CN210377189U - 一种实现设备的远程监测与控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现设备的远程监测与控制系统，PLC基本单元与远程单元、工控机、压缩机和操作面板通过RS485通信网络连接，PLC基本单元与远程控制装置通过网络互连，PLC基本单元与模拟量输入模块、温度调节模块、第一PT型热电阻温度输入模块、第二PT型热电阻温度输入模块和模拟量输出模块按序连接，模拟量输入模块与舱内的湿度、压力、风速传感器组连接，温度调节模块与加热加湿系统连接，第一PT型热电阻温度输入模块与多个第一仓内温度传感器连接，模拟量输出模块分别与尾气调速变频器、循环调速变频器和进气调速变频器连接，尾气调速变频器与尾气风机连接，循环调速变频器与循环风机连接，进气调速变频器与进气风机连接。

Description

一种实现设备的远程监测与控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能远程设备监测控制技术领域，特别涉及一种实现设备的远程监测与控制系统。

背景技术

目前，现有的各厂矿多种专业实验室、机房、空压站和高压泵站的监控管理方面存在很多问题，尤其是高危易燃易爆的不适于现场人工操作的场所，出现问题后不能第一时间被管理者所掌握，负效应进一步扩大并造成巨大损失。此外，各种机房的多类型数据还可以通过这种远程网络实现数据的远程读取。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决设备远程监测与控制所存在的问题，而提供一种全新实用的并有利于推广的实现设备的远程监测与控制系统。

一种实现设备的远程监测与控制系统，包括工控机、PLC基本单元、远程单元、操作面板、模拟量输入模块、温度调节模块、第一PT型热电阻温度输入模块、模拟量输出模块、尾气调速变频器、循环调速变频器、进气调速变频器、尾气风机、循环风机、进气风机、压缩机、加热加湿系统、湿度、压力、风速传感器组、多个第一仓内温度传感器和远程控制装置，PLC基本单元与远程单元、工控机、压缩机和操作面板通过RS485通信网络连接，PLC 基本单元与远程控制装置通过网络互连，PLC基本单元与模拟量输入模块、温度调节模块、第一PT型热电阻温度输入模块、第二PT型热电阻温度输入模块和模拟量输出模块按序连接，模拟量输入模块与舱内的湿度、压力、风速传感器组连接，温度调节模块与加热加湿系统连接，第一PT型热电阻温度输入模块与多个第一仓内温度传感器连接，模拟量输出模块分别与尾气调速变频器、循环调速变频器和进气调速变频器连接，尾气调速变频器与尾气风机连接，循环调速变频器与循环风机连接，进气调速变频器与进气风机连接。

优选的，远程控制装置为手机APP或者电脑上位机。

优选的，第一PT型热电阻温度输入模块与模拟量输出模块之间连接有第二PT型热电阻温度输入模块，第二PT型热电阻温度输入模块与多个第二仓内温度传感器连接；增加一个第二PT型热电阻温度输入模块是因为舱内的温度传感器过多，一个PT型热电阻温度输入模块不够使用，起到扩展端口的作用。

优选的，远程单元为智能GPRS无线控制终端，型号为GRM202G，生产厂家为：广州巨控电子科技有限公司。

优选的，PLC基本单元型号为：MITSUBISHI PLC FX3U-64M，模拟量输入模块型号为：FX2N-8AD，温度调节模块型号为：FX2N-2LC，第一PT型热电阻温度输入模块和第二PT型热电阻温度输入模块型号均为： FX2N-4AD-PT，模拟量输出模块型号为：FX2N-4DA，循环调速变频器型号为：施耐德ATV303HU75N4 7.5KW-380/460V～，尾气调速变频器型号为：施耐德ATV303H075N4 0.75KW-380/460V～，进气调速变频器型号为：施耐德 ATV303HU15N41.5KW-380/460V～，工控机的型号为：IPC-810E。

