探究（jiū）沼氣流量計遠程監控平台的設計（jì）
點擊次數：2100 發布時間：2021-01-08 05:47:30
摘要筆者介紹了沼氣流量計遠程監控平台的設計。此平台實現了對沼氣流量計設備的遠程監（jiān）控、遠程工藝管理、遠程維護以及遠程報警管理。
前言
隨著社會的高速發展，傳統製造業隨著智能製造不（bú）斷（duàn）地升級換代，工業窯爐設備自動化程度得到了飛速提高。在大大減輕了人力的同時，控製係統複雜（zá）程度及設備本身安全性能化設計也越來（lái）越高。如何提升設備利用率、加（jiā）強設備維護維修時效性、簡化人工損耗越來越（yuè）受到各（gè）個生產企（qǐ）業的關注和重視。設（shè）備的遠程運行狀態監控、遠程工藝管（guǎn）理、遠程（chéng）運維管理、遠程報警（jǐng）管理將成為（wéi）設備的重要組成部分。
１ 需求
工（gōng）業窯爐燒（shāo）成過程屬於一個時變性、大滯後、多（duō）幹擾的熱工（gōng）過程，並衍生出多種多樣的複雜配（pèi）套控（kòng）製係統。一旦窯爐出現複雜的燒成或工藝（yì）故障，若無專家幫助，很（hěn）難及時排除故障，從（cóng）而（ér）影響生產正常進行，將會帶來不可預測的（de）損失。沼氣流量（liàng）計遠程監控平台實現了遠程監視該設備的運行狀況，並可實現不受空間、時間限製（zhì）的（de）操控該設備，從而（ér）完成了遠程工藝管理、遠程運維管理、遠程報警管理，為預防、處理此類故障提供了*大的便（biàn）利，節約了時間成本。
２ 平台架構
沼氣流量計遠程監控平台大致可分為４層。*一層為（wéi）硬件設備（bèi）控製層，*二層為設備數據通訊層，*三層為數據網絡傳輸層，*四層為數據（jù）遠程監控（kòng）管理（lǐ）層（如圖１所示）。
２．１沼氣流量（liàng）計遠程監控平台硬件設備層
在沼氣流（liú）量計遠（yuǎn）程監控平台中，*一層完成了設備的所有動作性能控製。加熱係統選用（yòng）泰矽Ｔ７數顯設定調控器控製，集（jí）成了（le）ＰＩＤ控溫和ＲＳ４８５通訊功能，配合熱（rè）電偶信號反饋，形成閉環控製，使設備（bèi）加熱過程得以精（jīng）確控（kòng）溫；傳動係統選用三（sān）菱變頻器控製，使回轉速度（dù）可以在一定範圍內根據燒成工藝要求進行自由調整；進氣係統選用山（shān）武（wǔ）ＭＱＶ數字質量流量計控製，在物料反應或保護過程中，可以精確（què）控製氣體流量；升降、給出料等係統動作的控製，根據經濟性、可靠性、可擴展性，具有以太網通訊功能，選用西門子Ｓ７－２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ控（kòng）製。
２．２沼氣流量計遠程監控平台設備數據通訊層
由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（shì）和控製平台（tái），所以就地設置了觸摸屏來實現。觸摸屏是人機交互和信息傳（chuán）輸、反饋的媒介（jiè），它（tā）實現了信息的內（nèi）部形式與用戶可以（yǐ）接受形式之間的轉換。為配合平台的開發，選用了ＭＣＧＳ觸摸屏，配有兩個ＲＳ４８５串口和一個１０／１００Ｍ自適應以太（tài）網接口。加熱係統的調功器、傳動係統的變頻（pín）器以及進氣係統的質子流量計通（tōng）過ＲＳ４８５串口與ＭＣＧＳ觸（chù）摸屏（píng）通訊，而升降、給出（chū）料等係統的ＰＬＣ通過以太（tài）網（wǎng）與ＭＣＧＳ觸摸屏通訊，提取設備所有的數據。經過處理的數（shù）據，能夠（gòu）提供（gòng）沼氣流量計設備的控製、程序、報警、溫度曲線、報警記（jì）錄及數據記錄功能，提供更加便捷的人機交互平台，*大地方便（biàn）了（le）現（xiàn）場人員對沼（zhǎo）氣流量計的（de）操控與管理。
