煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，所述系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)監(jiān)控層、數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)據(jù)采集層；所述數(shù)據(jù)監(jiān)控層與數(shù)據(jù)傳輸層雙向通信，所述數(shù)據(jù)傳輸層與數(shù)據(jù)采集層雙向通信；所述數(shù)據(jù)監(jiān)控層包括服務器，所述服務器分別與報警裝置、打印機和UPS電源連接；所述數(shù)據(jù)傳輸層包括GPRS主模塊，所述GPRS主模塊與空壓站GPRS從模塊和供熱站GPRS從模塊雙向通信，所述GPRS主模塊還與所述服務器雙向通信；所述數(shù)據(jù)采集層包括AD數(shù)據(jù)采集器和串口采集器以及電流傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、流量積算儀。本發(fā)明具有維護成本低、可靠性高、費用合理等優(yōu)點。
【專利說明】煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡技術、移動通信技術、控制技術的發(fā)展與普及，高效實時地監(jiān)測和控制遠程站點，成為當前工業(yè)現(xiàn)場應用的趨勢。而為了克服地理位置分散，布線成本高的等限制，越來越多的監(jiān)控系統(tǒng)采用GPRS無線通信技術，對一些無人值守的、分散的現(xiàn)場檢測點進行實時數(shù)據(jù)采集，及時掌握現(xiàn)場的情況，并將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡上傳到中央控制室進行遠程檢測和集中控制。本系統(tǒng)采用這一技術，并進行了具體的硬件和軟件工程設計開發(fā)。為了實現(xiàn)監(jiān)控中心與子站的通信，系統(tǒng)采用了基于Modbus通信協(xié)議的規(guī)約并開發(fā)了相應的編碼解碼程序。監(jiān)控中心采用VB6.0編寫了數(shù)據(jù)收發(fā)服務器程序，以及友好的人機界面，實時監(jiān)控各站點數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的存檔記錄。
[0003]對于地理位置相對分散而且偏遠，又需要監(jiān)控的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，如果通過架設橋架或者線纜溝布置線纜實現(xiàn)遠程監(jiān)控，一方面由于距離較遠且分散，布線成本較高，而且布設的電纜可能會受到其他周圍環(huán)境的干擾。充分利用GPRS網(wǎng)覆蓋范圍廣、可靠性高等優(yōu)點，基于GPRS的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，克服了地理位置分散、布線成本高等的限制，具有維護成本低、可靠性高、費用合理等優(yōu)點，有利于對無人值守、分散的現(xiàn)場檢測點進行實時數(shù)據(jù)采集和集中控制。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控方法，它具有維護成本低、可靠性高、費用合理等優(yōu)點。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括:
[0007]數(shù)據(jù)采集層，負責根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)控層下發(fā)的問詢指令來采集煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站壓力、電流數(shù)據(jù)和供熱站的流量累計值、壓力值、溫度相關數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸層上傳給數(shù)據(jù)監(jiān)控層；
[0008]數(shù)據(jù)傳輸層，負責將數(shù)據(jù)采集層采集到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)監(jiān)控層，同時對接收到的數(shù)據(jù)監(jiān)控層的問詢指令傳輸給數(shù)據(jù)采集層；
[0009]數(shù)據(jù)監(jiān)控層，負責接收數(shù)據(jù)傳輸層傳輸過來的數(shù)據(jù)，然后采用數(shù)據(jù)沖突處理方法對數(shù)據(jù)進行沖突處理，并對數(shù)據(jù)結果進行監(jiān)控、打印或報警，給數(shù)據(jù)采集層下發(fā)問詢指令。
[0010]所述數(shù)據(jù)監(jiān)控層包括服務器，所述服務器分別與報警裝置、打印機和UPS電源連接；
[0011]所述服務器用于通過系統(tǒng)顯示界面實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和管理，同時可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的WEB共享，方便管理人員實現(xiàn)遠程管理、數(shù)據(jù)查詢；
[0012]所述UPS電源為服務器提供穩(wěn)定的電能，防止意外斷電對系統(tǒng)和主機的影響；[0013]所述打印機用于打印統(tǒng)計的日報表、月報表；
[0014]所述報警裝置包括報警燈、音響設備以及通過手機短信發(fā)送到值班負責人的手機上。
[0015]所述數(shù)據(jù)傳輸層包括GPRS主模塊，所述GPRS主模塊與煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站GPRS從模塊和煙草薄片生產(chǎn)線的供熱站GPRS從模塊雙向通信，所述GPRS主模塊還與所述服務器雙向通信。