本实用新型的工作原理：

PLC基本单元和模拟量输入模块和温度调节模块和第一PT型热电阻温度输入模块、第二PT型热电阻温度输入模块和模拟量输出模块组成一个完整的 PLC控制系统。

例如当前启动设备，通过操作面板的设定界面把温度设定为50摄氏度，湿度设定为50％，此时通过第一PT型热电阻温度输入模块、第二PT型热电阻温度输入模块上连接的多个第一仓内温度传感器和多个第二仓内温度传感器检测到舱内温度实际值为30摄氏度，通过模拟量输入模块上连接的舱内湿度、压力、风速传感器组检测到舱内的湿度实际值为30％，温度及湿度均不符合设定值，经过PLC控制系统内部运算后，PLC控制系统通过温度调节模块控制加热加湿系统开始工作，工作过程中通过处于舱内不同位置的传感器检测到的结果送到模块接口，经过内部运算后，把调整值通过模拟量输出模块传递给第一变频器、第二变频器、第三变频器的模拟量信号输入端口来控制排气风机、循环风机和进气风机的转速，同样，如果设置温度低于当前舱内温度，需要通过降温调节，根据逻辑解读的结果PLC控制系统就会自动接通压缩机，通过制冷来调节温度，调节过程中温度的变化通过第一PT型热电阻温度输入模块、第二PT型热电阻温度输入模块上所连接的多个第一仓内温度传感器和多个第二仓内温度传感器测得，舱内湿度、压力、风速传感器组通过模拟量输入模块再送回给PLC基本单元，以达到实时调节的目的。

尾气风机用途是在汽车进行实验的时候有时需要发动车后进行实验，但是这时就会存在汽车尾气的有毒气体，所以就需要把尾气排出去，这样就用到尾气风机工作了，但是如果车辆不需要启动做实验就不用开动了，尾气风机只有在汽车发动做实验有尾气产生的时候才会开动。

循环风机是往舱内送新风的时候首先会经过加热系统，这样就把热风吹进舱内了。

进气风机和循环风机只要开始做实验就需要开动起来。

模拟量输出模块的作用是用于尾气风机、循环风机和进气风机的风速给定。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可以实现控制、查询、修改各专业实验室、机房、高压泵站的远程管理数据，并可以实现部分自动调节功能，同时由于改造后运行系统良好的稳定性和低成本都利于该项技术的迅速推广。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，一种实现设备的远程监测与控制系统，包括工控机1、 PLC基本单元2、远程单元3、操作面板4、模拟量输入模块5、温度调节模块6、第一PT型热电阻温度输入模块7、模拟量输出模块9、尾气调速变频器10、循环调速变频器11、进气调速变频器12、尾气风机13、循环风机14、进气风机15、压缩机16、加热加湿系统17、湿度、压力、风速传感器组18、多个第一仓内温度传感器20和远程控制装置22，PLC基本单元2与远程单元 3、工控机1、压缩机16和操作面板4通过RS485通信网络连接，PLC基本单元2与远程控制装置22通过网络互连，PLC基本单元2与模拟量输入模块 5、温度调节模块6、第一PT型热电阻温度输入模块7、第二PT型热电阻温度输入模块8和模拟量输出模块9按序连接，模拟量输入模块5与舱内的湿度、压力、风速传感器组18连接，温度调节模块6与加热加湿系统17连接，第一PT型热电阻温度输入模块7与多个第一仓内温度传感器20连接，模拟量输出模块9分别与尾气调速变频器10、循环调速变频器11和进气调速变频器12连接，尾气调速变频器10与尾气风机13连接，循环调速变频器11与循环风机14连接，进气调速变频器12与进气风机15连接。

优选的，远程控制装置22为手机APP或者电脑上位机。

优选的，第一PT型热电阻温度输入模块7与模拟量输出模块9之间连接有第二PT型热电阻温度输入模块8，第二PT型热电阻温度输入模块8与多个第二仓内温度传感器21连接；增加一个第二PT型热电阻温度输入模块8 是因为舱内的温度传感器21过多，一个PT型热电阻温度输入模块8不够使用，起到扩展端口的作用。