２．３沼氣流量計遠程監控平台數據網絡傳輸層
沼（zhǎo）氣（qì）流量計（jì）提取到的全部數據，由ＭＣＧＳ觸（chù）摸屏利用ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ／ＩＰ數據轉發協議，經過工業級交換機，傳輸給智能網關，再通過智能網關（guān）上傳至雲平台端的數據服務器。網絡傳輸層選（xuǎn）用的（de）ＨＩＮＥＴＭ１１１Ｔ智能網關，是一個集成多種互聯網通訊技術，其包含的３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等多種互聯網接入方式。為設備的遠程信息化管理提供高速便捷的安（ān）全通訊鏈（liàn）路，為整個平台各功能得以實現提供安全（quán）可靠的保障和基礎。
２．４沼（zhǎo）氣流量（liàng）計遠程監控（kòng）平（píng）台數據遠程監控層
沼氣（qì）流量計遠程監控平台的數據遠程監控層（céng）通（tōng）過３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等多（duō）種方式（shì）連接到互聯網（wǎng）中（zhōng）的網絡服務器，將本設備的所有數據提取出來，以組態（tài）的形式（shì），將設備的監控畫麵呈現在ＰＣ端、移動手（shǒu）機端。同時也（yě）實現了對ＰＬＣ等控製器的遠程程序更新、遠程故障診斷（duàn）以及組態的遠程連接功能。在監控畫麵中，可以實時查看到沼氣流量計各個溫區的設定溫度、實（shí）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（yě）設置有曆史（shǐ）溫（wēn）度曲線和數據報表功（gōng）能。生產（chǎn）方可以根據實時的工藝參數分析出當前設備的運行狀態，判斷（duàn）設備是否正常運行，工藝工程是否符合（hé）當前要求。根據曆史（shǐ）曲線、數（shù）據方便的分析出以往設備（bèi）全麵的運行狀態，優化工藝過程。監控（kòng）畫麵中還設有報警管理功（gōng）能，記錄了設備所有異常狀態的內容、時間以及處（chù）理（lǐ）報警的時間，並且（qiě）能在報警的同時以發送短（duǎn）信、微信推送等形式，通知相關人員來進行（háng）及時的處理。在對於現場人員無法處理，需要修改沼氣流（liú）量計設備程序，以及需通過（guò）監控程序來查找故障原因的情況下，不需要工程師到達現（xiàn）場，在遠程就（jiù）能完成程序的監控、故障診斷、上傳和下載（zǎi），提高處理故障的效率，降低設備維護成本。
３ 結論
筆者通過采用互聯網通訊技術、工業（yè）ＲＳ４８５以及以太網通訊相結合的係統方式實現了對沼氣流量計設備數據安全、快捷的遠程采集和傳輸。沼氣流量（liàng）計遠程監控平台達到了遠程監視該設備的運行狀況，並實現不受空間、時間限製的操控該設備，完成了遠（yuǎn）程工藝（yì）管理、遠程運行維護管（guǎn）理、遠程報警管理，解決了遠程程序上傳、下載的問題。經過調試、生產證明了平台的可行性，降（jiàng）低了設備的售後維護成本，並*大地提高了設備商的服務效率（lǜ）和質量，為（wéi）設備安全正常運（yùn）行提供了多重保障。
