探究智能渦（wō）街（jiē）流量計遠程（chéng）監控（kòng）平台的設（shè）計
點擊次數：2103 發布時間：2021-01-06 11:47:54
摘要筆者介紹了智能渦街流量計遠程監控平台的設計。此（cǐ）平台實現了對智（zhì）能渦街流量計設備的遠程監控、遠程工（gōng）藝管理、遠程維護以及遠程報警管理。
前言
隨著社會的（de）高速發展，傳統製造業隨著智能製造不斷地升級換代，工業窯爐設備自動化（huà）程（chéng）度得到了飛速提（tí）高。在大大減（jiǎn）輕了人力的同時，控製係統複雜程度及設備本身安（ān）全性能化設計也越來越高。如何提升設（shè）備（bèi）利用率、加強設（shè）備維護維修（xiū）時效（xiào）性、簡化人工損耗越來越受到（dào）各個生（shēng）產企業的關注和重視（shì）。設備的遠程運行狀態監控、遠程工藝管理、遠程運維管理、遠程報警管理將成（chéng）為設備的（de）重要組成部分。
１ 需求
工業窯（yáo）爐燒成過程屬（shǔ）於一個時變性、大滯（zhì）後、多幹擾的熱工過程，並衍生（shēng）出多（duō）種多樣的複雜配套控製係統。一旦窯爐出（chū）現複雜的燒成或工藝故障，若（ruò）無專家幫助，很（hěn）難及時排除故障，從而影響生產正常進行，將會帶來不可預測的損失。智能渦街（jiē）流量計遠程監控平台實現了（le）遠程（chéng）監視該設（shè）備的（de）運行狀況，並可實現不受空間、時間限製（zhì）的操控該設備，從而完成了（le）遠程工（gōng）藝管理、遠（yuǎn）程運（yùn）維管理、遠程報警管理，為預防、處理此類故障提供（gòng）了*大（dà）的便利，節約了時間成本。
２ 平台架構
智能渦街流量計遠程（chéng）監控平台大致可分為４層。*一層為硬件設備控製層，*二層為設備數據通訊層，*三層為數據網絡傳輸（shū）層，*四層為數據遠程監控管理層（céng）（如圖１所示）。
２．１智能渦街流量計（jì）遠（yuǎn）程監控平台（tái）硬件設（shè）備層
在智能渦街流量計遠（yuǎn）程監控平台中，*一層完成了設（shè）備的所有動作（zuò）性能控製。加熱係統選用泰矽（xī）Ｔ７數顯設定調控器控製，集成了（le）ＰＩＤ控溫和ＲＳ４８５通訊（xùn）功能，配合熱電偶信號反饋，形成閉環控製，使（shǐ）設備（bèi）加熱過程得以（yǐ）精確控溫；傳動係統選用三（sān）菱變頻器控製，使回（huí）轉速度可以在（zài）一定範圍（wéi）內根據燒成工藝要（yào）求進行自（zì）由調整；進氣係統選用山武ＭＱＶ數字質量流（liú）量計控製，在物料反應或保（bǎo）護過程（chéng）中，可以（yǐ）精確控製氣體流量；升降、給出料（liào）等係統動作的控製，根據經濟性、可靠性、可擴（kuò）展性，具有以太網通訊（xùn）功能，選用西門子Ｓ７－２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ控製。
２．２智能渦街流量計遠程（chéng）監控平（píng）台設備數據通訊層
由（yóu）於工業窯爐設備的固有屬性，在設備現場必須有可靠的監視和控製平台，所以就地設置了觸摸（mō）屏來實現。觸（chù）摸屏是人機交（jiāo）互和信息傳輸、反饋的媒介，它實現了信息的（de）內部形式與用戶可以接受形式之間的轉換。為配（pèi）合平台的開（kāi）發，選用了ＭＣＧＳ觸摸（mō）屏，配有兩個ＲＳ４８５串口和一（yī）個１０／１００Ｍ自適應以太網接口。加熱係統的調功器（qì）、傳動係統的變頻器以及（jí）進氣係統的質子流量計（jì）通過ＲＳ４８５串口（kǒu）與ＭＣＧＳ觸摸屏通訊，而升降（jiàng）、給出料等係統的ＰＬＣ通過以太網與ＭＣＧＳ觸摸屏通訊（xùn），提取設備所有的數據。經過處理的數據，能夠提（tí）供智能渦街流量計設備的控製、程序、報警、溫度曲線（xiàn）、報警記錄及數據（jù）記錄功能，提供（gòng）更加便捷的（de）人機交互平台（tái），*大地方便（biàn）了現場人員對智（zhì）能渦街流量計的操控與管理（lǐ）。
