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采用组态软件与现场总线技术实现CNG压缩机物联

跟着新能源财产的成长与节能减排的需求,天然气的应用已成为未来能源的一个主要偏向。天然气压缩机作为天然气利用的主要设备,其利用也随之急剧增长。因为天然气压缩机种类繁多、布局与功能繁杂,其故障排查与维修也繁杂。今朝,主要采纳人工按期检修、现场检测的措施对CNG压缩机进行事后故障排查;因为其散播广泛、数量浩繁,采纳事后人工现场排查故障的要领,费时辛勤,掩护资源高;且事后排查故障存在较大年夜的滞后,给用户带来不便,造成必然的经济丧掉。实时监控天然气压缩机的运行状态、工况参数,及时进行修正,可以避免造成不需要的丧掉;根据压缩机的运行记录,提前预估其故障,也低落掩护资源;记录历史运行数据与报警信息,方便阐发故障、可前进设备故障诊断与维修的效率。是以,钻研天然气压缩机物联网监控系统具有重大年夜意义。近年,无线传感、物联网技巧的成长和利用已成为热点,本文经由过程GPRS无线要领把散播广泛的压缩机连接到互联网上,钻研并实现了天然气压缩机的物联网监控系统,为天然气压缩机的在线检测、安然运行、智能故障诊断供给了靠得住的技巧包管。

1、系统收集架构

CNG压缩机物联网监控系统收集构架如图1所示。系统由设备监控网、VPN局域网、移动Net、INTERNET四大年夜收集组成。

多台CNG压缩机组成设备监控网,各设备监控网经由过程其主监控器对网内的压缩机进行实时监控,把各压缩机的实时运行工况、状态参数等数据信息进行治理和节制。现场的设备监控主机以无线要领连接到移动NET中,并经由过程移动NET的物理链路链接到NETINTERNET上。对付现场中散播的单台压缩机则可不颠末设备监控网直接经移动NET连接INTERNET.建立链接后,每一个设备监控网(或压缩机设备)在NETINTERNET上具有惟一的IP地址。远程的监控谋略机根据该IP地址,经由过程VPN局域网与INTERNET进行数据互换,实现远程压缩机的数据造访和节制。

图1 CNG压缩机物联网系统收集构成

CNG压缩机物联网监控系统从数据与信息处置惩罚角度划分,可分为设备监控层、数据传输层、存储阐发层、展示与治理层4个层级。每个层级采纳对应的不合系统,组成一个完备的综合性的收集。如图2所示,各现场压缩机经由过程现场总线(485总线、CAN总线等),连接成设备监控网,该收集为设备监控层,认真压缩机实时工况及运行状态的监控。压缩机的监控主机实时采集收集节点中的数据,并把采集到的数据发送到GPRS模块上。数据传输层由GPRS模块、发射基站、GPRS骨干网、INTERNET、VPN局域网构成,它们之间采纳TCP/IP协议进行数据的传送。在收集建立连接时,可以经由过程远程监控谋略机主动连接设备监控网的GPRS模块,也可以经由过程GPRS模块主动探求监控主机的办事器。因为GPRS模块平日是由路由自动分配IP地址,而监控主机的办事器平日具有固定IP地址,以是本文采纳GPRS主动探求监控谋略机办事器的要领进行收集连接。GPRS模块上电后,首先探求其相近的发射基站,经由过程它注册到GPRS骨干网上,然后经由过程INTERNET,连接到其设置的IP地址对应的VNP局域网的办事器上。该远程监控真个办事器接管到现场压缩机的实时数据后,运行数据库治理软件,对该数据进行存储,并运行专家系统对数据进行阐发和治理,局域网内的监控谋略机运行人机界面法度榜样,对办事器的数据库进行显示、查询、改动,并根据专家系统及小我阐发的结果发出节制敕令,对远程压缩机进行节制。

2、设备监控层联网

系统硬件由CNG压缩机、节制器、现场总线、监控主机、GPRS模块、发射基站、收集链路、办事器、监控谋略机组成。因为收集物理链路已存在,用户只需建立压缩机的设备监控网和监控谋略机的局域网,并把它们连接到INTERNET上。在设置设置设备摆设摆设好响应的参数后,任连续接在INTERNET上的谋略机都可以都可作为监控谋略机,对远程的随意率性一台压缩机进行数据互换,组成了的压缩机物联网。可见,设备监控网的建立、设备监控层的联网、远程监控法度榜样编写这三个环节为压缩机物联网监控系统的关键。对设备监控网的建立方面有较多的钻研与利用,故对此不做胪陈。以下主要胪陈设备监控网的联网以及远程监控法度榜样的编写。

图2 CNG压缩机物联网节点的数据传输

如图3所示,各个压缩机PLC实时采集现场数据:电源的电流电压、阀门的开关状态、收支气口与储罐的气体压力、进排气温度、报警信息、操作按钮、润滑状态、排污环境等;监控主机把各压缩机PLC采集的数据进行接管、收拾和存储。然后把该数据传输给GPRS模块、GPRS模块采纳TCP/IP或UDP协议经INTERNET发送到远程的办事器中。

图3现场设备监控网的数据收发

在监控主机内运行的法度榜样由联网通信、数据收发和监控治理三个子法度榜样组成。联网通信子法度榜样认真向GPRS发送联网哀求,与远程主机握手、实现设备监控网的INTERNET挂接。数据收发子法度榜样,认真接管下位机的监控数据,存储并发送到GPRS模块端;当GPRS端传来远程节制指令时,该收发子法度榜样接管该指令并向下位机发送指令旌旗灯号,对CNG压缩机进行节制。监控治理字法度榜样,主要认真对下位机进行治理,对实时数据阐发、处置惩罚。GPRS模块内运行三个子法度榜样:通信子法度榜样、通信协议子法度榜样和无线收发字法度榜样。通信子法度榜样认真与监控主机进行数据互换;通信协议子法度榜样认真把来自监控主机的数据打包成TCP/IP或UDP协议款式,或把来自收集的数据包转换成现场总线协议款式,以实现数据通信;无线收发子法度榜样认真节制无线收发芯片,把数据旌旗灯号以电磁波的要领发送出去,并把吸收到的电磁波转换成数据旌旗灯号,进行储存。