[0016]所述GPRS主模塊用于接收到服務器的數(shù)據(jù)問詢指令后，將問詢指令通過GPRS網(wǎng)絡傳送到煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站和供熱站GPRS從模塊；接收煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站和供熱站GPRS從模塊傳送的監(jiān)控數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)通過RS232傳送給服務器進行處理和存儲；
[0017]所述空壓站GPRS從模塊當通過GPRS網(wǎng)絡接收到GPRS主模塊傳送的問詢指令而且該指令對應的地址是空壓站模塊的地址時，空壓站GPRS從模塊把數(shù)據(jù)存儲區(qū)域內存儲的空壓站水泵電流、總電流和空氣壓縮機輸出空氣的壓力信號通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊；
[0018]所述供熱站GPRS從模塊用于當通過GPRS網(wǎng)絡接收到GPRS主模塊傳送的問詢指令而且該指令對應的地址是供熱站模塊的地址時，供熱站GPRS從模塊把數(shù)據(jù)存儲區(qū)域內存儲的供熱站熱氣的流量累計值、溫度和壓力通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊。
[0019]所述數(shù)據(jù)采集層包括AD數(shù)據(jù)采集器和串口采集器，所述AD數(shù)據(jù)采集器與空壓站GPRS從模塊雙向通信，所述串口采集器與供熱站GPRS從模塊雙向通信，所述AD數(shù)據(jù)采集器還采集若干電流傳感器、壓力傳感器的模擬信號，所述串口采集器還采集流量積算儀信息，所述流量積算儀還接收來自流量計、壓力傳感器、溫度傳感器的信息；
[0020]所述AD數(shù)據(jù)采集器用于將電流傳感器和壓力傳感器傳來的4_20mA模擬量信號轉換為數(shù)字量信號，并然后單片機將數(shù)據(jù)轉換為MODBUS協(xié)議RTU格式，通過RS485輸出給空壓站GPRS從模塊，將數(shù)據(jù)暫存在GPRS模塊緩沖區(qū)中；
[0021]所述串口采集器用于旁聽流量積算儀與熱電廠GPRS模塊之間的通信數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉換為標準的MODBUS協(xié)議RTU格式，然后通過RS485傳輸給供熱站GPRS從模塊；該旁聽過程不影響流量積算儀與熱電廠GPRS模塊之間的通信.[0022]所述電流傳感器通過互感原理感應線路的電流大小，采用兩線制接法輸出，4-20mA的電流信號；
[0023]所述壓力傳感器用于檢測空氣壓縮機輸出壓縮空氣的壓力和供熱站輸氣管道熱氣的壓力，采用兩線制接法，輸出4-20mA的電流信號；
[0024]所述溫度傳感器用于檢測從熱電廠輸送的熱氣溫度值，采用兩線制接法，輸出4-20mA電流信號。
[0025]所述流量計用于檢測從熱電廠輸送的熱氣通過管道的瞬時流量，采用兩線制接法，輸出4-20mA的電流信號給流量積算儀；
[0026]所述流量積算儀用于將從輸氣管道采集的流量計瞬時流量、溫度傳感器溫度、壓力傳感器壓力信號匯總，并按照一定的算法將瞬時流量累計起來作為管道的流量累計值，并將流量累計值、壓力值、溫度信息傳輸給GPRS模塊。
[0027]所述的煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，主要包括如下步驟:[0028]步驟(1):開始；數(shù)據(jù)監(jiān)控層通過GPRS主模塊采用第一數(shù)據(jù)沖突處理方法分別向煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站、供熱站發(fā)送問詢指令；
[0029]步驟(2):煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站、供熱站GPRS從模塊接收問詢指令，井向數(shù)據(jù)采集層發(fā)送問詢指令；
[0030]步驟(3):數(shù)據(jù)采集層接收到問詢指令，確認無誤后將采集的數(shù)據(jù)以M0DBUS協(xié)議格式發(fā)送給GPRS從模塊；
[0031]步驟(4):煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站、供熱站GPRS從模塊將接收到的數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊；
[0032]步驟(5):GPRS主模塊將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)監(jiān)控層進行第二數(shù)據(jù)沖突處理及數(shù)據(jù)格式轉換、存儲并顯示；結束。
[0033]所述步驟(1)的具體步驟如下:
[0034]步驟(1-1):開始；通訊參數(shù)設置,所述參數(shù)包括波特率或通訊端ロ ；
[0035]步驟(1-2):判斷通訊端ロ是否打開，如果是就進入步驟(1-3);如果否就是串ロ通訊無效，返回步驟(1-2)；
[0036]步驟(1-3):定時器加0.5秒；判斷定時器是否到5秒，如果是就進入步驟(1_4)，如果否就進入步驟(1-5)；
[0037]步驟(1-4):判斷定時器是否到10秒，如果是就定時器清零返回步驟(1-3);如果否就進入步驟(1-6)；
[0038]步驟(1-5):設置接收25個字節(jié)，產(chǎn)生OnCom事件，向空壓站GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)問詢指令；根據(jù)站點號判斷是否為空壓站問詢指令；如果是，空壓站向GPRS主模塊發(fā)送空壓站數(shù)據(jù)；如果否就返回步驟(1-3)；
