CN217560698U - 一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其包括信号采样模块和I/O网关模块；采样模块包括设置在水冷系统管路上的传感器，传感器的采集端采集水冷系统管路上的模拟量；I/O网关模块包括I/O模块和网关模块；I/O模块包括模拟信号输入端和数字信号输出端，模拟信号输入端电连接至传感器的发射端，用于接收并将传感器采集的模拟量转换为数字量；网关模块包括信号接收端、信号发射端和数据集中协议单元，信号接收端电连接至数字信号输出端，信号发射端电连接至远程控制器，数据集中协议单元将信号接收端接收到的数字量集中转换后发送至远程控制器；具有信号现场采集，处理转换为集中协议信息，现场总线远程传输的特点。

Description

一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置

技术领域

本申请涉及感应电炉水冷系统的领域，尤其是涉及一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置。

背景技术

感应电炉是大功率用电设备，其上许多元器件由于通过较大电流，产生很大热量，需要通过水冷散热解决冷却问题。对多个部件通水冷却并检测进出水相关参数的系统就是感应电炉的水冷系统。

传统的水冷系统信号采集传输方式为：从水冷系统管路上的流量计、压力变送器、温度变送器等传感器上取得标准变送信号，通过电缆连接到布置较远的主站的PLC信号模块上。

这种信号采集方式的弊端主要有：1.现场布线凌乱且容易信号混乱：因为水冷系统中需要冷却的元器件非常多，且分布在工作室多个位置，可以想象从多处引线到远控主站端布线工作非常困难。非常容易导致现场布线凌乱且容易出错。2.工作量大：由于每个信号均需布线到位置较远的远控主站处，工作量是非常惊人的。3.系统成本高：诸多信号从冷却系统的管路上引至较远的主站端的PLC模块上，用电缆成本高，同时最重要的是信号引至主站的PLC模块上，每路信号都需要占用PLC模块的一个模拟通道。这样造成PLC模拟量模块的装机数量增加，成本增加。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置。

本申请提供的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置采用如下的技术方案：

一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，包括电连接的信号采样模块和I/O网关模块；

所述信号采样模块包括传感器，所述传感器设置在水冷系统管路上，所述传感器包括采集端和发射端，所述传感器的采集端用于采集所述水冷系统管路上的模拟量；

所述I/O网关模块包括I/O模块和网关模块；

所述I/O模块包括模拟信号输入端和数字信号输出端，所述模拟信号输入端电连接至所述传感器的发射端，用于接收并将所述传感器采集的模拟量转换为数字量；

所述网关模块包括信号接收端、信号发射端和数据集中协议单元，所述信号接收端电连接至所述数字信号输出端，所述信号发射端电连接至远程控制器，所述数据集中协议单元用于将所述信号接收端接收到的数字量集中转换后发送至所述远程控制器。

通过采用上述技术方案，由于在实际使用的过程中，水冷系统中需要监测的不止一路数据，尤其在多路数据繁多的情况下，I/O模块首先将采集到的模拟量转换成数字量，在通过网关模块中的数据集中协议单元按照设定的协议，将数据进行集中转换或者整合成一串字符，然后发送至远程控制器，实现对水冷系统管路的模拟信号的采集；集中整合发送的多组数据相较于多路信息单独发送至远程控制器的方式，使得信息不容易出现混乱，能够一一对应；此外，该方式还减少了现场线缆的布置，节约了资源，降低了成本。

作为优选，所述传感器设置有至少一种，所述I/O网关模块设置有至少一个，所述传感器的种类与所述I/O网关模块的数量一一对应；若所述I/O网关模块为多个，所述I/O网关模块串联。

通过采用上述技术方案，串联的方式，将多个数字信号按照设定的协议，通过一根现场总线发送至远程控制器上，从而减少了现场布线，降低了成本。

作为优选，所述传感器的数量大于一个，且分布于所述水冷系统的不同位置。

通过采用上述技术方案，同种传感器可放置在水冷系统管路上的不同位置进行模拟信号采集。

作为优选，所述水冷系统管路上的同一位置设置有多种不同的传感器。

通过采用上述技术方案，同一位置上的不同的多种不同的传感器可以采集水冷系统管路上同一位置的不同模拟信号，从而更加科学地对水冷系统进行模拟信号的采集。

作为优选，不同种类的所述传感器包括流量计、压力变送器和温度变送器。

通过采用上述技术方案，流量计用于采集水冷系统管路的进回水流量；压力变送器用于采集水冷系统管路的进回水压力；温度变送器用于采集水冷系统管路的进回水温度。

作为优选，所述远程控制器为PLC远程控制器、MCU或工业计算机。

通过采用上述技术方案，PLC远程控制器接收串联的I/O网关模块输出的信号，接入进水流量、进水压力、回水温度信号，可实现对水冷系统的远程控制。

作为优选，装置还包括供电模块，所述供电模块的输出端电连接至所述I/O网关模块，用于为所述I/O网关模块提供电源。

通过采用上述技术方案，供电模块起到供电的作用。

作为优选，装置还包括箱体，所述供电模块、所述信号采样模块和所述I/O网关模块设置于所述箱体内。

通过采用上述技术方案，箱体用于装配上述模块。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

信号准确；由于信号最终通过协议传输，所以信号整理校核在软件中调整，可以做到一一对应，信号不容易混乱；

信号采集器现场布置，信号线缆距离短，布线简单美观；由于布线简单，现场工作量少；

配置信号现场采集器成本低廉。

附图说明

图1是本申请实施例的工作原理图。

附图标记：1、供电模块；2、信号采样模块；3、I/O网关模块。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置。参照图1，

