水廠遠程監控裝置的製作方法
2023-05-06 16:49:56
專利名稱：水廠遠程監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監控裝置，特別是一種水廠遠程監控裝置。
背景技術：
目前，水廠生產自動化系統需要對遠程、異地的控制站點進行數據採集、監視及控制。如幾十公裡外的取水泵站、輸送管網監控站點、加壓站等，這些站點的監控要素包括現場設備，如泵、閥；智能儀表，如數字電錶傳感器，如液位傳感器、壓力傳感器、流量變送器。這些監控要素連接到現場的可編程控制器，由可編程控制器實現對這些設備儀表的控制和數據採集。可這些站點遠離水廠，而水廠生產管理中急需這些站點的數據，傳統的解決方法是現場可編程控制器通過無線電臺與水廠進行通訊，這需要申請寶貴的無線頻段，並且傳輸速度慢以及實時性差；現場可編程控制器通過有線及無線數據機與水廠進行通訊，除了速度慢外，數據安全無法保證；微波通信，設備昂貴，維護費用高。
同時這些傳統的解決方法只是簡單的數據交換，實現的功能只為採集數據，一是無法滿足實時控制的要求，二是無法實現對遠程設備的編程、維護、診斷。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種結構合理，水廠與遠程站點兩邊利用電信的ADSL線路連接進網際網路，實現對遠程控制站點的可編程控制器的遠程編程、維護、診斷，以及實時對遠程現場設備的監控、智能儀表的採集、傳感器的測量，從而實現對遠程站點的無人值守功能的水廠遠程監控裝置。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種水廠遠程監控裝置，包括在遠程站點端的現場設備、智能儀表、傳感器，其特徵在於現場設備、智能儀表及傳感器都連接到可編程控制器，可編程控制器通過網線與VPN硬體連接設備相接，VPN硬體連接設備通過網線與ADSL數據機相連，ADSL數據機通過電話線撥號上網，在水廠端的ADSL數據機接通電話線的網際網路，並通過網線與VPN硬體連接設備相接，VPN硬體連接設備通過網線與監控電腦相連。
本實用新型的目的還可以通過以下措施來達到在遠程站點端的可編程控制器通過網線連接到VPN硬體連接設備的內部網絡埠，VPN硬體連接設備的外部網絡埠通過網線連接到ADSL調製器。在水廠端的VPN硬體連接設備的內部網絡埠通過網線連接到監控電腦，VPN硬體連接設備的外部網絡埠通過網線與ADSL數據機連接。
本實用新型相比現有技術具有如下優點水廠與遠程站點兩邊利用電信的ADSL線路連接進網際網路，VPN硬體連接設備通過網際網路建立一個臨時的、安全的連接，遠程通信速率達到640Kbps～1Mbps(由ADSL通信速率決定)，可解決對遠程控制站點的可編程控制器的遠程編程、維護、診斷的難題，以及實時對遠程現場設備的監控、智能儀表的數據採集、傳感器的測量，實現對遠程站點的無人值守功能；且結構簡單、維護費用少。
圖1為本實用新型的結構原理連接示意圖；圖2為遠程站點端VPN硬體連接設備的原理方框圖；圖3為水廠端VPN硬體連接設備的原理方框圖。
具體實施方式
本實用新型下面將結合附圖(實施例)作進一步詳述參照圖1，本實用新型包括水廠端的監控電腦1、VPN硬體連接設備2、ADSL數據機3以及遠程站點端的ADSL數據機4、VPN硬體連接設備5、可編程控制器6、現場設備7、智能儀表8、傳感器9。現場設備7包括泵、閥等；智能儀表8包括數字電錶等；傳感器9包括液位傳感器、壓力傳感器10、流量變送器等。
參照圖2、圖3，在遠程站點端、可編程控制器6通過網線連接到VPN硬體連接設備5的內部網絡埠10，VPN硬體連接設備5的外部網絡埠11通過網線連接到ADSL數據機4，ADSL數據機4再通過電話線撥號上網。在水廠端，VPN硬體連接設備2的內部網絡埠12通過網線連接到監控電腦1、外部網絡埠13通過網線與ADSL數據機3連接。
水廠與遠程站點兩邊利用電信的ADSL線路連接進網際網路，VPN硬體連接設備2、5通過網際網路建立一個臨時的、安全的連接，監控電腦1通過這條連接實現與可編程控制器6的通訊。通訊協議是建立在TCP/IP包上。現場設備7、智能儀表8、傳感器9連接到可編程控制器6，由可編程控制器6負責現場設備7的控制、採集智能儀表8的數據、測量傳感器9的值。監控電腦1上的通訊軟體實現與可編程控制器6的數據交換，組態軟體實現人機對話功能，提供監控畫面，完成數據保存、命令輸入、設備狀態監視。編程軟體負責對可編程控制器6進行遠程編程、維護，實現程序的上傳、下載功能。診斷軟體負責對可編程控制器6進行故障診斷，從而實現對遠程站點的無人值守功能。
