粮仓温度综合监控系统设计草案
本系统针对粮仓温度综合监控系统而设计,系统架构先进可靠,
扩展性好,可以实时采集现场数据,高效保存历史记录,具备完善
的报表系统,同时可以便捷实现联网监控。本系统已经过软硬件的
兼容性和可靠性测试,符合相关质量技术要求。
以其开放的系统架构、模块化开放方式、高效的数据处理、灵活
的界面设计和高度的可靠性,在工厂设备监控系统中得到广泛的应用。
方案一:(以5个粮仓,每个粮仓40个点为例)
本系统可以同时监控多个粮仓温度。温度数据可以通过温度巡检仪
加配温度传感器进行采集,通过RS-485串口或者以太网、无线等方式
将数据传递到计算机中。
传感器实时采集外界温度进行,传感器与仪表进行内部数据传输。
每个传感器需要用软件设置一个地址编号,在线上需要采集的地方开
孔安装传感器,仪表根据传感器编号采集数据。每个温度巡检仪可以
连接一条线,每条线可以连接十几个温度传感器,采用的线缆为三芯
的屏蔽线(距离不超过100米)。由于现场一共5个料仓,每个仓4条
线,每条线10个采集点,因此需要20个温度巡检仪,20根线缆,200个
温度传感器,还要配备1个8口RS-485串口扩展卡。
那么每个仓库大概针对一个仓库(含5个料仓),总计设备和预估成本如下:
编号
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产品
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规格
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数量
|
预计单价
|
1
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计算机
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普通配置台式机即可,需要有PCI扩展插槽
|
1
|
|
2
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温度巡检仪
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多路库房温度巡检报警仪
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20
|
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3
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RS-485串口板块
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8路RS-485串口板卡,
|
1
|
|
4
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线缆
|
RS-485双芯屏蔽线缆
|
>20
|
|
|
温度传感器
|
温度巡检仪专用
|
200
|
|
方案二:
本系统可以同时监控多个粮仓温度。温度数据可以通过智能采集模块
加配温度探头进行采集,通过RS-485串口或者以太网、无线等方式将数
据传递到计算机中。
温度探头实时采集外界温度进行,它与智能采集模块通过总线进行内
部数据传输。每个传感器需要用软件设置一个地址编号,智能采集模块根
据传感器编号采集数据。每个智能采集模块最多可以连接8条线,模块总
共可以负载64个温度传感器,采用的线缆为三芯的屏蔽线(距离不超过
100米)。由于现场一共5个料仓,每个仓4条线,每条线10个采集点,
因此需要4-5个智能采集模块(1个模块4-6条线,每条线10个采集点),
20根线缆,200个温度探头,还要配备1个8口RS-485串口扩展卡。
那么每个仓库大概针对一个仓库(含5个料仓),总计设备和预估成本如下:
编号
|
产品
|
规格
|
数量
|
预计单价
|
1
|
计算机
|
普通配置台式机即可,需要有PCI扩展插槽
|
1
|
|
2
|
智能采集模块
|
智能采集模块
|
4
|
|
3
|
RS-485串口板块
|
8路RS-485串口板卡,
|
1
|
|
4
|
线缆
|
RS-485双芯屏蔽线缆
|
>20
|
|
5
|
温度探头
|
智能采集模块专用
|
200
|
|
1.3. 系统架构
由于系统具有开放的架构,可以搭建多种模式的粮仓温度综合监控
系统,所以可以根据不同的用户需求设计相应的系统架构。从整体架构上,
系统可以分为单机版和网络版,其中网络版也分为C/S架构和B/S架构以及
混合架构,从具体监控硬件方面,可以分为集中采集和模块分布采集等方
式。详述如下:
单机模式下,系统只通过一台电脑关联现场的硬件设备,采集设备动态
数据,并进行数据处理,保存历史记录,其架构如下图所示:
这种架构中,电脑无需和其他电脑进行信息连通,独立运行,系统较
为简洁,成本最低,适用于较小的系统或者无需联网的区域监控。
C/S 模式( Client/Server,客户机/服务器),通常数据采集、前端现实、
