[发明专利]基于物联网的泵站测控信息智能终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种泵站设备各种工作参数的自动采集、实时数据传送、智能控制、自动化控制的基于物联网的泵站测控信息智能终端。

背景技术

目前泵站自动化控制技术是利用计算机技术、现代电子技术、网络通讯技术和信息处理技术实现对泵站主机设备（水泵、电动机）和辅助设备（包括电气一次设备、辅助动力设备、电动阀门等）进行自动控制、测量、调节等。就目前而言，自动化控制不仅独立系统要安全可靠，而且各子系统间要相互交换信息，数据共享，协调完成泵站相关设备的自动监视、控制、调节任务。

目前泵站设计及应用中，在自动化控制及远程测控领域虽已呈现百花齐放，但归纳起来主要以计算机系统或工控机系统及其所附的软件开发应用平台为后台，现场PLC或分布的DCS仪表系统为主站系统所构成。由于泵站涉及的主泵电机拖动设备、各类电动阀门调节装置、因工艺不同所辅属的动力设备以及因应用领域的不同决定了自动化控制现状的多样性，因而表现出诸多弊端或不足：第一，基于PLC的系统控制，对PLC硬件及扩展线路的依赖性比较强，当PLC系统出现故障时，诊断和维修处理复杂，往往会直接影响整个泵站系统的使用。第二，无论是PLC控制还是分步式的DCS控制对整个系统数据信息的采集和处理是逐级进行的，实时性相对较差，特别是对重大、重要、涉及安全指标的信息的处理；第三，无论是后台控制程序设计还是PLC程序设计的专用性较强，往往是面对整个工程面的广泛的整套的设计，而针对泵站系统所及进行的程序设计的通用性以及专一性较差。第四，传统的泵站系统中央控制室的设计多数仅限于现场数据信息的采集、监视、管理，而对现场设备管理、控制相对较差。所以，设计一种针对泵站系统的专一的、可编程设置的、以现场控制为核心的、数据采集实时性能高的、远程测控于一体的基于物联网的泵站测控信息智能终端成为本发明的主导思想。

发明内容

本发明提供了一种基于物联网的泵站测控信息智能终端，集中目前各技术领域优势，结合泵站系统当前设备及工艺应用现状，以成熟的嵌入式触摸屏为系统控制的核心，采用先进的模块化的图文组态技术、独特高效的单片机系统程序设计思想，通过触摸屏程序和人机界面平台对泵站系统的主泵电动机、一次电气设备（启动器）、出口电动调节法、进口电动阀、引水电磁阀等设备现场数据信息进行采集、智能判断与处理、执行等操作，实现泵站自动化智能控制；同样，借助高度集成的通讯模块连接泵站现场和计算机后台，进行二者之间数据信息的远程交互，达到对泵站系统进行实时远程测控的目的。

一种基于物联网的泵站测控信息智能终端，包括嵌入式触摸屏和分别与其相连接的数字信号采集板、模拟信号采集板、数据存储器、通讯模块和扩展输出板，通过利用泵站设置的现场电压、电流、功率因数、温度、压力、流量、振幅、液位各传感器，将泵站主泵电机的电压、电流、功率因数、线匝温度、主泵电机和主泵轴承温度、振动幅度、主泵进、出口压力、出水流量、进出口液位各信号通过模拟信号采集板和数字信号采集板实时采集到嵌入式触摸屏，所述嵌入式触摸屏的处理器采用单片机。

所述数据存储器采用256K的数据存储器。

所述通讯模块集成了INTERNET网络接口、LORA无线通讯接口、CAN通讯接口，用于互联群控之需要。

所述模拟信号采集板至少包括8路模拟量信号的输入，用于电压、电流、压力、流量的传感器信号输入；至少包括2路温度信号的输入；至少包括3路涉及X/Y/Z轴的振幅检测信号的输入。

所述数字信号采集板用于现场离散信号的采集，保证各离散工作状态的自检测或强制输入。

所述扩展输出板用于连接泵站现场各执行器，包括主泵电机、进水阀、出水阀、引水电磁阀、声光报警，所述扩展输出板至少包括8路数字量输出，至少包括1路4-20mA模拟量输出

本发明的功能包括：

采集功能：可监测管道流量、水池及河道液位、雨量传感器数据、（管道、箱体等）压力、采集位置、运行状态，温度、振动等传感器信号，泵站供电参数（包括：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、用电量、谐波分析等），采集一次设备供电状态和箱门开关状态。

控制功能：支持自动控制、远程控制。

远程测控功能：支持RJ45接口网络通讯、LORA无线通讯、CAN接口通讯；可远程参数设置、程序升级。

手机管理：支持手机APP客户端移动监控管理设备。

报警功能：监测数据越限，立即上报告警信息。

存储功能：本机循环存储监测数据，掉电不丢失。

逻辑编程设置和画面组态功能，适用于泵站不同的工艺配置。