CN216310593U - 一种在线检测无线远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在线检测无线远程控制系统，包括设置在每个监测点的除尘站烟气排放在线检测系统，控制系统还包括无线传输发射系统、无线传输接收系统、可编程逻辑控制单元PLC、人机交互模块；除尘站烟气排放在线检测系统的输出端连接无线传输发射系统，用于将采集到的除尘站烟气排放数据经过无线数据发射系统以无线信号形式发送出去；无线数据接收系统用于接收无线数据发射系统发出的无线信号，其输出端连接可编程逻辑控制单元PLC；可编程逻辑控制单元PLC的输出端连接人机交互模块，用于将每个监测点采集的数据通过人机交互模块进行显示监控。本申请简单高效的实现了多个除尘排放监测点的数据监控，且减少人力，监控更加便捷。

Description

一种在线检测无线远程控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业监控领域，特别涉及一种用于工业烟尘排放的在线检测无线远程控制系统。

背景技术

当前，国家对环保要求越来越严，企业内除尘设施的环保数据监测系统是环境保护中的重要环节。在钢铁、发电、化工等高耗能企业生产过程中，车间内除尘装置数量多，距离远，除尘装置烟气排放的气体污染物、颗粒物等的信号采集以现场分散采集为主，这种传统的环境监管方式效果差，无法汇集需要人工一个个排查查看，人力成本偏高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在线检测无线远程控制系统，用于实现将分散的气体监测点进行采集汇总集成中监控，且采用无线传输减少布线成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种在线检测无线远程控制系统，包括设置在每个监测点的除尘站烟气排放在线检测系统，所述控制系统还包括无线传输发射系统、无线传输接收系统、可编程逻辑控制单元PLC、人机交互模块；

所述除尘站烟气排放在线检测系统的输出端连接无线传输发射系统，用于将采集到的除尘站烟气排放数据经过无线数据发射系统以无线信号形式发送出去；

所述无线数据接收系统用于接收无线数据发射系统发出的无线信号，其输出端连接可编程逻辑控制单元PLC；所述可编程逻辑控制单元PLC的输出端连接人机交互模块，用于将每个监测点采集的数据通过人机交互模块进行显示监控。

所述除尘站烟气排放在线检测系统包括在线检测仪表，所述在线检测仪表通过屏蔽电缆与无线传输发射系统连接。

所述在线检测仪表包括传感器、处理器，所述传感器用于采集监测点处的监控数据，其输出端连接处理器，所述处理器用于将采集的数据经过无线传输发射系统发射出去。

所述处理器与时间设定模块连接，所述时间设定模块用于设定处理器周期启动工作的周期时间。

所述无线传输发射系统、无线传输接收系统均集成有无线通信芯片，用于实现数据交互通信。

所述无线通信芯片包括物联网芯片、2G、3G或4G通信芯片。

所述可编程逻辑控制单元PLC与存储单元连接，用于存储每个监测点采集的数据。

所述可编程逻辑控制单元PLC中预先设置监控参数报警阈值，所述可编程逻辑控制单元的输出端连接报警模块，用于在监控参数大于报警阈值后发出报警信号。

所述在线检测仪表包括除尘流量传感器、含氧量传感器、烟气浓度传感器、氮氧化物浓度传感器、烟尘温度传感器、管道压力传感器中的一个或多个。

本发明的优点在于：通过无线网络的搭建实现数据的无线传输汇集到PLC 中进行统一的管理和报警，简单高效的实现了多个除尘排放监测点的数据监控；预先设置报警阈值，在达到报警阈值后自动报警，可以及时发现排放数据异常，报警提醒可以减少人工监控的疏忽，报警更加准确可靠；设置多种报警数据的检测，监控数据更加全面；定时周期启动发送数据，功耗低且能够满足监控的需求。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型远程监控系统的结构原理图。

上述图中的标记均为：1、上位机，2、PLC，3、无线传输接收端，4、无线传输发射端，5、在线检测仪表，6、以太网，7、控制屏蔽电缆。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本申请针对现有技术钢铁、发电、化工等领域生产过程中需要进行排放监控，改人工监控每一个监测点数据为自动监控，并实现无线传输数据进行集中远程控制，这种无线集中控制不需要现场敷设电缆，仅需要物联网芯片进行无线网络传输数据即可实现，有效降低人力成本，降低不可控因素，减少环保事故的发生。其目的是对多处除尘装置实现无线远程集中监测控制，包括除尘站烟气排放在线检测系统、无线传输发射系统、无线传输接收系统、逻辑控制单元和在线实时监控系统；除尘站烟气排放在线检测系统设在线检测仪表；无线传输发射系统设无线信号发射端；无线传输接收系统设无线信号接收端；逻辑控制单元设PLC；在线实时监控系统设上位机；除尘站在线检测系统在线检测仪表与无线传输发射系统无线信号发射端通过控制屏蔽电缆进行连接，无线传输接收系统设无线信号接收端与逻辑控制单元设PLC通过控制屏蔽电缆进行连接。 PLC通过以太网与上位机连接。在本实用新型涉及的PLC中，设有在线检测仪表信号的存储单元，设有对除尘装置进行准确控制的数字量输出模块。