２．３智能渦街流量計遠程（chéng）監控平台數據網絡（luò）傳輸層
智能渦（wō）街（jiē）流量計（jì）提取到的全部數據，由ＭＣＧＳ觸摸屏利用ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ／ＩＰ數據轉發協議，經過工業級交換機，傳輸（shū）給智能網關，再通過智能網關上傳（chuán）至雲平台端的數據服務器。網絡傳輸層（céng）選用的ＨＩＮＥＴＭ１１１Ｔ智（zhì）能網關，是一個集成多種互聯網通訊技術，其包含的３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等（děng）多種互聯網接（jiē）入方式。為設備的遠程信息化管理提供高（gāo）速便捷的安全（quán）通（tōng）訊鏈路，為（wéi）整（zhěng）個平台各功（gōng）能得以實現提供安全可靠的保障和基礎。
２．４智（zhì）能渦街流量計遠程監控平台數據（jù）遠程監控層
智能渦街流量計遠程監控平台的數據遠程監控層通過３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等多種（zhǒng）方式連接到互聯網中的（de）網絡服務器（qì），將（jiāng）本設備的所有數據（jù）提取出來，以組態的形式（shì），將設備的監控畫麵呈現在ＰＣ端、移動手機端。同時也實現了對ＰＬＣ等控製器的遠程程序更新、遠程故障診斷以及組態的遠程連接功能。在監控畫（huà）麵中，可以實時查看到智能（néng）渦街流量計各個溫區的設定溫度、實際溫度、轉速、進料量、出料產量、出料溫度、進氣流量、爐內壓力等工藝參數，也設置有曆史溫度曲線和數據報表功能。生產方可以根據實時（shí）的工藝參（cān）數分析出當前設備的運行狀態，判斷設備（bèi）是否正常運行，工藝工程是否符合當前要求。根據曆史（shǐ）曲線、數據方便的分析出以往設備全麵的運行狀態（tài），優化工藝過程。監（jiān）控（kòng）畫麵中（zhōng）還設有報警管（guǎn）理功能，記錄了設（shè）備所有（yǒu）異常狀態的內容、時（shí）間以及處理報警的時間，並（bìng）且能在報警的同時以發送（sòng）短信、微信推送等形式，通知相關人員（yuán）來進行及時的處理。在對於現場（chǎng）人員無法（fǎ）處理，需（xū）要修改智能渦街（jiē）流（liú）量計（jì）設備程序，以及需通過監控程序來（lái）查找故障原因的情況下，不（bú）需要工程師到達（dá）現場，在遠程就能完成程序的監（jiān）控、故障診斷、上（shàng）傳和下載，提高處（chù）理故障的效率（lǜ），降低設備維護成本（běn）。
３ 結論
筆者（zhě）通過采用互聯網通訊技（jì）術、工業ＲＳ４８５以及以太（tài）網通訊相結（jié）合的係統方式實（shí）現了對智能渦街流量計設備數據安全、快（kuài）捷的遠程采（cǎi）集和傳輸。智能渦街流量計遠程監控平台達（dá）到了（le）遠程監視該設備的運行狀況，並實現不受（shòu）空間、時間（jiān）限製的操控該設備，完成了遠程工（gōng）藝管理、遠程（chéng）運行維護管理、遠程報警管理，解決了遠（yuǎn）程程序上傳（chuán）、下載的問題。經過調試、生產證明了（le）平台的可行性，降低了設備的（de）售後維（wéi）護成本，並（bìng）*大地（dì）提高（gāo）了設備商的（de）服務效率和質（zhì）量，為設備安全（quán）正常運行提供（gòng）了多重保障。