[0039]步驟(1-6):設置接收51個字節(jié)產(chǎn)生OnCom事件，向供熱站GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)問詢指令，根據(jù)站點號判斷是否為供熱站問詢指令，如果是，供熱站向GPRS主模塊發(fā)送供熱站數(shù)據(jù)并結束，如果否就返回步驟(1-3)。
[0040]所述步驟(5)的具體步驟為:
[0041 ] 步驟(5-1):向GPRS主模塊發(fā)送空壓站數(shù)據(jù)；
[0042]步驟(5-2):GPRS主模塊接收數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)中；
[0043]步驟(5-3):判斷接收的數(shù)據(jù)前兩個字節(jié)是否為標示字符，如果是就進入步驟(5-4);如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)，并進入步驟(5-2)；
[0044]步驟(5-4):接收數(shù)據(jù)站點號是否為空壓站，如果是就進入步驟(5-5);如果否就進入步驟(5-6)；
[0045]步驟(5-5):判斷接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度是否為12，如果是就將數(shù)據(jù)提取并轉換數(shù)據(jù)格式，存儲到數(shù)據(jù)庫中，并進入步驟(5-7)，如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)進入步驟(5-2)；
[0046]步驟(5-6):判斷接收數(shù)據(jù)站點號是否為供熱站，如果是就進入步驟(5-8)，如果否，就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)并返回步驟(5-2);
[0047]步驟(5-7):判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預警范圍，如果是就通過警示燈、音響設備和手機短信提醒監(jiān)控人員空壓站數(shù)據(jù)異常，進入步驟(5-10)，如果否，就直接進入步驟(5-10)；[0048]步驟(5-8):判斷接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度是否為40，如果是就將數(shù)據(jù)提取并轉換數(shù)據(jù)格式，存儲到數(shù)據(jù)庫中，進入步驟(5-9)，如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)；返回步驟(5-2)；
[0049]步驟(5-9):判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預警范圍，如果是就通過指示燈、音響設備和手機短信提醒監(jiān)控人員空壓站數(shù)據(jù)異常，進入步驟(5-10);如果否，就直接進入步驟(5-10)；
[0050]步驟(5-10):調用數(shù)據(jù)庫供熱站和空壓站數(shù)據(jù)顯示在上位機，結束。
[0051]本發(fā)明的有益效果:
[0052]1克服了地理位置分散、布線成本高等的限制，具有維護成本低、可靠性高、費用合理等優(yōu)點，有利于對無人值守、分散的現(xiàn)場檢測點進行實時數(shù)據(jù)采集和集中控制。
[0053]2系統(tǒng)實時在線，自動抄錄煙草薄片生產(chǎn)線空壓站和供熱站的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理生成班次、日、月空壓站總電流、水泵電流、空氣壓縮機輸出壓縮空氣的壓カ以及供熱站熱氣的流量累計值、班次熱氣使用量、溫度、壓カ等各種報表。
[0054]3對煙草薄片生產(chǎn)線空壓站和供熱站的運行情況進行實時監(jiān)測，可以自行設定上下限，當空壓站的總電流、水泵電流、壓縮空氣壓カ以及供熱站溫度、壓カ等參數(shù)出現(xiàn)異常時能夠及時的報警，一方面能夠通過監(jiān)控中心的警報裝置發(fā)出警報鈴聲，點亮警報指示燈；另ー方面也可以將警報信號發(fā)送到管理人員的手機上。
[0055]4系統(tǒng)采用模塊化設計，傳輸速率快，抗干擾能力強，同時方便實現(xiàn)模塊的擴展，便于維護。
[0056]5系統(tǒng)服務器支持WEB共享，方便管理人員通過INTERNET實現(xiàn)管理、查詢和維護?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0057]圖1為系統(tǒng)結構框架圖；
[0058]圖2為系統(tǒng)整體流程圖；
[0059]圖3為處理問詢指令發(fā)送沖突的流程；
[0060]圖4為數(shù)據(jù)監(jiān)控層處理接收數(shù)據(jù)的流程。
[0061]其中，1、報警裝置，2、UPS電源，3、服務器，4、打印機，5、GPRS主模塊，6、空壓站GPRS從模塊，7、供熱站GPRS從模塊，8、AD數(shù)據(jù)采集器，9、電流傳感器，10、壓カ傳感器，11、串ロ采集器，12、流量積算儀，13、流量計，14、溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0062]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進ー步說明。
[0063]如圖1所示，煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)監(jiān)控層、數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)據(jù)采集層；所述數(shù)據(jù)監(jiān)控層與數(shù)據(jù)傳輸層雙向通信，所述數(shù)據(jù)傳輸層與數(shù)據(jù)采集層雙向通信；