面法度榜样,对办事器的数据库进行显示、查询、改动,并根据专家系统及小我阐发的结果发出节制敕令,对远程压缩机进行节制。

3、监控界面设计

CNG压缩机物联网监控系统的实现关键在于压缩机的设备监控网的建立和联网、远程监控界面的开拓。CNG压缩机物联网的远程监控法度榜样,由压缩机工艺图、压缩机状态监控、压缩机舆图监控、实时趋势曲线、报警阀值设置、历史趋势曲线等法度榜样模块组成。

图4压缩机物联网远程监控人机界面组成

压缩机工艺图主要描述压缩机的事情道理及流程;压缩机状态监控主要认真压缩机的运行状态、运行参数的实时监控;压缩机舆图监控主要实现压缩机GPS位置定标功能;参数报表主要实现系统关键参数的记录、存储、报表自动天生功能,可供用户查询,打印;报警阀值设置部分主要认真系统报警参数设置、连启/闭功能设置;实时趋势曲线实时显示系统压力、温度等状态曲线;历史趋势曲线实现系统以前较长一段光阴内的状态曲线数据记录;报警记录查询部分实时记录、存储报警旌旗灯号,方便故障排查。

为低落研发资源,削减系统开拓周期,监控法度榜样各部分功能采纳组态软件Kingview 6.53进行开拓。所开拓的压缩机系统工艺的监控界面及舆图监控界面分手如图5和图6所示。

压缩机监控界面,经由过程Kingview软件以画图及组态要领实现,其工艺参数经由过程在软件的数据词典中建立变量,然后连接变量到设备地址上实现。

监控界面开拓完成后,根据压缩机节制器的实际环境,设置设置设备摆设摆设建立响应的变量字典,在监控界面中进行响应的动画链接设置设置设备摆设摆设,编写响应的运行脚本法度榜样,然后经由过程Kingview的Web宣布功能,实现全部远程监控端法度榜样的开拓。采纳组态软件Kingview设计监控系统大年夜大年夜缩短系统监控界面的开拓周期,低落系统实现的研发资源,同时也确保系统运行的靠得住性。

图5 CNG压缩机工艺监控界面

图6压缩机舆图监控界面

4、系统设置设置设备摆设摆设与利用

在监控界面开拓完毕,GPRS模块安装完毕后,须进行GPRS模块设置设置设备摆设摆设、办事器设置设置设备摆设摆设、监控软件驱动设置设置设备摆设摆设事情。

(1)设置设置设备摆设摆设GPRS模块

GPRS模块选用DTU,其设置设置设备摆设摆设是否精确是抉择系统连接是否成功的关键。在DTU的设置设置设备摆设摆设参数中,主要设置设置设备摆设摆设的参数有四个:模块的ID号为一个小于32位的数,平日取其GSM卡的号码作为其ID号;设置设置设备摆设摆设其要连接的公网IP地址;设置设置设备摆设摆设其通信协议,可选用的通信协议有TCP/IP、UDP以及TCP+UDP三种模式,通信协议要和远程办事器端设置同等;设置设置设备摆设摆设通信端口,通信端口可设置设置设备摆设摆设为0~65 535,但留意该端口在远程办事器中不能被占用。

(2)设置设置设备摆设摆设办事器

首先,把远程办事器连接到INTERNET上,查询其IP地址是否与GPRS模块真个IP地址同等。接着,运用TCP/IP端口设置设置设备摆设摆设对象,在办事器上开放一个端口作为与设备监控网GPRS通信的专用端口。如监控谋略机为局域网内监控谋略机,需进行端口映射操作,把办事器上用来与GPRS通信的专用端口映射到装有监控软件的谋略机上。

(3)监控软件驱动设置设置设备摆设摆设

在办事器中安装Kingview 6.53中,根据压缩机节制器(PLC)拔取响应的驱动法度榜样,采纳GPRS虚拟串口进行驱动设置设置设备摆设摆设,接着进行法度榜样的Web宣布,并运行监控软件。在INTERNET上的监控谋略机经由过程浏览器造访该办事器,实现压缩机状态的物联网监控。

因为Kingview 6.53组态软件具有富厚的图形库、设备驱动、通信接口等,监控界面法度榜样的开拓只需进行界面绘制、组态设置设置设备摆设摆设和少量的脚本代码编写事情,用户无需开拓通信驱动,缩短了系统开拓周期,前进了系统的靠得住性。安装一个Kingview 6.53软件最多可以同时加载128台DTU,也便是最多可以同时把128个现场监控网或压缩机连接到互联网上形成一个小型的压缩机物联网。当压缩机台数多于128台,可以采取增添办事器或采纳虚拟办事器要领扩展。本文所设计压缩机物联网监控系统已成功利用到中集集团旗下安瑞科公司临盆的天然气压缩机的物联网监控上,利用注解,系统运行稳定靠得住。

5、结语

本文钻研了天然气压缩机物联网远程监控系统的收集架构,阐发了监控系统的收集层次与数据传输流程。在此根基上,采纳组态软件Kingview 6.53设计压缩机物联网远程监控系统监控界面法度榜样,采纳DTU实现了CNG压缩机的物联网与远程监控。实际利用注解该系统具有资源低、轻易实现、运行靠得住的特征。

责任编辑:gt

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