优选的，远程单元3为智能GPRS无线控制终端，型号为GRM202G，生产厂家为：广州巨控电子科技有限公司。

优选的，PLC基本单元2型号为：MITSUBISHI PLC FX3U-64M，模拟量输入模块5型号为：FX2N-8AD，温度调节模块6型号为：FX2N-2LC，第一 PT型热电阻温度输入模块7和第二PT型热电阻温度输入模块8型号均为： FX2N-4AD-PT，模拟量输出模块9型号为：FX2N-4DA，循环调速变频器11 型号为：施耐德ATV303HU75N4 7.5KW-380/460V～，尾气调速变频器10型号为：施耐德ATV303H075N4 0.75KW-380/460V～，进气调速变频器12型号为：施耐德ATV303HU15N4 1.5KW-380/460V～，工控机1的型号为：IPC-810E。

本实用新型的工作原理：

PLC基本单元2和模拟量输入模块5和温度调节模块6和第一PT型热电阻温度输入模块7、第二PT型热电阻温度输入模块8和模拟量输出模块9组成一个完整的PLC控制系统。

例如当前启动设备，通过操作面板4的设定界面把温度设定为50摄氏度，湿度设定为50％，此时通过第一PT型热电阻温度输入模块7、第二PT型热电阻温度输入模块8上连接的多个第一仓内温度传感器20和多个第二仓内温度传感器21检测到舱内温度实际值为30摄氏度，通过模拟量输入模块5上连接的舱内湿度、压力、风速传感器组18检测到舱内的湿度实际值为30％，温度及湿度均不符合设定值，经过PLC控制系统内部运算后，PLC控制系统通过温度调节模块6控制加热加湿系统17开始工作，工作过程中通过处于舱内不同位置的传感器检测到的结果送到模块接口，经过内部运算后，把调整值通过模拟量输出模块9传递给第一变频器10、第二变频器11、第三变频器 12的模拟量信号输入端口来控制排气风机13、循环风机14和进气风机15的转速，同样，如果设置温度低于当前舱内温度，需要通过降温调节，根据逻辑解读的结果PLC控制系统就会自动接通压缩机16，通过制冷来调节温度，调节过程中温度的变化通过第一PT型热电阻温度输入模块7、第二PT型热电阻温度输入模块8上所连接的多个第一仓内温度传感器20和多个第二仓内温度传感器21测得，舱内湿度、压力、风速传感器组18通过模拟量输入模块5再送回给PLC基本单元2，以达到实时调节的目的。

尾气风机13用途是在汽车进行实验的时候有时需要发动车后进行实验，但是这时就会存在汽车尾气的有毒气体，所以就需要把尾气排出去，这样就用到尾气风机13工作了，但是如果车辆不需要启动做实验就不用开动了，尾气风机13只有在汽车发动做实验有尾气产生的时候才会开动。

循环风机14是往舱内送新风的时候首先会经过加热系统，这样就把热风吹进舱内了。

进气风机15和循环风机14只要开始做实验就需要开动起来。

模拟量输出模块9的作用是用于尾气风机13、循环风机14和进气风机 15的风速给定。

本实用新型的控制方法：

1、根据各种受控设备的自身特点，结合现场设备的实际情况根据所具备的控制系统包含的具体内容进行系统改造，搭建包含有远程功能模块的控制系统，根据设备远程控制的需要和系统中原有功能进行对比，增加实现网络远程通信所需硬件设置。

2、使用操作软件编辑监测与控制程序，细化设置触发条件。

3、建立变量文件，根据需要建立变量文档并确认变量数据类型，同时根据设备原有控制系统的中央控制装置设置对接程序，设置过程中需要注意IO 设备类型的选择。

4、条件报警编辑器中编辑报警信息内容，根据不同级别的报警类型设置不同的反应程序，会自动选择首先通知对象，同时根据设备需要在编辑过程中要考虑到远程控制的突发状况，设置保护程序中的极限条件。