[0064]所述數(shù)據(jù)監(jiān)控層包括服務器3，所述服務器3分別與報警裝置1、打印機4和UPS電源2連接；
[0065]所述服務器用于通過系統(tǒng)顯示界面實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和管理，同時可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的WEB共享，方便管理人員實現(xiàn)遠程管理、數(shù)據(jù)查詢。
[0066]所述UPS電源2為服務器3提供穩(wěn)定的電能，防止意外斷電對系統(tǒng)和主機的影響；[0067]所述打印機4用于打印統(tǒng)計的日報表、月報表；
[0068]所述報警裝置1包括報警燈、音響設備以及通過手機短信發(fā)送到值班負責人的手機上。
[0069]所述數(shù)據(jù)傳輸層包括GPRS主模塊5，所述GPRS主模塊5與空壓站GPRS從模塊6和供熱站GPRS從模塊7雙向通信，所述GPRS主模塊5還與所述服務器3雙向通信；
[0070]所述GPRS主模塊5用于接收到服務器的數(shù)據(jù)問詢指令后，將問詢指令通過GPRS網(wǎng)絡傳送到煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站和供熱站GPRS從模塊；接收煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站和供熱站GPRS從模塊傳送的監(jiān)控數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)通過RS232傳送給服務器進行處理和存儲。
[0071]所述空壓站GPRS從模塊6用于當通過GPRS網(wǎng)絡接收到GPRS主模塊傳送的問詢指令而且該指令對應的地址是空壓站模塊的地址時，空壓站GPRS從模塊把數(shù)據(jù)存儲區(qū)域內存儲的空壓站水泵電流、總電流和空氣壓縮機輸出空氣的壓力信號通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊。
[0072]所述供熱站GPRS從模塊7用于當通過GPRS網(wǎng)絡接收到GPRS主模塊傳送的問詢指令而且該指令對應的地址是供熱站模塊的地址時，供熱站GPRS從模塊把數(shù)據(jù)存儲區(qū)域內存儲的供熱站熱氣的流量累計值、溫度和壓カ通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊。
[0073]所述數(shù)據(jù)采集層包括AD數(shù)據(jù)采集器8和串ロ采集器11，所述AD數(shù)據(jù)采集器8與空壓站GPRS從模塊6雙向通信，所述串ロ采集器11與供熱站GPRS從模塊7雙向通信，所述AD數(shù)據(jù)采集器8還還采集若干電流傳感器9、壓カ傳感器10的模擬量信號，所述串ロ采集器11還采集流量積算儀12信息，所述流量積算儀12還接收來自流量計13、壓カ傳感器
10、溫度傳感器14的信息。
[0074]所述AD數(shù)據(jù)采集器8用于將電流傳感器和壓カ傳感器傳來的4_20mA模擬量信號轉換為數(shù)字量信號，并然后單片機將數(shù)據(jù)轉換為M0DBUS協(xié)議RTU格式，通過RS485輸出給空壓站GPRS從模塊，將數(shù)據(jù)暫存在GPRS模塊緩沖區(qū)中。
[0075]所述串ロ采集器11用于旁聽流量積算儀與熱電廠GPRS模塊之間的通信數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉換為標準的M0DBUS協(xié)議RTU格式，然后通過RS485傳輸給供熱站GPRS從模塊。該旁聽過程不影響流量積算儀與熱電廠GPRS模塊之間的通信。
[0076]所述電流傳感器9通過互感原理感應線路的電流大小，采用兩線制接法輸出，4-20mA的電流信號。
[0077]所述壓カ傳感器10用于檢測空氣壓縮機輸出壓縮空氣的壓カ和供熱站輸氣管道熱氣的壓力，采用兩線制接法，輸出4-20mA的電流信號。
[0078]所述流量計13用于檢測從熱電廠輸送的熱氣通過管道的瞬時流量，采用兩線制接法，輸出4-20mA的電流信號給流量積算儀。
[0079]所述流量積算儀12用于將從輸氣管道采集的流量計瞬時流量、溫度傳感器溫度、壓カ傳感器壓力信號匯總，并按照一定的算法將瞬時流量累計起來作為管道的流量累計值，并將流量累計值、壓カ值、溫度等信息傳輸給GPRS模塊。
[0080]如圖2所示，煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，主要包括如下步驟:
[0081]步驟(1):開始；數(shù)據(jù)監(jiān)控層通過GPRS主模塊5向空壓站、供熱站發(fā)送問詢指令；
[0082]步驟(2):空壓站、供熱站GPRS從模塊7接收問詢指令，井向數(shù)據(jù)采集層發(fā)送問詢指令；
[0083]步驟(3):數(shù)據(jù)采集層接收到問詢指令，確認無誤后將采集的數(shù)據(jù)以M0DBUS協(xié)議格式發(fā)送給GPRS從模塊；
[0084]步驟(4):空壓站、供熱站GPRS從模塊7將接收到的數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊5 ；
[0085]步驟(5):GPRS主模塊5將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)監(jiān)控層進行處理、存儲并顯示 ;結束。
[0086]如圖3所示，所述步驟(1)的具體步驟如下:
[0087]步驟(1-1):開始；通訊參數(shù)設置,所述參數(shù)包括波特率或通訊端ロ ；
[0088]步驟(1-2):判斷通訊端ロ是否打開，如果是就進入步驟(1-3);如果否就是串ロ通訊無效，返回步驟(1-2)；
[0089]步驟(1-3):定時器加0.5秒；判斷定時器是否到5秒，如果是就進入步驟(1_4)，如果否就進入步驟(1-5)；