数据缓存、人机操控界面等功能会在前置机(也就是客户机)上实现,而
数据汇总、系统总成、集中控制等功能会在服务器上实现。如果用户有多
个粮仓温度需要监控,可以分区域就地集中采集,然后再汇总到中心服务
上,这样就实现了本地集中采集和远程数据汇总管理的功能。
其系统架构可参看下图所示:
C/S结构适合分布式的数据采集系统,客户端本身可以缓存历史数据,
同时也可以长期保存其采集的数据,中心服务器通常保存所有的核心数据。
服务器和客户端之间通常通过以太网连接,如果网络连接出现故障,客户
端可以缓存数据,并在网络重新连接之后向服务器续传数据。
C/S架构中,服务器和客户端之间的通信通常可以采用自定义协议,
或者OPC等通用协议,在某些特殊场合下,服务器和客户端也可通过串口
或者拨号方式通信。
C/S架构中,服务器和客户端之间主要是数据的交互,服务器和客户
端可以分别展现不同的监控画面。
本系统拥有自主产权的过程数据库,数据库间通过自定义协议通信,
快捷稳定,适合搭建各种C/S架构,从而满足不同的现场需求,而且对硬
件要求相对较低,非常适合多泵站监控。
B/S(Browser/Server,浏览器/服务器),是指借助IE浏览器,展现
监控画面,客户端无需安装其他软件,即可看到服务器的画面,其架构图
如下所示:
这里客户端看到的画面是服务器发布在网络的,相对C/S模式,其最大
优势就是客户端可以无需安装其他客户端软件,相对自由方便。不过客户端
自身无法直接保存历史数据,通信必须通过以太网进行。软件支持WEB发布
功能,可以将监控界面发布到以太网,客户只需要通过IE浏览器即可操作。
针对粮仓温度的联网监控架构,通常使用如下架构,监控画面和历史数据
均保存在主服务上,其他计算机可以远程查看现场的统计数据。其系统架构
图如下所示:
l 每个粮仓可以由一台前置机采集其所有温度数据;;
l 前置机本身可以显示画面,保存数据,记录报警信息等;
l 前置机通过局域网将数据汇总至中心服务;
l 其他管理人员可以通过客户端软件访问中心服务器获取现场实时值和
历史数据;
l 系统模块化设计,具有较高的灵活性,可以实现多种架构扩展。
l 如果需要,同时可以采集其他的硬件设备数据。
系统基本功能明确如下:
l 现场数据实时采集
实时采集现场的各个温度点的实时数据。
l 实时数据仿真显示
可以根据现场粮仓的分布,以地图或者分布图的方式仿真显示每个温
度节点的位置,直观显示各数据,同时也可以提供列表集中显示;
l 高效历史数据处理
可以通过监控软件自身的过程数据库高效处理历史数据,实现高精度、
高压缩比的数据存储。
l 灵活的历史查询方式
软件支持报表、曲线、直方图等多种模式查询历史数据;
l 报表查询
可以通过报表查询历史数据和实时数据,报表自身可以单元格为单位
设置颜色、背景、格式和脚本动画;报表支持数据导入、导出,打
印、打印预览、可以灵活设置打印参数,同时报表还支持关联其他
关系数据库等多种功能;
l 曲线查询
可以查询单点或多点的数据实时曲线或者历史曲线;
l 报警记录
系统具有完备的报警管理功能,用户可以设定报警参数,分区域或
者时间段,按等级查询报警记录。
l 安全管理
管理员可以设定相关操作人员的权限,具有不同权限的操作人员
可以执行不同的操作。
系统根据客户需求具备如下扩展功能:
l 远程监视和查询
管理人员可以通过远程计算机查询现场设备的实时和历史数据,第
一时间掌握相关数据信息;
l 短信报警功能
设备故障后,可以将相应的故障信息自动下发到相应人员的手机上,
实现主动报警;
l 保养管理
可以设定每台设备的保养进程管理,当达到需要保养的时刻时,
系统会自动提示相应保养信息,便于用户管理设备;
l 厂家信息提示
当设备出现故障时,可弹出相应的设备厂家地址,售后联系电话。
l 开放的数据接口
系统提供了开放的数据接口,可以通过OPC、DDE、Modbus、
ODBC等多种方式和其他软件系统进行数据通信;
l 灵活的架构
系统可以实际需要搭建C/S、B/S或者混合结构的通信网络。
以上所罗列几种模式功能可以简单对比如下:
无:○ 有:● 可选:△
功能/其他
|
单机普通
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联网简易
|
联网统计
|
数据仿真实时显示
|
●
|
●
|
●
|
历史曲线查询
|
●
|
●
|
●
|
历史数据自动保存
|
●
|
●
|
●
|
报表打印、导出
|
●
|
●
|
●
|
安全权限管理
|
●
|
●
|
●
|
厂家信息提示
|
●
|
●
|
●
|
设备保养提示管理
|
○
|
○
|
●
|
设备基本信息维护
|
○
|
○
|
●
|
维修结果记录
|
○
|
○
|
●
|
远程查看实时数据
|
○
|
●
|
●
|
远程查看统计数据
|
○
|
●
|
●
|
多种软件接口
|
○
|
●
|
●
|
短信报警
|
△
|
△
|
△
|
可以根据用户实际需要提供相应软件,同时,单机版可以后期升级为
联网版,普通版可以升级为统计版,提供差异化服务,更好满足客户需求。
1.1. 现场模拟画面(仅供参考)