CN210052039U

CN210052039U - 制冷机监测控制终端及系统

Info

Publication number: CN210052039U
Application number: CN201921035232.5U
Authority: CN
Inventors: 戴日赢; 韩育文; 廖四海
Original assignee: Guangzhou Shuangri Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shuangri Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2029-07-04

Abstract

本实用新型实施例公开了一种制冷机监测控制终端及系统，所述终端包括处理器、以太网电路、USB电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块，处理器为飞思卡尔的ARM平台i.MX6ULL，处理器与以太网电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块电连接。本实用新型以ARM嵌入式Linux平台代替PLC，可灵活进行定制化，结合软件算法编程可实现过滤、筛选冗余数据，而对有效数据进行云管理与嵌入式前端控制的管、控并行处理的方式，以及有线以太网与无线GPRS、LoRa两种传输方式并存，使得云服务器与制冷机监测控制终端实现多方式组网，实现了制冷机低成本、灵活简洁、高效可靠的监控管理系统。

Description

制冷机监测控制终端及系统

技术领域

本实用新型涉及制冷设备的监控、控制技术领域，尤其涉及一种制冷机监测控制终端及系统。

背景技术

在智能制造的大数据时代，以往粗放型工业能源管理系统已逐渐被淘汰，能实现精准化监控的智能制冷机控制系统的需求日渐凸显。

传统的制冷控制系统，特别是工业能源管理领域中的制冷机监测控制终端，多采用PLC组成的现场控制系统，该系统存在的问题有：

1、PLC价格昂贵；

2、PLC编程虽然已为默认的工业标准编程，但标准化的同时却造成灵活性的缺失，特别是在工业能源监控系统上，较难针对特别的客户进行定制化的开发；

3、PLC采集数据后，需通过GPRS传输到后端进行数据处理，造成传输冗余数据多、有效信息少等。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种制冷机监测控制终端及系统，以使解决价格高、编程难以实现针对性定制化、编程灵活性缺失、传输冗余数据大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种制冷机监测控制终端，包括处理器、以太网电路、USB电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块，处理器为飞思卡尔的ARM平台i.MX6ULL，处理器与以太网电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块电连接，处理器筛选通过I转V电路和RS485电路获取制冷机的温度、湿度、制冷量、工作电压和电流数据信息，并通过以太网电路、GPRS模块、LoRa模块上传。

进一步地，还包括与处理器电连接的JTAG电路。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种制冷机监测控制系统，包括上述的制冷机监测控制终端，还包括与制冷机监测控制终端连接通信的制冷机组和云服务器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型以ARM嵌入式Linux平台代替PLC，可灵活进行定制化，结合软件算法编程可实现过滤、筛选冗余数据，而对有效数据进行云管理与嵌入式前端控制的管、控并行处理的方式，以及有线以太网与无线GPRS、LoRa两种传输方式并存，使得云服务器与制冷机监测控制终端实现多方式组网，实现了制冷机低成本、灵活简洁、高效可靠的监控管理系统。

附图说明

图1是本实用新型实施例的制冷机监测控制终端的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的制冷机监测控制终端的处理数据流程图。

图3是本实用新型实施例的i.MX6ULL与DDR3 RAM模块的电路图。

图4是本实用新型实施例的i.MX6ULL与NAND Flash模块电路图。

图5是本实用新型实施例的I转V电路的电路图。

图6是本实用新型实施例的RS485电路的电路图。

图7是本实用新型实施例的GPRS模块及LoRa模块的电路图。

图8是本实用新型实施例的USB电路的电路图。

图9是本实用新型实施例的JTAG电路的电路图。

图10是本实用新型实施例的制冷机监测控制系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

请参照图1～图9，本实用新型实施例的制冷机监测控制终端包括处理器、以太网电路、USB电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块。

处理器为飞思卡尔的ARM平台i.MX6ULL，处理器与以太网电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块电连接，处理器筛选通过I转V电路和RS485电路获取制冷机的温度、湿度、制冷量、工作电压和电流数据信息，并通过以太网电路、GPRS模块、LoRa模块上传。以太网电路由2路Ethernet、以太网驱动与隔离电路和2路RJ45输出接口组成。

本实用新型外接传感器采集制冷机的温度、湿度、制冷量、工作电压和电流等数据信息，通过RS485、AI输入到制冷机监测控制终端进行处理，包括软硬件滤波、筛选，根据运算结果与云端配置下发的预设值进行PID等算法运算，比较、修正后的结果触发相关控制指令，并下发以驱动制冷机作出相应动作；而筛选后的有效数据由制冷机监测控制终端通过以太网、GPRS、LoRa上传到云端再进行其他算法处理及显示，从而实现云管端、前控端分开同时并行处理。

制冷机监测控制终端组网方式灵活多变，可轻易进行网络拓扑以扩展为多系统互联通讯，其通讯方式根据现场需要可采用GPRS、LoRa、以太网中的任意一种，也可将数据上传到云服务器，以构建云端的管理数据库、远程调试及管控等。