[0090]步驟(1-4):判斷定時器是否到10秒，如果是就定時器清零返回步驟(1-3);如果否就進入步驟(1-6)；
[0091]步驟(1-5):設置接收25個字節(jié)，產(chǎn)生OnCom事件，向空壓站GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)問詢指令；根據(jù)站點號判斷是否為空壓站問詢指令；如果是，空壓站向GPRS主模塊5發(fā)送空壓站數(shù)據(jù)；如果否就返回步驟(1-3)；
[0092]步驟(1-6):設置接收51個字節(jié)產(chǎn)生OnCom事件，向供熱站GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)問詢指令，根據(jù)站點號判斷是否為供熱站問詢指令，如果是，供熱站向GPRS主模塊5發(fā)送供熱站數(shù)據(jù)并結束，如果否就返回步驟(1-3)。
[0093]如圖4所示,所述步驟(5)的具體步驟為:
[0094]步驟(5-1):向GPRS主模塊5發(fā)送空壓站數(shù)據(jù)；
[0095]步驟(5-2):GPRS主模塊5接收數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)中；
[0096]步驟(5-3):判斷接收的數(shù)據(jù)前兩個字節(jié)是否為標示字符，如果是就進入步驟(5-4);如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)，并進入步驟(5-2)；
[0097]步驟(5-4):接收數(shù)據(jù)站點號是否為空壓站，如果是就進入步驟(5-5);如果否就進入步驟(5-6)；
[0098]步驟(5-5):判斷接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度是否為12，如果是就將數(shù)據(jù)提取并轉換數(shù)據(jù)格式，存儲到數(shù)據(jù)庫中，并進入步驟(5-7)，如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)進入步驟(5-2)；
[0099]步驟(5-6):判斷接收數(shù)據(jù)站點號是否為供熱站，如果是就進入步驟(5-8)，如果否，就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)并返回步驟(5-2);
[0100]步驟(5-7):判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預警范圍，如果是就通過警示燈、音響設備和手機短信提醒監(jiān)控人員空壓站數(shù)據(jù)異常，進入步驟(5-10)，如果否，就直接進入步驟(5-10)；
[0101]步驟(5-8):判斷接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度是否為40，如果是就將數(shù)據(jù)提取并轉換數(shù)據(jù)格式，存儲到數(shù)據(jù)庫中，進入步驟(5-9)，如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)；返回步驟(5-2)；[0102]步驟(5-9):判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預警范圍，如果是就通過指示燈、音響設備和手機短信提醒監(jiān)控人員空壓站數(shù)據(jù)異常，進入步驟(5-10);如果否，就直接進入步驟(5-10)；
[0103]步驟(5-10):調用數(shù)據(jù)庫供熱站和空壓站數(shù)據(jù)顯示在上位機畫面，結束。
[0104]該系統(tǒng)主要分三層，分別為數(shù)據(jù)監(jiān)控層、數(shù)據(jù)傳輸層和數(shù)據(jù)采集層，其系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。各層間設備接ロ遵循RS-485標準，通過MODBUS RTU通訊協(xié)議進行串ロ通ィ目。
[0105]數(shù)據(jù)監(jiān)控層:在系統(tǒng)中作為主站，選用服務器3為數(shù)據(jù)監(jiān)控設備，并連接有打印機4和報警裝置1，UPS電源2為服務器3提供穩(wěn)定的電能，防止意外斷電對系統(tǒng)和主機的影響；打印機4用于打印統(tǒng)計的日報表、月報表等；報警裝置1包括報警燈、音響設備以及通過手機短信發(fā)送到值班負責人的手機上等。主要功能是通過GPRS主模塊5向供熱站和空壓站數(shù)據(jù)采集層等從站發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令或數(shù)據(jù)配置命令，請求數(shù)據(jù)采集層的實時運行數(shù)據(jù)或更改數(shù)據(jù)采集層的運行數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行實時顯示、存儲、歷史報表查詢、打印等，以便于工作人員隨時查看數(shù)據(jù)服務器3中的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。此外，服務器3還與企業(yè)的辦公管理系統(tǒng)連接，方便管理人員進行管理。
[0106]數(shù)據(jù)傳輸層:主要采用GPRS遠程終端，分別在數(shù)據(jù)監(jiān)控層以及空壓站和供熱站的數(shù)據(jù)采集層設置了 GPRS遠程終端，依托中國移動GSM網(wǎng)絡資源的覆蓋面大、永遠在線、通訊質量高等特點提供ー種快速可靠的無線數(shù)據(jù)傳輸通道，主要負責數(shù)據(jù)監(jiān)控層和數(shù)據(jù)采集層之間的實時報文傳輸。