前言
隨著社會的（de）高速發展，傳統製造業隨著智能製造不斷地升級換代，工業窯爐設備自動化（huà）程（chéng）度得到了飛速提（tí）高。在大大減（jiǎn）輕了人力的同時，控製係統複雜程度及設備本身安（ān）全性能化設計也越來越高。如何提升設（shè）備（bèi）利用率、加強設（shè）備維護維修（xiū）時效（xiào）性、簡化人工損耗越來越受到（dào）各個生（shēng）產企業的關注和重視（shì）。設備的遠程運行狀態監控、遠程工藝管理、遠程運維管理、遠程報警管理將成（chéng）為設備的（de）重要組成部分。
１ 需求
工業窯（yáo）爐燒成過程屬（shǔ）於一個時變性、大滯（zhì）後、多幹擾的熱工過程，並衍生（shēng）出多（duō）種多樣的複雜配套控製係統。一旦窯爐出（chū）現複雜的燒成或工藝故障，若（ruò）無專家幫助，很（hěn）難及時排除故障，從而影響生產正常進行，將會帶來不可預測的損失。智能渦街（jiē）流量計遠程監控平台實現了（le）遠程（chéng）監視該設（shè）備的（de）運行狀況，並可實現不受空間、時間限製（zhì）的操控該設備，從而完成了（le）遠程工（gōng）藝管理、遠（yuǎn）程運（yùn）維管理、遠程報警管理，為預防、處理此類故障提供（gòng）了*大（dà）的便利，節約了時間成本。
２ 平台架構
智能渦街流量計遠程（chéng）監控平台大致可分為４層。*一層為硬件設備控製層，*二層為設備數據通訊層，*三層為數據網絡傳輸（shū）層，*四層為數據遠程監控管理層（céng）（如圖１所示）。
２．１智能渦街流量計（jì）遠（yuǎn）程監控平台（tái）硬件設（shè）備層
在智能渦街流量計遠（yuǎn）程監控平台中，*一層完成了設（shè）備的所有動作（zuò）性能控製。加熱係統選用泰矽（xī）Ｔ７數顯設定調控器控製，集成了（le）ＰＩＤ控溫和ＲＳ４８５通訊（xùn）功能，配合熱電偶信號反饋，形成閉環控製，使（shǐ）設備（bèi）加熱過程得以（yǐ）精確控溫；傳動係統選用三（sān）菱變頻器控製，使回（huí）轉速度可以在（zài）一定範圍（wéi）內根據燒成工藝要（yào）求進行自（zì）由調整；進氣係統選用山武ＭＱＶ數字質量流（liú）量計控製，在物料反應或保（bǎo）護過程（chéng）中，可以（yǐ）精確控製氣體流量；升降、給出料（liào）等係統動作的控製，根據經濟性、可靠性、可擴（kuò）展性，具有以太網通訊（xùn）功能，選用西門子Ｓ７－２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ控製。
２．２智能渦街流量計遠程（chéng）監控平（píng）台設備數據通訊層
由（yóu）於工業窯爐設備的固有屬性，在設備現場必須有可靠的監視和控製平台，所以就地設置了觸摸（mō）屏來實現。觸（chù）摸屏是人機交（jiāo）互和信息傳輸、反饋的媒介，它實現了信息的（de）內部形式與用戶可以接受形式之間的轉換。為配（pèi）合平台的開（kāi）發，選用了ＭＣＧＳ觸摸（mō）屏，配有兩個ＲＳ４８５串口和一（yī）個１０／１００Ｍ自適應以太網接口。加熱係統的調功器（qì）、傳動係統的變頻器以及（jí）進氣係統的質子流量計（jì）通過ＲＳ４８５串口（kǒu）與ＭＣＧＳ觸摸屏通訊，而升降（jiàng）、給出料等係統的ＰＬＣ通過以太網與ＭＣＧＳ觸摸屏通訊（xùn），提取設備所有的數據。經過處理的數據，能夠提（tí）供智能渦街流量計設備的控製、程序、報警、溫度曲線（xiàn）、報警記錄及數據（jù）記錄功能，提供（gòng）更加便捷的（de）人機交互平台（tái），*大地方便（biàn）了現場人員對智（zhì）能渦街流量計的操控與管理（lǐ）。
