中控制装置经由数据采集装置与控制模块通信连接。该系统解决了现有通信系统改造及扩容难的问题。

Description

一种用于热源模拟监控的通信系统

技术领域

本实用新型属于电气自动化技术领域，尤其是涉及一种用于热源模拟监控的通信系统。

背景技术

在最近几年，计算机远程操控获得广泛的使用，在工业先进国家已成为自动化控制的标准设备，它专为工业控制而设计是实现电气自动化的理想控制系统。如热源模拟监控系统就是利用工业控制设计实现电气自动化的控制，热源模拟监控的通信系统一般包括控制模块、采集模块及执行模块，各模块中分别设计多个插件，如采集模块中的电压电流插件、直流采集插件以及通信管理插件等，执行模块中的分散控制插件、通信管理插件等，受限于各模块中机箱的大小，插槽的总数一般不多于十组设置，且插在插槽上的各类型的插件的数量及位置与热源模拟监控系统中的硬件相匹配，都是既定的，当需要进行系统改造或扩容时，存在插槽数量不足的情况，无法方便快捷的实现系统改造或扩容。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种用于热源模拟监控的通信系统，解决了现有通信系统改造及扩容难的问题，且在进行系统的改造或扩容时，不影响原有通信结构与功能。

为解决上述问题，本实用新型的具体技术方案如下：

一种用于热源模拟监控的通信系统，包括：控制模块、供于采集设备参数的采集处理模块以及供于执行控制模块和/或采集处理模块输出命令的执行模块；所述采集处理模块包括数据采集装置以及多个传感器，多个所述传感器分散安装在设备测量点上，且均与所述数据采集装置通信连接，所述数据采集装置包括第一机箱主体、设于所述第一机箱主体上的多个规格相同的第一插槽、多个第一插件以及第一电源板；多个所述第一插件及所述第一电源板插设于所述第一插槽上，多个所述第一插槽经由CAN总线相连接，且多个所述第一插槽的个数大于多个所述第一插件与第一电源板的个数之和，以供多出的所述第一插槽形成用于插件扩展的空挡插槽；每个所述第一插件包括第一处理器、第一功能板以及第一地址单元，所述第一功能板包括第一电路单元以及设于所述第一电路单元上的第一接口，所述第一接口规格匹配所述第一插槽设置，所述第一功能板经由所述第一接口插接设于所述第一插槽上；所述第一电路单元包括交流电压电流单元、直流采集单元以及第一通信管理单元中一种或多种的组合，所述第一处理器分别与所述第一电路单元及所述第一地址单元通信连接；所述执行模块包括集中控制装置以及多个执行器件，多个所述执行器件分散安装在设备的各控制点上，且均与所述集中控制装置通信连接；所述控制模块与所述数据采集装置及所述集中控制装置分别通信连接；或所述数据采集装置与所述集中控制装置级联通信连接，所述集中控制装置经由所述数据采集装置与所述控制模块通信连接。

优选地，所述集中控制装置包括第二机箱主体、设于所述第二机箱主体上的多个规格相同的第二插槽、多个第二插件以及第二电源板；多个所述第二插件及所述第二电源板插设于所述第二插槽上，多个所述第二插槽经由CAN总线相连接，且多个所述第二插槽的个数大于多个所述第二插件与第二电源板的个数之和，以供多出的所述第二插槽形成用于插件扩展的空挡插槽；每个所述第二插件包括第二处理器、第二功能板以及第二地址单元，所述第二功能板包括第二电路单元以及设于所述第二电路单元上的第二接口，所述第二接口规格匹配所述第二插槽设置，所述第二功能板经由所述第二接口插接设于所述第二插槽上；所述第二电路单元包括分散控制单元、以及第二通信管理单元中一种或两种的组合，所述第二处理器分别与所述第二电路单元及所述第二地址单元通信连接。

