一种基于plc的阀门远程监控系统的制作方法
一种基于plc的阀门远程监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及设备远程监控技术领域，尤其是涉及一种基于PLC的阀门远程监控系统。
【背景技术】
[0002]可编程控制器作为工业控制专用的计算机，由于其结构简单、性能优良，抗干扰性能好，可靠性高，编程简单，调试方便，在机械、化工、橡胶、电力、石油天然气等行业工业控制现场已日趋广泛地得到应用，成为工控现场进行实时控制的最主要的控制装置。同时利用PLC所具有的串行通信和计算机的远程通信功能，可实现计算机对多台PLC控制装置的远程集中监控。
[0003]在石油、天然气远程输送管线上，大口径油气管道阀门是重要的基础设备之一，具有截止、开启、配送和调压等多种功能，一旦出现故障轻则影响管线的输送功能，重则导致管线的严重破坏甚至造成人生安全，因此对油气管道及阀门的全程状态监控显得尤为重要。
[0004]但现有技术中对油气管道阀门的监测可靠性差，性能不够稳定，效果不是很好，维护不便，没有一种利用PLC的集中控制来对大口径油气管道阀门进行远程监测的成套设备系统。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PLC的阀门远程监控系统，本实用新型由一个监控主站和若干阀门从站构成，主站与从站之间采用无线数传电台互连，该系统的突出特点是现场数据采集和设备控制由PLC实现。其操作方便，可靠性高，性能安全稳定，人机界面友好，应用效果好，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:包括无线电发射塔、系统监控中心、多个阀门站，所述阀门站包括PLC本体模块和与PLC本体模块连接的无线数传模块，所述PLC本体模块输出端分别与A/D转换模块和1模块连接，所述A/D转换模块与传感器组相连接，所述1模块与智能驱动装置相连接，所述智能驱动装置与阀门相连接；所述无线数传模块一端与嵌入在PLC本体模块内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心的服务器串口连接。
[0007]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述PLC本体模块选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR。
[0008]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述A/D转换模块选用与PLC本体模块配套的FX2N-4AD。
[0009]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述无线数传模块选用美国的MDS2710数字传输电台。
[0010]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述嵌入在PLC本体模块内的通讯模块为FX2n-485-BD。
[0011]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述传感器组包括温度传感器、流量传感器和压力传感器。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]本实用新型由一个监控主站和若干阀门从站构成，主站与从站之间采用无线数传电台互连，该系统的突出特点是现场数据采集和设备控制由PLC实现。其操作方便，可靠性高，性能安全稳定，人机界面友好，应用效果好，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的阀门远程监控系统结构框图；
[0016]图2为本实用新型的阀门远程监控系统阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:包括无线电发射塔1、系统监控中心2、多个阀门站3，所述阀门站3包括PLC本体模块32和与PLC本体模块32连接的无线数传模块31，所述PLC本体模块32输出端分别与A/D转换模块33和1模块35连接，所述A/D转换模块33与传感器组34相连接，所述1模块35与智能驱动装置36相连接，所述智能驱动装置36与阀门37相连接；所述无线数传模块31 —端与嵌入在PLC本体模块32内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心2的服务器串口连接。
[0018]如图2所示，为阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图。三相交流电动机M分别由交流接触器KMO和KMC的通断来驱动阀芯顺、逆时针转动实现阀门的开启或关闭。
[0019]所述PLC本体模块32选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR。智能驱动装置是引进美国Limitorque技术的SMC多回转型阀门电动装置，它可以单台控制，也可集中控制，可现场操作，也可远程控制，除能驱动阀门动作外同时还能将自身的状态以标准信号的方式送出供PLC进行状态检测。