一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，包括电连接的供电模块1、信号采样模块2、I/O网关模块3和用于装配上述模块的箱体。

供电模块1，用于为I/O网关模块3提供电源。信号采样模块2用于采集水冷系统的进回水的各种模拟量。I/O网关模块3负责将水冷系统的进回水模拟量信号接入，同时将这些模拟信号处理转换为集中的协议信息，最后通过现场总线连接到远程控制器的总线接口上。本申请中远程控制器配置为PLC远程控制器、MCU或工业计算机，本申请中采用PLC远程控制器。

供电模块1选用输入交流220V，输出直流24V，功率100W的开关电源。

信号采样模块2包括多种传感器，用于采集水冷系统管路上不同的模拟量。为了现场采集水冷系统进回水信号的流量、水压力和水温度，本申请中传感器设置有流量计、压力变送器和温度变送器。水冷系统中的流量计、压力变送器、温度变送器工作时输出4-20mA标准信号。现场需要采集的水冷系统进回水信号为进水流量8路，模拟量4-20mA信号；进水压力8路，模拟量4-20mA信号；回水温度8路，模拟量4-20mA信号。其中，上述8路可分别为水冷系统管路上的不同位置。

I/O网关模块3包括I/O模块和网关模块。I/O模块包括模拟信号输入端和数字信号输出端，模拟信号输入端电连接至传感器的发射端，用于接收并将传感器采集的模拟量转换为数字量。网关模块包括信号接收端、信号发射端和数据集中协议单元，信号接收端电连接至数字信号输出端，信号发射端电连接至远程控制器，数据集中协议单元用于将信号接收端接收到的数字量集中转换后发送至远程控制器。

I/O网关模块3选用VM3209A型就地I/O模块，该模块可将8路4-20mA标准模拟量信号接入，转换为标准的PROFINET协议，通过自带的工业以太网口和通信网线接入远端PLC远程控制器的PROFINET工业以太网，可配置3台该模块，分别负责进水流量、进水压力、回水温度信号的接入。

信号采集模块2将水冷系统中的流量计、压力变送器、温度变送器工作时输出4-20mA的标准信号接入I/O网关模块3的输入端，I/O网关模块3将上述信息经过处理转换为标准的协议信息，这些协议信息在通过RJ45通信网线远程传输到PLC远程控制器。特别的，传感器的种类与I/O网关模块3的数量一一对应，针对多组模拟信号可配置多台I/O网关模块3，这些I/O网关模块3的协议信息输出网口首尾相连，即采用串联的方式，最后通过一根通信网线接入PLC远程控制器。

本申请实施例一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置的实施原理为：将水冷系统中的流量计、压力变送器、温度变送器采集到的模拟量，经I/O网关模块3进行数据处理。采用多台I/O网关模块3串联的方式，且利用通信协议实现数据的转换，最终通过一根通信网线传输至PLC远程控制器，实现数据的采集和传输。

本实用新型，主要优点如下：

1.信号采集装置现场布置，信号线缆距离短，布线简单美观；

2.由于布线简单，现场工作量少；

3.相对于PLC远程控制器信号模块的增加，配置信号就地采集装置成本低廉。

4.信号准确。由于信号最终通过协议传输，所以信号整理校核在软件中调整，可以做到一一对应，信号不容易混乱。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：包括电连接的信号采样模块（2）和I/O网关模块（3）；

所述信号采样模块（2）包括传感器，所述传感器设置在水冷系统管路上，所述传感器包括采集端和发射端，所述传感器的采集端用于采集所述水冷系统管路上的模拟量；

所述I/O网关模块（3）包括I/O模块和网关模块；

所述I/O模块包括模拟信号输入端和数字信号输出端，所述模拟信号输入端电连接至所述传感器的发射端，用于接收并将所述传感器采集的模拟量转换为数字量；

所述网关模块包括信号接收端、信号发射端和数据集中协议单元，所述信号接收端电连接至所述数字信号输出端，所述信号发射端电连接至远程控制器，所述数据集中协议单元用于将所述信号接收端接收到的数字量集中转换后发送至所述远程控制器。

2.根据权利要求1所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：所述传感器设置有至少一种，所述I/O网关模块（3）设置有至少一个，所述传感器的种类与所述I/O网关模块（3）的数量一一对应；若所述I/O网关模块（3）为多个，所述I/O网关模块（3）串联。

3.根据权利要求2所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：所述传感器的数量大于一个，且分布于所述水冷系统的不同位置。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：所述水冷系统管路上的同一位置设置有多种不同的传感器。

5.根据权利要求3所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：不同种类的所述传感器包括流量计、压力变送器和温度变送器。

6.根据权利要求5所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：所述远程控制器为PLC远程控制器、MCU或工业计算机。

7.根据权利要求1所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：装置还包括供电模块（1），所述供电模块（1）的输出端电连接至所述I/O网关模块（3），用于为所述I/O网关模块（3）提供电源。

8.根据权利要求7所述的一种用于感应电炉水冷系统的信号现场采集装置，其特征在于：装置还包括箱体，所述供电模块（1）、所述信号采样模块（2）和所述I/O网关模块（3）设置于所述箱体内。

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