本实用新型的软件设计可采用开源的Linux系统搭载底层驱动程序，同时在应用程序层采用多种软件滤波算法对底层采集传输上来的原始数据进行筛选过滤。

本实用新型对采集到的原始数据采用硬件RC滤波结合多种软件滤波（中位值滤波法、滑动平均滤波法、限幅滤波法）进行筛选，去掉噪声、干扰造成的毛刺尖峰数据以及其它冗余的无效数据，具备抗干扰能力强的优点。

本实用新型对筛选后的有用数据沿着云管、前控两条主线路分开、同时并行处理：

一、云管端：对有效数据根据工业现场需求选择有线以太网或者GPRS、LoRa无线的方式进行传输到云服务器，在云端进行算法计算后，执行人机界面显示，同时与预先设置的控制数据进行比对，并对比对结果在人机界面上显示，同时根据比对结果执行修正算法，把修正算法结果进行人机界面显示同时根据需要选择有线或无线方式下传传输至前控端；

二、前控端：对筛选后的有用数据执行PID软件算法运算，该运算结果与云端上一周期下传的结果数据进行比较，而后执行修正算法运算，把修正结果与云端下传的数据（同时把该数据备份存储在前控端以供下一周期运算调用）进行控制运算，据此最终数据通过RS485下发控制命令让制冷机进行相应的动作。

本实用新型所采用的上述技术方案，在制冷机的监测、控制管理上特别是工业能源管理领域里，可以实现代替昂贵的PLC作为监控终端设备在分布式控制系统DCS上进行使用。

本实用新型采用符合IEEE 1149.1标准的JTAG接口对i.MX6ULL进行底层驱动程序的调试开发。

为了系统软件的灌录及升级维护，本实用新型可采用USB现场烧写及以太网远程升级技术两种方式。

为了在工业环境中实现系统工作的稳定性，所有器件均采用工业级，关键电阻、电容、电感均采用高精度的元件，在AI输入端采用LM258运算放大器搭建的深度负反馈电路。

作为一种实施方式，制冷机监测控制终端还包括与处理器电连接的JTAG电路。

优选地，本实用新型的GPRS模块采用SIM800C，具有成本低，性能好的突出优点。

优选地，本实用新型具有4条传输线路，在DCS系统进行组网时，可根据需要使用多台本实用新型进行有线或者无线方式进行组网传输数据，实现组网灵活多变。

优选地，本实用新型可通过以太网电路或者GPRS模块接入Internet，在云端通过Internet查找到前控端，且从理论及实践上，任何可接入Internet的云端和前控端（连接着制冷机），均可实现远程调试、管理及控制。

优选地，本实用新型对滤波筛选后的有效数据云管端与前控端分开并行处理，大大压缩了数据处理时间，实现了快速、实时处理监测、控制数据，同时也使数据的精确性得到较大程度的保证。

优选地，本实用新型对滤波筛选后的有效数据云管端与前控端分开并行处理，即在前控端调用云端上一周期下传的结果，同时又存储本周期数据以供下一周期调用，实现了云端到雾端的数据下沉处理，使得数据在更靠近制冷机设备端即得到处理，大大提高了数据的可靠性。

优选地，本实用新型实现了云端到雾端的数据下沉处理，不仅避免了冗余数据往返传输造成的带宽挤占、拥塞现象，也避免原始数据参与云端运算而造成的云服务器负担。

优选地，本实用新型通过USB电路对i.MX6ULL进行Linux系统及驱动程序的灌录，且该USB电路采用低成本、实用型隔离保护器件进行保护，符合电磁兼容标准，具备了防浪涌、雷击、噪声、干扰等优点。

优选地，本实用新型的前端采集接口电路RS485电路及4~20mA电流输入I转V电路均采用了保护器件，具备了防浪涌、雷击等优点。

请参照图10，本实用新型实施例的制冷机监测控制系统包括制冷机监测控制终端、制冷机组和云服务器。

制冷机组和云服务器与制冷机监测控制终端连接通信。

本实用新型可在云服务器的人机界面上显示三条数据曲线，分别为现场制冷机的采集数据曲线、与人为预先设置的控制数据进行比对的结果曲线、修正结果曲线，从而实现了监测与控制管理。

本实用新型在前控端与云管端之间，互相传输数据时可根据需要选择有线与无线中的一种：一、两者相距较近或者现场高频干扰较大或者GPRS、LoRa信号较弱时，选择有线以太网进行传输；二、两者相距较远或者现场布线较为困难而GPRS、LoRa无线信号较强时，选择无线方式传输，数据传输方式可灵活多变。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims

1. 一种制冷机监测控制终端，其特征在于，包括处理器、以太网电路、USB电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3 RAM模块、NAND Flash模块，处理器为飞思卡尔的ARM平台i.MX6ULL，处理器与以太网电路、I转V电路、RS485电路、GPRS模块、LoRa模块、DDR3RAM模块、NAND Flash模块电连接，处理器筛选通过I转V电路和RS485电路获取制冷机的温度、湿度、制冷量、工作电压和电流数据信息，并通过以太网电路、GPRS模块、LoRa模块上传。

2.如权利要求1所述的制冷机监测控制终端，其特征在于，还包括与处理器电连接的JTAG电路。

3.一种制冷机监测控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-2中任一项所述的制冷机监测控制终端，还包括与制冷机监测控制终端连接通信的制冷机组和云服务器。