關於沼氣流（liú）量計在天然氣處理深冷（lěng）裝置中存在問題分析 淺談如何運用（yòng）沼氣流量計測量（liàng）660WM機組中補水流量 沼氣（qì）流（liú）量（liàng）計的空氣標定和蒸汽實流測試對比分析（xī） 沼（zhǎo）氣流量計中壓蒸汽管網壓力波動的危害及解決策略 沼氣流量計（jì）的原理與空氣標（biāo）定及蒸汽（qì）裝置（zhì）的數據對（duì）比 沼氣流（liú）量（liàng）計（jì）在電廠脫硝係統蒸汽耗量過（guò）大問題中的分析 探究沼氣流量計遠程監控平台的設計 渦街沼氣流量計在氣田生產（chǎn）中使用情況與計量問題分析 簡析分體式沼氣流量計常見典型故障分析 有效增加沼氣流量（liàng）計使用壽命的日常維護操作方法說明 渦街沼氣流量計,大口徑沼氣流量計 分體式沼氣流量計,沼氣計量表 沼氣流量計如何選型及結構尺寸圖 沼氣流量計（jì）有哪（nǎ）幾種
前言
隨著社會的高速發展，傳統製造業隨著智能製造不（bú）斷（duàn）地升級換代，工業窯爐設備自動化程度得到了飛速提高。在大大減輕了人力的同時，控製係統複雜（zá）程度及設備本身安全性能化設計也越來（lái）越高。如何提升設備利用率、加（jiā）強設備維護維修時效性、簡化人工損耗越來越（yuè）受到各（gè）個生產企（qǐ）業的關注和重視。設（shè）備的遠程運行狀態監控、遠程工藝管（guǎn）理、遠程（chéng）運維管理、遠程報警（jǐng）管理將成為（wéi）設備的重要組成部分。
１ 需求
工（gōng）業窯爐燒（shāo）成過程屬於一個時變性、大滯後、多（duō）幹擾的熱工（gōng）過程，並衍生出多種多樣的複雜配（pèi）套控（kòng）製係統。一旦窯爐出現複雜的燒成或工藝（yì）故障，若無專家幫助，很（hěn）難及時排除故障，從（cóng）而（ér）影響生產正常進行，將會帶來不可預測的（de）損失。沼氣流量（liàng）計遠程監控平台實現了遠程監視該設備的運行狀況，並可實現不受空間、時間限製（zhì）的（de）操控該設備，從而（ér）完成了遠程工藝管理、遠程運維管理、遠程報警管理，為預防、處理此類故障提供了*大的便（biàn）利，節約了時間成本。
２ 平台架構
沼氣流量計遠程監控平台大致可分為４層。*一層為（wéi）硬件設備（bèi）控製層，*二層為設備數據通訊層，*三層為數據網絡傳輸層，*四層為數據（jù）遠程監控（kòng）管理（lǐ）層（如圖１所示）。
２．１沼氣流量（liàng）計遠程監控平台硬件設備層
在沼氣流（liú）量計遠（yuǎn）程監控平台中，*一層完成了設備的所有動作性能控製。加熱係統選用（yòng）泰矽Ｔ７數顯設定調控器控製，集（jí）成了（le）ＰＩＤ控溫和ＲＳ４８５通訊功能，配合熱（rè）電偶信號反饋，形成閉環控製，使設備（bèi）加熱過程得以精（jīng）確控（kòng）溫；傳動係統選用三（sān）菱變頻器控製，使回轉速度（dù）可以在一定範圍內根據燒成工藝要求進行自由調整；進氣係統選用山（shān）武（wǔ）ＭＱＶ數字質量流量計控製，在物料反應或保護過程中，可以精確（què）控製氣體流量；升降、給出料等係統動作的控製，根據經濟性、可靠性、可擴展性，具有以太網通訊功能，選用西門子Ｓ７－２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ控（kòng）製。
２．２沼氣流量計遠程監控平台設備數據通訊層
由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（shì）和控製平台（tái），所以就地設置了觸摸屏來實現。觸摸屏是人機交互和信息傳（chuán）輸、反饋的媒介（jiè），它（tā）實現了信息的內（nèi）部形式與用戶可以（yǐ）接受形式之間的轉換。為配合平台的開發，選用了ＭＣＧＳ觸摸屏，配有兩個ＲＳ４８５串口和一個１０／１００Ｍ自適應以太（tài）網接口。加熱係統的調功器、傳動係統的變頻（pín）器以及進氣係統的質子流量計通（tōng）過ＲＳ４８５串口與ＭＣＧＳ觸（chù）摸屏（píng）通訊，而升降、給出（chū）料等係統的ＰＬＣ通過以太（tài）網（wǎng）與ＭＣＧＳ觸摸屏通訊，提取設備所有的數據。經過處理的數（shù）據，能夠（gòu）提供（gòng）沼氣流量計設備的控製、程序、報警、溫度曲線、報警記（jì）錄及數據記錄功能，提供更加便捷的人機交互平台，*大地方便（biàn）了（le）現（xiàn）場人員對沼（zhǎo）氣流量計的（de）操控與管理。