优选地，所述控制模块与所述数据采集装置及所述集中控制装置分别通信连接时，所述控制模块与所述第一通信管理插件及第二通信管理插件经由现场总线或以太网通信连接。

优选地，所述数据采集装置与集中控制装置级联通信连接时，所述第一通信管理插件及第二通信管理插件经由现场总线通信连接。

优选地，所述传感器为温度变送器、压力变送器、流量变送器、电压变送器以及电流变送器中的一个或多个的组合。

优选地，所述温度变送器、压力变送器、流量变送器为直流采样，所述电压变送器以及电流变送器为直流采样或交流采样。

优选地，所述执行器件为智能电动调节阀、自动控制阀、可调速电液球阀以及三通电动球阀中的一个或多个的组合。

本实用新型所提供的用于热源模拟监控的通信系统，采集处理模块中，各类功能的第一插件形成一个独立的功能单元，每块第一插件的工作不依赖于其它插件，且各类功能的第一插件的第一接口规格统一，均匹配第一插槽设置，各类功能的第一插件插接至第一插槽后，通过内部高速总线连在一起，由通信管理插件完成对外的数据交换，可根据现场实际情况，采用搭积木方式，可以任意组合各种第一插件，并通过软件设定模块之间的逻辑关系，即各类功能的第一插件的数量以及插接位置可根据现场实际需求进行组合，以方便快捷的实现系统改造或扩容。

此外，第一插槽中还预留空挡插槽，除通过根据需要自由组合各类功能的第一插件进行数据采集外，还可通过空挡插槽进行系统的扩展，以现有通信系统改造及扩容难的问题，且不影响原有通信结构与功能。

同时，集中控制装置以及新增的数据采集装置还可经由原有的数据采集装置与控制模块级联通信连接，即级联设置在原有的数据采集装置上，集中控制装置以及新增的数据采集装置通过将原有的数据采集装置的第一通信管理单元作为自己通信管理机与控制模块进行数据的转发与采集，从而方便快捷的实现新的功能增设，且不影响系统原有结构与功能，整体结构清晰、设置灵活方便。

附图说明

图1为本实用新型所示的一种用于热源模拟监控的通信系统一实施例的结构示意图；

图2为图1中采集处理模块的结构示意图；

图3为图1中集中控制装置的结构示意图；

图4为图1第一插件与第一插槽相连接的结构图；

图5为图1第二插件与第二插槽相连接的结构图；

具体实施方式

为利于对本实用新型的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

图1为本实用新型所示的一种用于热源模拟监控的通信系统一实施例的结构示意图，图2为图1中采集处理模块的结构示意图，图3为图1中集中控制装置的结构示意图。如图1至图3所示，本实用新型提供了一种用于热源模拟监控的通讯系统，包括：控制模块10、供于采集设备参数的采集处理模块20以及供于执行控制模块10和/或采集处理模块20输出命令的执行模块30。

采集处理模块20包括数据采集装置21以及多个传感器22，多个传感器22分散安装在设备测量点上，且均与数据采集装置21通信连接，数据采集装置21包括第一机箱主体211、设于第一机箱主体211上的多个规格相同的第一插槽212、多个第一插件213以及第一电源板214。

图4为图1第一插件213与第一插槽212相连接的结构图，请参阅图2和图4。其中，多个第一插件213及第一电源板213插设于第一插槽212上，多个第一插槽212经由CAN总线相连接，且多个第一插槽212的个数大于多个第一插件213与第一电源板214的个数之和，以供多出的第一插槽212形成用于插件扩展的空挡插槽215。在第一插槽212中预留空挡插槽214，除通过根据需要自由组合各类功能的第一插件213进行数据采集外，还可通过空挡插槽215进行系统的扩展，以现有通信系统改造及扩容难的问题，且不影响原有通信结构与功能。

进一步地，每个第一插件213包括第一处理器23、第一功能板24以及第一地址单元25，第一功能板24包括第一电路单元241以及设于第一电路单元241上的第一接口242，第一接口242规格匹配第一插槽212设置，第一功能板24经由第一接口242插接设于第一插槽212上。第一电路单元241包括交流电压电流单元、直流采集单元以及第一通信管理单元中一种或多种的组合，第一处理器23分别与第一电路单元241及第一地址单元25通信连接。