本实用新型采用上述技术方案，除尘站烟气排放在线检测信号接入无线模拟量信号传输器发射端，通过无线模拟量信号传输器接收端，接入PLC控制系统，用于监控多个除尘站在线排放情况。通过此种无线监控方式代替人工现场观看，大大减少工人的劳动强度，有利于提高生产效率，节约成本，进而也大大提高了系统的可靠性。

如图1所示，一种在线检测无线远程控制系统，包括设置在每个监测点的除尘站烟气排放在线检测系统、无线传输发射系统、无线传输接收系统、可编程逻辑控制单元PLC、人机交互模块；

其中除尘站烟气排放在线检测系统的输出端连接无线传输发射系统，用于将采集到的除尘站烟气排放数据经过无线数据发射系统以无线信号形式发送出去；

无线数据接收系统用于接收无线数据发射系统发出的无线信号，其输出端连接可编程逻辑控制单元PLC；可编程逻辑控制单元PLC的输出端连接人机交互模块，用于将每个监测点采集的数据通过人机交互模块进行显示监控。

其中除尘站烟气排放在线检测系统包括在线检测仪表，在线检测仪表通过屏蔽电缆与无线传输发射系统连接，在线检测仪表包括传感器、处理器，传感器用于采集监测点处的监控数据，其输出端连接处理器，处理器用于将采集的数据经过无线传输发射系统发射出去。传感器为多种用于检测除尘装置烟气排放处不同的信号数据，处理器可以采用具备数据处理的控制器如单片机进行实现，一般监控仪表直接集成有处理器和传感器为一体。传感器包括有除尘流量传感器、含氧量传感器、烟气浓度传感器、氮氧化物浓度传感器、烟尘温度传感器、管道压力传感器中的一个或多个，用于分别检测除尘流量、含氧量、烟气浓度、氮氧化物浓度、烟尘温度、管道压力等数据，并可以上传至PLC中进行监控和报警。

在一个优选的实施例中，处理器与时间设定模块连接，时间设定模块用于设定处理器周期启动工作的周期时间。时间定时模块为4*4按键，用于手动输入设定的周期运行时间，处理器周期启动工作采集数据并上传，这种方式可以使得处理器周期运行从而减少能量消耗，延长处理器的寿命。

在本申请中，在线检测仪表一般设置在除尘装置侧来检测尾气等，为了使得除尘装置与在线检测仪表同步工作，将除尘装置的工作电源引出接线端子经过 DCDC模块、稳压模块后送入到在线检测仪表的供电输入端，这样当除尘装置断电不工作时(如对应的生产停止其气体排放口暂停，则需要关闭除尘装置)，这样就可以保证在线检测仪表和除尘装置的同步工作，再加上周期工作，大大减少能耗，使得在线检测仪表消耗更少、延长寿命且不影响正常数据的采集。

无线传输发射系统、无线传输接收系统是本申请的无线集中数据监控的核心，均集成有无线通信芯片，用于实现数据交互通信。无线通信芯片包括物联网芯片、2G、3G或4G通信芯片、Iot等芯片，主要用于实现多个分散的监测点的数据传输汇总到PLC中进行监控；

可编程逻辑控制单元PLC采用逻辑控制单元选用西门子PLCS7-1200的PLC 控制器，用于实现数据的监控和处理。PLC控制器与人机交互模块连接，用于将数据进行处理后进行展示、报警等，人机交互模块包括但不限于显示屏、触控屏、报警器、指示灯等，主要是实现数据的显示和在超过设定阈值时的报警。

可编程逻辑控制单元PLC与存储单元连接，用于存储每个监测点采集的数据。PLC中设有电源模块用于对其进行供电，电源模块为恒压电源保证供电电压的稳定性，保证PLC的正常工作。PLC内部包括中央处理器CPU模块、模拟量输入模块、数字量输入模块和数字量输出模块，用于实现数据的处理和输出控制。

PLC控制器通过以太网连接上位机，用于将数据发送至上位机进行显示、监控，上位机可以通过上位机软件如上位机WINCC画面进行数据的展示和报警等。

在本申请中，可编程逻辑控制单元PLC中预先设置监控参数报警阈值，可编程逻辑控制单元的输出端连接报警模块，用于在监控参数大于报警阈值后发出报警信号。如设置有温度阈值，当温度大于温度阈值时，则对应的发出温度报警信号；设置烟气浓度阈值时，当烟气浓度大于设定阈值时，则发出烟气浓度报警信号；报警模块可以采用声光报警器、蜂鸣器、指示灯等报警方式。