２．３沼氣流量計遠程監控平台數據網絡傳輸層
沼（zhǎo）氣（qì）流量計（jì）提取到的全部數據，由ＭＣＧＳ觸（chù）摸屏利用ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ／ＩＰ數據轉發協議，經過工業級交換機，傳輸給智能網關，再通過智能網關（guān）上傳至雲平台端的數據服務器。網絡傳輸層選（xuǎn）用的（de）ＨＩＮＥＴＭ１１１Ｔ智能網關，是一個集成多種互聯網通訊技術，其包含的３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等多種互聯網接入方式。為設備的遠程信息化管理提供高速便捷的安（ān）全通訊鏈（liàn）路，為整個平台各功能得以實現提供安全（quán）可靠的保障和基礎。
２．４沼（zhǎo）氣流量（liàng）計遠程監控（kòng）平（píng）台數據遠程監控層
沼氣（qì）流量計遠程監控平台的數據遠程監控層（céng）通（tōng）過３Ｇ、４Ｇ、ＷＩＦＩ、有線網絡等多（duō）種方式（shì）連接到互聯網（wǎng）中（zhōng）的網絡服務器，將本設備的所有數據提取出來，以組態（tài）的形式（shì），將設備的監控畫麵呈現在ＰＣ端、移動手（shǒu）機端。同時也（yě）實現了對ＰＬＣ等控製器的遠程程序更新、遠程故障診斷（duàn）以及組態的遠程連接功能。在監控畫麵中，可以實時查看到沼氣流量計各個溫區的設定溫度、實（shí）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（yě）設置有曆史（shǐ）溫（wēn）度曲線和數據報表功（gōng）能。生產（chǎn）方可以根據實時的工藝參數分析出當前設備的運行狀態，判斷（duàn）設備是否正常運行，工藝工程是否符合（hé）當前要求。根據曆史（shǐ）曲線、數（shù）據方便的分析出以往設備（bèi）全麵的運行狀態，優化工藝過程。監控（kòng）畫麵中還設有報警管理功（gōng）能，記錄了設備所有異常狀態的內容、時間以及處（chù）理（lǐ）報警的時間，並且（qiě）能在報警的同時以發送短（duǎn）信、微信推送等形式，通知相關人員來進行（háng）及時的處理。在對於現場人員無法處理，需要修改沼氣流（liú）量計設備程序，以及需通過（guò）監控程序來查找故障原因的情況下，不需要工程師到達現（xiàn）場，在遠程就（jiù）能完成程序的監控、故障診斷、上傳和下載（zǎi），提高處理故障的效率，降低設備維護成本。
３ 結論
筆者通過采用互聯網通訊技術、工業（yè）ＲＳ４８５以及以太網通訊相結合的係統方式實現了對沼氣流量計設備數據安全、快捷的遠程采集和傳輸。沼氣流量（liàng）計遠程監控平台達到了遠程監視該設備的運行狀況，並實現不受空間、時間限製的操控該設備，完成了遠（yuǎn）程工藝（yì）管理、遠程運行維護管（guǎn）理、遠程報警管理，解決了遠程程序上傳、下載的問題。經過調試、生產證明了平台的可行性，降（jiàng）低了設備的售後維護成本，並*大地提高了設備商的服務效率（lǜ）和質量，為（wéi）設備安全正常運（yùn）行提供了多重保障。
上一篇（piān）：淺析高溫煙氣流量計安全係統的開發與應用