[0107]數(shù)據(jù)采集層:在系統(tǒng)中作為從站，實時響應數(shù)據(jù)監(jiān)控層的命令，并返回命令的執(zhí)行結果?？諌赫拘枰ㄟ^電流傳感器9、和壓カ傳感器10分別采集空壓站回路的總電流、水泵電機的運行電流和空氣壓縮機輸出的壓縮空氣實時壓カ三個數(shù)據(jù)，并由AD數(shù)據(jù)采集器8進行數(shù)據(jù)采集、將模擬量數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字量信號，再轉換為MODBUS RTU通訊協(xié)議格式，由GPRS模塊與數(shù)據(jù)監(jiān)控層進行通信。供熱站需要通過流量計13、壓カ傳感器10和溫度傳感器14分別采集供熱管道的實時流量、壓カ和溫度三個量，由流量積算儀12同時接收實時流量、壓カ和溫度信號，對實時流量進行積分累積運算，并實時在線對流體溫度、壓カ進行補償，計算出其累積流量，然后通過GPRS遠程終端將數(shù)據(jù)傳送到電カ公司。與此同時由于現(xiàn)場流量積算儀12只有ー個串ロ通訊ロ，為了解決兩個GPRS模塊的通訊沖突，再跟與數(shù)據(jù)監(jiān)控層的GPRS通訊時增加一臺串ロ采集器11，通過ー根并聯(lián)的RXD通信線接到流量積算儀12的TXD端，旁聽熱カ公司GPRS模塊與流量積算儀12的通信數(shù)據(jù)，串ロ采集器11并將旁聽的數(shù)據(jù)轉換成標準的MODBUS RTU通信協(xié)議后存儲到內部寄存器中，當數(shù)據(jù)監(jiān)控層發(fā)送問詢指令時就通過RS485通信ロ傳輸給GPRS遠程終端，供數(shù)據(jù)監(jiān)控層讀取。
[0108]2.系統(tǒng)設計
[0109](1)系統(tǒng)整體流程設計
[0110]在軟件控制系統(tǒng)中，監(jiān)控中心的服務器3上裝有VB6.0(Microsoft VisualBasic6.0)編程軟件，通過VB6.0開發(fā)串口數(shù)據(jù)收發(fā)程序，每天24h不間斷輪詢和收集來自各個測控站的信息，繪制友好的人機界面，實時監(jiān)控顯示各站數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行存檔記錄，當緊急情況發(fā)生吋，系統(tǒng)自動報警。
[0111]系統(tǒng)在VB6.0中使用Microsoft公司提供Active X控件MSComm，開發(fā)通過串ロ對各站點進行實時數(shù)據(jù)采集的程序。該通信控件改變對象屬性，向對象發(fā)送消息及為對象事件編寫響應代碼，可以方便完成用戶應用程序間串行通信，既可實現(xiàn)API函數(shù)所有功能，又使編程效率提高，應用功能增強，程序簡單明了。
[0112]系統(tǒng)采用Modbus通信協(xié)議，Modbus協(xié)議是一個請求/應答協(xié)議,是ー種應用層報文傳輸協(xié)議，提供功能碼規(guī)定的服務，該協(xié)議用于不同類型的總線或網(wǎng)絡連接的設備之間的服務器/客戶機通信。Modbus通信支持RTU和ASCII兩種方式，可通過計算機設定ASCII還是RTU方式，串ロ通信參數(shù)(波特率、校驗方式等)。配置每個控制器的時候，同一個Modbus網(wǎng)絡上的所有設備都必須選擇相同的串ロ參數(shù)和傳輸模式。
[0113]在軟件設計報表時，通常使用報表設計器或第三方產(chǎn)品完成，并通過ActiveX控件輸出。本文通過VB的OLE自動化技術獲取Excel2003的控制句柄，從而直接控制Excel2003的一系列操作。
[0114]在VB6.0設計過程中調用Excel控件，實質是將Excel作為ー個外部對象來引用，Excel對象模型提供能從VB6.0應用程序內部來模塊化操縱的對象以及相關的方法、屬性和事件。
[0115]系統(tǒng)的整體流程如圖2所示。
[0116]由于數(shù)據(jù)監(jiān)控層的GPRS主模塊5同時與空壓站和供熱站兩個GPRS模塊進行數(shù)據(jù)通信，在傳輸問詢指令后，由于GPRS網(wǎng)絡的延時，空壓站和供熱站采集的數(shù)據(jù)不能及時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)監(jiān)控層，兩個GPRS子模塊數(shù)據(jù)接收時可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞而丟失數(shù)據(jù)，此外由于空壓站和供熱站的接受字節(jié)個數(shù)不同，同時收到空壓站和供熱站的數(shù)據(jù)之后容易破壞數(shù)據(jù)包，影響后續(xù)的處理。為了使得監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定且數(shù)據(jù)處理方便，避免數(shù)據(jù)接受過程中引起的數(shù)據(jù)丟失，我們設計了一種有效的方案，即在發(fā)送問詢指令吋，以10秒為周期，前5秒內向空壓站GPRS模塊發(fā)送問詢指令，并設置產(chǎn)生OnComm事件接收的字節(jié)個數(shù)為21，前5秒每接收21個字節(jié)就出發(fā)一次OnComm事件，并處理后續(xù)的數(shù)據(jù)；后5秒向供熱站GPRS模塊發(fā)送問詢指令，并設置產(chǎn)生0nCo_事件接收的字節(jié)個數(shù)為51，這樣子前5秒每接收51個字節(jié)就出發(fā)一次OnComm事件，并處理后續(xù)的數(shù)據(jù)。流程如圖3所示。
[0117]如圖4所示，為數(shù)據(jù)監(jiān)控層處理接收數(shù)據(jù)的流程。
[0118]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
【權利要求】