本实施例中，第一插件212的个数为六个，空挡插槽215的个数为三个，其中的六个第一电路单元241分设为两个交流电压电流单元、三个直流采集单元及一个第一通信管理单元。两个交流电压电流单元对应的第一处理器为Freescale的工业级32位嵌入式处理器，抗干扰能力强，其功能主要完成直流或交流电压、电流的采集。搭配高精度AD采样芯片，实现每秒100k的高采样速率。所有的模拟通道均采用二阶硬件滤波和软件数字滤波，剔除外部扰动造成的干扰，保证采集到的数据正确、可靠。每个设有交流电压电流单元的第一插件可独立处理6路模拟量输入，且6路数据实现同步采样。在同一装置中，最大可以接插2块模拟量采集插件，插件采用了多层印制板及元件表面贴安装工艺，外观小巧、结构紧凑，大大提高装置的可靠性及抗电磁干扰能力。进一步地，三个直流采集单元为4－20mA直流采集单元，采用高精度线性光耦隔离，并运用低失调电压的高精度运放进行信号调理，将外部输入的直流电流(4～20mA)或直流电压(0～10VDC)变换成装置所需的电压信号，供AD采样转换。本4－20mA采集单元最常用的功能是完成4～20mA的信号采集，每个插件可以实现对8路4～20mA的信号采集及计算。第一通信管理单元为通信管理板，其功能主要是采集各第一插件的测量数据后，对这些数据进行存储、计算，将计算的结果上传给控制模块。

该用于热源模拟监控的通信系统的采集处理模块21中，各类功能的第一插件213形成一个独立的功能单元，每块第一插件213的工作不依赖于其它插件，且各类功能的第一插件231的第一接口242规格统一，均匹配第一插槽212设置，各类功能的第一插件213插接至第一插槽212后，通过内部高速总线连在一起，由第一通信管理插件完成对外的数据交换，可根据现场实际情况，采用搭积木方式，可以任意组合，并通过软件设定模块之间的逻辑关系，即各类功能的第一插件的数量以及插接位置可根据现场实际需求进行组合，以方便快捷的实现系统改造或扩容。

执行模块30包括集中控制装置31以及多个执行器件32，多个执行器件32分散安装在设备的各控制点上，且均与集中控制装置31通信连接。控制模块10与数据采集装置21及集中控制装置31分别通信连接，或数据采集装置21与集中控制装置31级联通信连接，集中控制装置31经由数据采集装置21与控制模块10通信连接。因此通过该级联通信方式，集中控制装置31以及新增的数据采集装置还可经由原有的数据采集装置21与控制模块10级联通信连接，即级联设置在原有的数据采集装置21上，集中控制装置31以及新增的数据采集装置通过将原有的数据采集装置21的第一通信管理单元作为自己通信管理机与控制模块10进行数据的转发与采集，从而方便快捷的实现新的功能增设，且不影响系统原有结构与功能，整体结构清晰、设置灵活方便。

图5为图1第二插件与第二插槽相连接的结构图，请参阅图3和图5，集中控制装置31包括第二机箱主体311、设于第二机箱主体311上的多个规格相同的第二插槽312、多个第二插件313以及第二电源板314。

多个第二插件313及第二电源板314插设于第二插槽312上，多个第二插槽312经由CAN总线相连接，且多个第二插槽312的个数大于多个第二插件313与第二电源板314的个数之和，以供多出的第二插槽312形成用于插件扩展的空挡插槽315。每个第二插件313包括第二处理器33、第二功能板34以及第二地址单元35，第二功能板34包括第二电路单元341以及设于第二电路单元341上的第二接口342，第二接口342规格匹配第二插槽312设置，第二功能板34经由第二接口342插接设于第二插槽312上。第二电路单元341包括分散控制单元、以及第二通信管理单元中一种或两种的组合，第二处理器33分别与第二电路单元341及第二地址单元35通信连接。本实施例中，第二插件313的个数为七个，空挡插槽315的个数为四个，其中的七个第二电路单元341分设为六个分散控制单元及一个第一通信管理单元。

本实施例中，作为一优选的实施方式，控制模块10与数据采集装置21及集中控制装置31分别通信连接时，控制模块10与第一通信管理插件及第二通信管理插件经由现场总线或以太网通信连接。