２．３智能渦街流量計遠程（chéng）監控平台數據網絡（luò）傳輸層
智能渦（wō）街（jiē）流量計（jì）提取到的全部數據，由ＭＣＧＳ觸摸屏利用ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ／ＩＰ數據轉發協議，經過工業級交換機，傳輸（shū）給智能網關，再通過智能網關上傳（chuán）至雲平台端的數據服務器。網絡傳輸層（céng）選用的ＨＩＮＥＴＭ１１１Ｔ智（zhì）能網關，是一個集成多種互聯網通訊技術，其包含的３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等（děng）多種互聯網接（jiē）入方式。為設備的遠程信息化管理提供高（gāo）速便捷的安全（quán）通（tōng）訊鏈路，為（wéi）整（zhěng）個平台各功（gōng）能得以實現提供安全可靠的保障和基礎。
２．４智（zhì）能渦街流量計遠程監控平台數據（jù）遠程監控層
智能渦街流量計遠程監控平台的數據遠程監控層通過３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等多種（zhǒng）方式連接到互聯網中的（de）網絡服務器（qì），將（jiāng）本設備的所有數據（jù）提取出來，以組態的形式（shì），將設備的監控畫麵呈現在ＰＣ端、移動手機端。同時也實現了對ＰＬＣ等控製器的遠程程序更新、遠程故障診斷以及組態的遠程連接功能。在監控畫（huà）麵中，可以實時查看到智能（néng）渦街流量計各個溫區的設定溫度、實際溫度、轉速、進料量、出料產量、出料溫度、進氣流量、爐內壓力等工藝參數，也設置有曆史溫度曲線和數據報表功能。生產方可以根據實時（shí）的工藝參（cān）數分析出當前設備的運行狀態，判斷設備（bèi）是否正常運行，工藝工程是否符合當前要求。根據曆史（shǐ）曲線、數據方便的分析出以往設備全麵的運行狀態（tài），優化工藝過程。監（jiān）控（kòng）畫麵中（zhōng）還設有報警管（guǎn）理功能，記錄了設（shè）備所有（yǒu）異常狀態的內容、時（shí）間以及處理報警的時間，並（bìng）且能在報警的同時以發送（sòng）短信、微信推送等形式，通知相關人員（yuán）來進行及時的處理。在對於現場（chǎng）人員無法（fǎ）處理，需（xū）要修改智能渦街（jiē）流（liú）量計（jì）設備程序，以及需通過監控程序來（lái）查找故障原因的情況下，不（bú）需要工程師到達（dá）現場，在遠程就能完成程序的監（jiān）控、故障診斷、上（shàng）傳和下載，提高處（chù）理故障的效率（lǜ），降低設備維護成本（běn）。
３ 結論
筆者（zhě）通過采用互聯網通訊技（jì）術、工業ＲＳ４８５以及以太（tài）網通訊相結（jié）合的係統方式實（shí）現了對智能渦街流量計設備數據安全、快（kuài）捷的遠程采（cǎi）集和傳輸。智能渦街流量計遠程監控平台達（dá）到了（le）遠程監視該設備的運行狀況，並實現不受（shòu）空間、時間（jiān）限製的操控該設備，完成了遠程工（gōng）藝管理、遠程（chéng）運行維護管理、遠程報警管理，解決了遠（yuǎn）程程序上傳（chuán）、下載的問題。經過調試、生產證明了（le）平台的可行性，降低了設備的（de）售後維（wéi）護成本，並（bìng）*大地（dì）提高（gāo）了設備商的（de）服務效率和質（zhì）量，為設備安全（quán）正常運行提供（gòng）了多重保障。