1.煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，包括: 數(shù)據(jù)采集層，負責根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)控層下發(fā)的問詢指令來采集煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站壓力、電流數(shù)據(jù)和供熱站的流量累計值、壓力值、溫度相關數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸層上傳給數(shù)據(jù)監(jiān)控層； 數(shù)據(jù)傳輸層，負責將數(shù)據(jù)采集層采集到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)監(jiān)控層，同時對接收到的數(shù)據(jù)監(jiān)控層的問詢指令傳輸給數(shù)據(jù)采集層； 數(shù)據(jù)監(jiān)控層，負責接收數(shù)據(jù)傳輸層傳輸過來的數(shù)據(jù)，然后采用數(shù)據(jù)沖突處理方法對數(shù)據(jù)進行沖突處理，并對數(shù)據(jù)結果進行監(jiān)控、打印或報警，給數(shù)據(jù)采集層下發(fā)問詢指令。
2.如權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是， 所述數(shù)據(jù)監(jiān)控層包括服務器，所述服務器分別與報警裝置、打印機和UPS電源連接； 所述服務器用于通過系統(tǒng)顯示界面實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控和管理，同時能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的WEB共享，方便管理人員實現(xiàn)遠程管理、數(shù)據(jù)查詢； 所述UPS電源為服務器提供穩(wěn)定的電能，防止意外斷電對系統(tǒng)和主機的影響； 所述打印機用于打印統(tǒng)計的日報表、月報表； 所述報警裝置包括報警燈、音響設備以及通過手機短信發(fā)送到值班負責人的手機上。
3.如權利要求1所述的監(jiān)控系 統(tǒng)，其特征是， 所述數(shù)據(jù)傳輸層包括GPRS主模塊，所述GPRS主模塊與煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站GPRS從模塊和煙草薄片生產(chǎn)線的供熱站GPRS從模塊雙向通信，所述GPRS主模塊還與所述服務器雙向通信。
4.如權利要求3所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是， 所述GPRS主模塊用于接收到服務器的數(shù)據(jù)問詢指令后，將問詢指令通過GPRS網(wǎng)絡傳送到煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站和供熱站GPRS從模塊；接收煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站和供熱站GPRS從模塊傳送的監(jiān)控數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)通過RS232傳送給服務器進行處理和存儲； 所述空壓站GPRS從模塊當通過GPRS網(wǎng)絡接收到GPRS主模塊傳送的問詢指令而且該指令對應的地址是空壓站模塊的地址時，空壓站GPRS從模塊把數(shù)據(jù)存儲區(qū)域內存儲的空壓站水泵電流、總電流和空氣壓縮機輸出空氣的壓力信號通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊； 所述供熱站GPRS從模塊用于當通過GPRS網(wǎng)絡接收到GPRS主模塊傳送的問詢指令而且該指令對應的地址是供熱站模塊的地址時，供熱站GPRS從模塊把數(shù)據(jù)存儲區(qū)域內存儲的供熱站熱氣的流量累計值、溫度和壓力通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊。
5.如權利要求1所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是， 所述數(shù)據(jù)采集層包括AD數(shù)據(jù)采集器和串口采集器，所述AD數(shù)據(jù)采集器與空壓站GPRS從模塊雙向通信，所述串口采集器與供熱站GPRS從模塊雙向通信，所述AD數(shù)據(jù)采集器采集若干電流傳感器、壓力傳感器的模擬量信號，所述串口采集器還采集流量積算儀信息，所述流量積算儀還接收來自流量計、壓力傳感器、溫度傳感器的信息； 所述AD數(shù)據(jù)采集器用于將電流傳感器和壓力傳感器傳來的4-20mA模擬量信號轉換為數(shù)字量信號，并然后單片機將數(shù)據(jù)轉換為MODBUS協(xié)議RTU格式，通過RS485輸出給空壓站GPRS從模塊，將數(shù)據(jù)暫存在GPRS模塊緩沖區(qū)中；所述串口采集器用于旁聽流量積算儀與熱電廠GPRS模塊之間的通信數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉換為標準的MODBUS協(xié)議RTU格式，然后通過RS485傳輸給供熱站GPRS從模塊；該旁聽過程不影響流量積算儀與熱電廠GPRS模塊之間的通信。
6.如權利要求5所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是， 所述電流傳感器通過互感原理感應線路的電流大小，采用兩線制接法輸出，4-20mA的電流信號； 所述壓力傳感器用于檢測空氣壓縮機輸出壓縮空氣的壓力和供熱站輸氣管道熱氣的壓力，采用兩線制接法，輸出4-20mA的電流信號； 所述溫度傳感器用于檢測從熱電廠輸送的熱氣溫度值，采用兩線制接法，輸出4-20mA電流信號。