本申请主要改进点在于多个监测点的集中监控，以三个监测点为例进行说明，包括1#除尘站、2#除尘站和3#除尘站三个监测点，如图1所示，本实用新型所提供的在线监测无线远程控制系统包括三处除尘站烟气排放在线检测系统 (分别设置在1#除尘站、2#除尘站和3#除尘站)、无线传输发射系统、无线传输接收系统和逻辑控制单元；除尘站烟气排放在线检测系统设在线检测仪表；无线传输发射系统设无线信号发射端；无线传输接收系统设无线信号接收端；逻辑控制单元设有PLC控制器；在线实时监控系统设上位机；除尘站在线检测系统在线检测仪表与无线传输发射系统无线信号发射端通过控制屏蔽电缆进行连接，无线传输接收系统设无线信号接收端与逻辑控制单元设PLC通过控制屏蔽电缆进行连接。PLC通过以太网与上位机连接。

本申请系统中包括五个部分：一是在线检测部分；二是无线信号发射部分；三是无线信号接收部分；四是逻辑控制单元部分，整个控制系统的核心部分，即可编程序逻辑控制器PLC。PLC置于操作室内，保证了控制器与输入/输出系统间的顺畅通信。结合除尘设施的电气设备应用情况，考虑到生产所需备件及网络通讯情况，逻辑控制单元选用西门子PLCS7-1200。

1#除尘站、2#除尘站和3#除尘站均通过无线传输发射端发射信号与无线传输接收端连接，并接入PLC。PLC通过以太网与上位机连接。上位机均采集PLC 内部信号，根据设定的各种状况对应的程序，执行监测运行。

本实用新型采用自动控制系统，每个除尘站的检测信号包括除尘流量、含氧量、烟气浓度、氮氧化物浓度、烟尘温度、管道压力等均可在上位机WINCC 画面内进行显示，出现超标情况将可进行报警提示。

故障检测：PLC通过采集到各系统工作状态的数据，通过设定阈值进行判断系统各部分是否处于正常工作状态。当检测到系统故障时，PLC将根据检测到的故障及目前的工作状态进行相应的保护和报警提示，故障提示在人机界面的故障诊断画面内。丰富的故障诊断功能，在系统中设置多达数十种的故障诊断与报警，任何常见故障都可被准确地判断出来，使系统的维护工作量大大减少。

综上所述，本实用新型的在线监测无线远程控制系统采用简单开环控制实现了对除尘装置排放的气体污染物、颗粒物等的实时监测，既简化了程序，又提高了系统的安全性和可靠性。所有控制通过无线传输来实现，有效避免过长的输入/输出过程量被外界干扰，设备维护简易方便，可保持长期稳定工作，降低不可控因素，减少环保事故的发生。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在线检测无线远程控制系统，包括设置在每个监测点的除尘站烟气排放在线检测系统，其特征在于：所述控制系统还包括无线传输发射系统、无线传输接收系统、可编程逻辑控制单元PLC、人机交互模块；

所述除尘站烟气排放在线检测系统的输出端连接无线传输发射系统，用于将采集到的除尘站烟气排放数据经过无线数据发射系统以无线信号形式发送出去；

所述无线数据接收系统用于接收无线数据发射系统发出的无线信号，其输出端连接可编程逻辑控制单元PLC；所述可编程逻辑控制单元PLC的输出端连接人机交互模块，用于将每个监测点采集的数据通过人机交互模块进行显示监控。

2.如权利要求1所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述除尘站烟气排放在线检测系统包括在线检测仪表，所述在线检测仪表通过屏蔽电缆与无线传输发射系统连接。

3.如权利要求2所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述在线检测仪表包括传感器、处理器，所述传感器用于采集监测点处的监控数据，其输出端连接处理器，所述处理器用于将采集的数据经过无线传输发射系统发射出去。

4.如权利要求3所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述处理器与时间设定模块连接，所述时间设定模块用于设定处理器周期启动工作的周期时间。

5.如权利要求1所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述无线传输发射系统、无线传输接收系统均集成有无线通信芯片，用于实现数据交互通信。

6.如权利要求5所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述无线通信芯片包括物联网芯片、2G、3G或4G通信芯片。

7.如权利要求1所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制单元PLC与存储单元连接，用于存储每个监测点采集的数据。

8.如权利要求1所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制单元PLC中预先设置监控参数报警阈值，所述可编程逻辑控制单元的输出端连接报警模块，用于在监控参数大于报警阈值后发出报警信号。

9.如权利要求2所述的一种在线检测无线远程控制系统，其特征在于：所述在线检测仪表包括除尘流量传感器、含氧量传感器、烟气浓度传感器、氮氧化物浓度传感器、烟尘温度传感器、管道压力传感器中的一个或多个。

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