5、用户级别确认，为确保安全效率设置了用户级别程序，分别为直接维修人员、设备直管人员和维修部门负责人，这三级用户的权限不同通知的次序也存在差别，故障发生后设定好的控制系统会根据编辑好的顺序逐一执行，属于主动发送，通知的方式有信息和电话语音两种形式，同时定义了只要用户接收到通知后在规定时间内回复确认信息，系统就不会再执行顺序通知，通知的操作在收到确认信息后立即停止。

6、用户可以随时通过登录网页、手机短信和手机APP这几种方式和智能控制系统取得联系，直接在线监测设备的状态信息，同时维修和设备直管人员也可以通过这几种方式对设备进行远程控制，相关的控制程序已经建立并存储在控制系统中。

7、用户可以随时通过登录网页及手机APP等多种方式与远程系统取得联系，并可以很直观地进行相关数据的远程读取，包括各种机房、高压泵站和变电所等的能耗数据也可以通过这种方式很方便的获得，

8、通过组建完毕的带有远程监控功能的控制系统，可以很方便的实现设备的远程监测与控制，例如在设备运行过程中出现压缩机16过热报警的故障时，PLC基本单元2通过远程单元3这个已经建立的远程通信网络向登记的所有手机发出该故障信息，如果被通知手机超时没有回复确认信息，系统会自动拨打手机以语音通知故障情况，同时登陆网站也可以看到压缩机故障报警的设备信息。如果需要了解目前设备相关参数，例如湿度，可以登录网站或手机APP直接观察也可以通过编辑手机短信，用定义的格式发出查询要求“查询，湿度”，系统会在极短时间内通过远程单元3发送给查询者本人湿度，同样，也可以直接登录网站观看数据。对于运行中的设备也可以通过远程控制来中断，例如在压缩机16控制程序中增加远程操作触点，这个触点就是用于远程操作的，经过授权的操作者输入身份确认登录网站或者手机 APP对这个地址就可以直接进行远程操作来改变设备的状态。包括设备的启动和停止都可以。

Claims (3)

1.一种实现设备的远程监测与控制系统，其特征在于：包括工控机(1)、PLC基本单元(2)、远程单元(3)、操作面板(4)、模拟量输入模块(5)、温度调节模块(6)、第一PT型热电阻温度输入模块(7)、模拟量输出模块(9)、尾气调速变频器(10)、循环调速变频器(11)、进气调速变频器(12)、尾气风机(13)、循环风机(14)、进气风机(15)、压缩机(16)、加热加湿系统(17)、湿度、压力、风速传感器组(18)、多个第一仓内温度传感器(20)和远程控制装置(22)，PLC基本单元(2)与远程单元(3)、工控机(1)、压缩机(16)和操作面板(4)通过RS485通信网络连接，PLC基本单元(2)与远程控制装置(22)通过网络互连，PLC基本单元(2)与模拟量输入模块(5)、温度调节模块(6)、第一PT型热电阻温度输入模块(7)、第二PT型热电阻温度输入模块(8)和模拟量输出模块(9)按序连接，模拟量输入模块(5)与舱内的湿度、压力、风速传感器组(18)连接，温度调节模块(6)与加热加湿系统(17)连接，第一PT型热电阻温度输入模块(7)与多个第一仓内温度传感器(20)连接，模拟量输出模块(9)分别与尾气调速变频器(10)、循环调速变频器(11)和进气调速变频器(12)连接，尾气调速变频器(10)与尾气风机(13)连接，循环调速变频器(11)与循环风机(14)连接，进气调速变频器(12)与进气风机(15)连接。

2.根据权利要求1所述的一种实现设备的远程监测与控制系统，其特征在于：远程控制装置(22)为手机APP或者电脑上位机。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种实现设备的远程监测与控制系统，其特征在于：第一PT型热电阻温度输入模块(7)与模拟量输出模块(9)之间连接有第二PT型热电阻温度输入模块(8)，第二PT型热电阻温度输入模块(8)与多个第二仓内温度传感器(21)连接。

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