7.如權利要求5所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是， 所述流量計用于檢測從熱電廠輸送的熱氣通過管道的瞬時流量，采用兩線制接法，輸出4-20mA的電流信號給流量積算儀； 所述流量積算儀用于將從輸氣管道采集的流量計瞬時流量、溫度傳感器溫度、壓力傳感器壓力信號匯總，并按照一定的算法將瞬時流量累計起來作為管道的流量累計值，并將流量累計值、壓力值、溫度信息傳輸給GPRS模塊。
8.如上述任一權利要求所述的煙草薄片生產(chǎn)線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征是，主要包括如下步驟: 步驟(I):開始；數(shù)據(jù)監(jiān)控層通過GPRS主模塊采用第一數(shù)據(jù)沖突處理方法分別向煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站、供熱站發(fā)送問詢指令； 步驟(2):煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站、供熱站GPRS從模塊接收問詢指令，并向數(shù)據(jù)采集層發(fā)送問詢指令； 步驟(3):數(shù)據(jù)采集層接收到問詢指令，確認無誤后將采集的數(shù)據(jù)以MODBUS協(xié)議格式發(fā)送給GPRS從模塊； 步驟(4):煙草薄片生產(chǎn)線的空壓站、供熱站GPRS從模塊將接收到的數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳輸給GPRS主模塊； 步驟(5) =GPRS主模塊將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)監(jiān)控層進行第二數(shù)據(jù)沖突處理及數(shù)據(jù)格式轉換、存儲并顯不；結束。
9.如權利要求8所述的方法，其特征是，所述步驟(I)的具體步驟如下: 步驟(1-1):開始；通訊參數(shù)設置，所述參數(shù)包括波特率或通訊端口 ； 步驟(1-2):判斷通訊端口是否打開，如果是就進入步驟(1-3);如果否就是串口通訊無效，返回步驟(1-2)； 步驟(1-3):定時器加0.5秒；判斷定時器是否到5秒，如果是就進入步驟(1-4)，如果否就進入步驟(1-5)； 步驟(1-4):判斷定時器是否到10秒，如果是就定時器清零返回步驟(1-3);如果否就進入步驟(1-6)； 步驟(1-5):設置接收25個字節(jié)，產(chǎn)生OmCom事件，向空壓站GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)問詢指令；根據(jù)站點號判斷是否為空壓站問詢指令；如果是，空壓站向GPRS主模塊發(fā)送空壓站數(shù)據(jù)；如果否就返回步驟(4-3);步驟(1-6):設置接收51個字節(jié)產(chǎn)生OmCom事件，向供熱站GPRS模塊發(fā)送數(shù)據(jù)問詢指令，根據(jù)站點號判斷是否為供熱站問詢指令，如果是，供熱站向GPRS主模塊發(fā)送供熱站數(shù)據(jù)并結束，如果否就返回步驟(1-3)。
10.如權利要求8所述的方法，其特征是，所述步驟(5)的具體步驟為: 步驟(5-1):向GPRS主模塊發(fā)送空壓站數(shù)據(jù)； 步驟(5-2) =GPRS主模塊接收數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)中； 步驟(5-3):判斷接收的數(shù)據(jù)前兩個字節(jié)是否為標示字符，如果是就進入步驟(5-4);如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)，并進入步驟(5-2); 步驟(5-4):接收數(shù)據(jù)站點號是否為空壓站，如果是就進入步驟(5-5);如果否就進入步驟(5-6)； 步驟(5-5):判斷接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度是否為12，如果是就將數(shù)據(jù)提取并轉換數(shù)據(jù)格式，存儲到數(shù)據(jù)庫中，并進入步驟(5-7)，如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)進入步驟(5-2)； 步驟(5-6):判斷接收數(shù)據(jù)站點號是否為供熱站，如果是就進入步驟(5-8)，如果否，就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)并返回步驟(5-2)； 步驟(5-7):判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預警范圍，如果是就通過警示燈、音響設備和手機短信提醒監(jiān)控人員空壓站數(shù)據(jù)異常，進入步驟(5-10)，如果否，就直接進入步驟(5-10); 步驟(5-8):判斷接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度是否為40，如果是就將數(shù)據(jù)提取并轉換數(shù)據(jù)格式，存儲到數(shù)據(jù)庫中，進入步驟(5-9)，如果否就將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)舍棄，清空緩沖區(qū)；返回步驟(5-2)； 步驟(5-9):判斷接收數(shù)據(jù)是否超出預警范圍，如果是就通過指示燈、音響設備和手機短信提醒監(jiān)控人員空壓站數(shù)據(jù)異常，進入步驟(5-10);如果否，就直接進入步驟(5-10)； 步驟(5-10):調用數(shù)據(jù)庫供熱站和空壓站數(shù)據(jù)顯示在上位機，結束。
【文檔編號】G05B19/418GK103454999SQ201310374206
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權日:2013年8月23日
【發(fā)明者】遲建國, 薛長森, 趙敏, 李玉亮, 谷其銘, 石海寧 申請人:山東瑞博斯煙草有限公司