監控電腦在其上面運行組態軟體、通訊軟體、編程軟體、診斷軟體。組態軟體實現人機對話功能，提供監控畫面，完成數據保存、命令輸入、設備狀態監視。編程軟體負責對可編程控制器的進行遠程編程、維護，實現程序的上傳、下載功能。診斷軟體負責對可編程控制器進行故障診斷。通訊軟體實現與可編程控制器的數據交換。
ADSL數據機用於撥號上網。ADSL支持上傳速率640kbps～1Mbps，下傳速率1Mbps～8Mbps，有效傳輸距離在3km～5km範圍以內。
VPN硬體連接設備兩臺VPN設備，通過網際網路建立一個臨時的、安全的連接，是一條穿過混亂的公用網絡的安全、穩定的隧道，充分保證數據的安全傳輸。VPN設備負責ADSL數據機的撥號功能。
可編程控制器負責現場設備的控制、智能儀表的數據採集、傳感器的測量。現場設備的控制，包括對泵、閥門的控制；各種傳感器的數據採集，如液位傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等。該可編程控制器採用乙太網接口，支持通過乙太網與上位機組態軟體進行通信。
現場設備完成水廠遠程站點監控任務的各種設備，如泵、閥門、智能儀表、傳感器；包括數字電錶、液位傳感器、壓力傳感器、流量變送器等。
功能通訊軟體利用TCP/IP包，通過VPN隧道與可編程控制器進行通訊，數據通訊速率依賴ADSL的上傳速率，可以達到640kbps～1Mbps。完全滿足組態軟體、編程軟體、診斷軟體對通訊速度的要求。
組態軟體依靠通訊軟體與可編程控制器進行數據交換，負責人機對話功能，提供監控畫面，完成數據保存、命令輸入、設備狀態監視。
編程軟體用於對可編程控制器裡面的程序進行上載和下傳，同時可以對可編程控制器進行配置、維護。
診斷軟體用於對可編程控制器的內部模塊進行診斷，通過對內部模塊進行故障診斷，以得知監控設備的健康狀況。
權利要求1.一種水廠遠程監控裝置，包括在遠程站點端的現場設備(7)、智能儀表(8)、傳感器(9)，其特徵在於現場設備(7)、智能儀表(8)及傳感器(9)都連接到可編程控制器(6)，可編程控制器(6)通過網線與VPN硬體連接設備(5)相接，VPN硬體連接設備(5)通過網線與ADSL數據機(4)相連，ADSL數據機(4)通過電話線撥號上網，在水廠端的ADSL數據機(3)接通電話線的網際網路，並通過網線與VPN硬體連接設備(2)相接，VPN硬體連接設備(2)通過網線與臨控電腦(1)相連。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於在遠程站點端的可編程控制器(6)通過網線連接到VPN硬體連接設備(5)的內部網絡埠(10)，VPN硬體連接設備(5)的外部網絡埠(11)通過網線連接到ADSL調製器(4)。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於在水廠端的VPN硬體連接設備(2)的內部網絡埠(12)通過網線連接到監控電腦(1)，VPN硬體連接設備(2)的外部網絡埠(13)通過網線與ADSL數據機(3)連接。
專利摘要一種水廠遠程監控裝置，包括在遠程站點端的現場設備、智能儀表、傳感器，其特徵在於現場設備、智能儀表及傳感器都連接到可編程控制器，可編程控制器通過網線與VPN硬體連接設備相接，VPN硬體連接設備通過網線與ADSL數據機相連，ADSL數據機通過電話線撥號上網，在水廠端的ADSL數據機接通電話線的網際網路，並通過網線與VPN硬體連接設備相接，VPN硬體連接設備通過網線與監控電腦相連。水廠與遠程站點兩邊利用電信的ADSL線路連接進網際網路，可解決對遠程控制站點的可編程控制器的遠程編程、維護、診斷的難題，實時對遠程現場設備的監控、智能儀表的數據採集、傳感器的測量，實現對遠程站點的無人值守功能；且結構簡單、維護費用少。
文檔編號G06F13/38GK2795913SQ20052005825
公開日2006年7月12日 申請日期2005年5月12日 優先權日2005年5月12日
發明者徐永謙, 陳輝, 周松斌 申請人:廣東省科學院自動化工程研製中心