作为另一优选的实施方式，数据采集装置21与集中控制装置31级联通信连接时，第一通信管理插件及第二通信管理插件经由现场总线通信连接。

实际应用中，传感器22为温度变送器、压力变送器、流量变送器、电压变送器以及电流变送器中的一个或多个的组合。温度变送器、压力变送器、流量变送器为直流采样，电压变送器以及电流变送器为直流采样或交流采样。执行器件32为智能电动调节阀、自动控制阀、可调速电液球阀以及三通电动球阀中的一个或多个的组合。通过分散控制单元完成对各阀门的控制，阀门反馈的运行状态采集。每个第二插件对应一个阀门，完成对应阀门的自动控制。

因此，各插件内设置处理器，每一个插件形成一个独立的功能模块，每块插件的工作不依赖于其它插件。每个插件通过内部高速总线连在一起，由通信管理插件完成对外的数据交换，可根据现场实际情况，采用搭积木方式，可以任意组合，并通过软件设定模块之间的逻辑关系。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (7)

1.一种用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，包括：控制模块、供于采集设备参数的采集处理模块以及供于执行控制模块和/或采集处理模块输出命令的执行模块；

所述采集处理模块包括数据采集装置以及多个传感器，多个所述传感器分散安装在设备测量点上，且均与所述数据采集装置通信连接，所述数据采集装置包括第一机箱主体、设于所述第一机箱主体上的多个规格相同的第一插槽、多个第一插件以及第一电源板；

多个所述第一插件及所述第一电源板插设于所述第一插槽上，多个所述第一插槽经由CAN总线相连接，且多个所述第一插槽的个数大于多个所述第一插件与第一电源板的个数之和，以供多出的所述第一插槽形成用于插件扩展的空挡插槽；

每个所述第一插件包括第一处理器、第一功能板以及第一地址单元，所述第一功能板包括第一电路单元以及设于所述第一电路单元上的第一接口，所述第一接口规格匹配所述第一插槽设置，所述第一功能板经由所述第一接口插接设于所述第一插槽上；所述第一电路单元包括交流电压电流单元、直流采集单元以及第一通信管理单元中一种或多种的组合，所述第一处理器分别与所述第一电路单元及所述第一地址单元通信连接；

所述执行模块包括集中控制装置以及多个执行器件，多个所述执行器件分散安装在设备的各控制点上，且均与所述集中控制装置通信连接；

所述控制模块与所述数据采集装置及所述集中控制装置分别通信连接；或所述数据采集装置与所述集中控制装置级联通信连接，所述集中控制装置经由所述数据采集装置与所述控制模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，所述集中控制装置包括第二机箱主体、设于所述第二机箱主体上的多个规格相同的第二插槽、多个第二插件以及第二电源板；

多个所述第二插件及所述第二电源板插设于所述第二插槽上，多个所述第二插槽经由CAN总线相连接，且多个所述第二插槽的个数大于多个所述第二插件与第二电源板的个数之和，以供多出的所述第二插槽形成用于插件扩展的空挡插槽；

每个所述第二插件包括第二处理器、第二功能板以及第二地址单元，所述第二功能板包括第二电路单元以及设于所述第二电路单元上的第二接口，所述第二接口规格匹配所述第二插槽设置，所述第二功能板经由所述第二接口插接设于所述第二插槽上；所述第二电路单元包括分散控制单元、以及第二通信管理单元中一种或两种的组合，所述第二处理器分别与所述第二电路单元及所述第二地址单元通信连接。

3.根据权利要求2所述的用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，所述控制模块与所述数据采集装置及所述集中控制装置分别通信连接时，所述控制模块与所述第一通信管理插件及第二通信管理插件经由现场总线或以太网通信连接。

4.根据权利要求2所述的用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，所述数据采集装置与集中控制装置级联通信连接时，所述第一通信管理插件及第二通信管理插件经由现场总线通信连接。

5.根据权利要求1所述的用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，所述传感器为温度变送器、压力变送器、流量变送器、电压变送器以及电流变送器中的一个或多个的组合。

6.根据权利要求5所述的用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，所述温度变送器、压力变送器、流量变送器为直流采样，所述电压变送器以及电流变送器为直流采样或交流采样。

7.根据权利要求1所述的用于热源模拟监控的通信系统，其特征在于，所述执行器件为智能电动调节阀、自动控制阀、可调速电液球阀以及三通电动球阀中的一个或多个的组合。