[0020]所述A/D转换模块33选用与PLC本体模块31配套的FX2N-4AD，其有四路独立的差分输入通道。每个通道可选择为电流型(±20mA)或电压型(±10VDC)信号输入。在每个阀门站管线或阀门的适当位置装上温度、压力和流量传感器，以采集油气管线的工作状态。参数信号经传感器变送后分别与FX2N-4AD各独立通道相连，经AD转换后放到相应的数据寄存器中，供PLC定时读取。
[0021]计算机与PLC之间采用无线数传电台方式进行通讯，采用交错编码、收后重发技术，提高无线通讯的抗干扰能力，确保阀门站无线远程控制的安全可靠运行。数据传输模块选用美国的MDS2710数字传输电台，它可为两点之间的数据传输提供全透明的半双工通讯连接。它一端与嵌入在PLC内的通讯FX2n-485-BD通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准的RS232接口与监控中心服务器的串口连接，组成准双向的数据发送与接收无线通讯网络，网络的最大节点数可达32个。电台发射功率为25W，采用收、发同频方式(235MHz)，主站架设全向天线，阀门站架设定向八木式天线后，数据传输距离可达15Km以上，在地势平坦地区，通讯距离可达20Km。为了安全，除在天线安装了避雷针外，天线到电台之间的馈线也加装了避雷器。
[0022]该系统是以PLC作为远程控制终端，以工控PC机作为上位机的主从式一点对多点的远程无线监控网络。下位机PLC安装在各阀门站，通过上位机控制阀门的开启或关闭，并配置各种传感器(温度传感器、流量传感器和压力传感器)等辅助设备，组成数据采集和控制系统。上位机安装于油气调度控制中心，以半双工轮询方式同各阀门站PLC通讯，以此形成数据采集与监控系统。无线数传电台采用透明方式工作，只起数据传输作用，整个网络数据收发采用同一频率。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:包括无线电发射塔(I)、系统监控中心(2)、多个阀门站(3)，所述阀门站⑶包括PLC本体模块(32)和与PLC本体模块(32)连接的无线数传模块(31)，所述PLC本体模块(32)输出端分别与A/D转换模块(33)和1模块(35)连接，所述A/D转换模块(33)与传感器组(34)相连接，所述1模块(35)与智能驱动装置(36)相连接，所述智能驱动装置(36)与阀门(37)相连接；所述无线数传模块(31) 一端与嵌入在PLC本体模块(32)内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心(2)的服务器串口连接。2.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述PLC本体模块(32)选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR。3.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述A/D转换模块(33)选用与PLC本体模块(31)配套的FX2N-4AD。4.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述无线数传模块(31)选用美国的MDS2710数字传输电台。5.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述嵌入在PLC本体模块(32)内的通讯模块为FX2n-485-BD。6.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述传感器组(34)包括温度传感器、流量传感器和压力传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于：包括无线电发射塔、系统监控中心、多个阀门站，阀门站包括PLC本体模块和与其连接的无线数传模块，PLC本体模块输出端分别与A/D转换模块和IO模块连接，A/D转换模块与传感器组相连接，IO模块与智能驱动装置相连接，智能驱动装置与阀门相连接；无线数传模块一端与嵌入在PLC本体模块内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心的服务器串口连接。本实用新型操作方便，可靠性高，性能安全稳定，人机界面友好，应用效果好，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值。
【IPC分类】G05B19/05
【公开号】CN204695077
【申请号】CN201520442390
【发明人】李春辉
【申请人】李春辉
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月26日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及设备远程监控技术领域，尤其是涉及一种基于PLC的阀门远程监控系统。
【背景技术】
[0002]可编程控制器作为工业控制专用的计算机，由于其结构简单、性能优良，抗干扰性能好，可靠性高，编程简单，调试方便，在机械、化工、橡胶、电力、石油天然气等行业工业控制现场已日趋广泛地得到应用，成为工控现场进行实时控制的最主要的控制装置。同时利用PLC所具有的串行通信和计算机的远程通信功能，可实现计算机对多台PLC控制装置的远程集中监控。
[0003]在石油、天然气远程输送管线上，大口径油气管道阀门是重要的基础设备之一，具有截止、开启、配送和调压等多种功能，一旦出现故障轻则影响管线的输送功能，重则导致管线的严重破坏甚至造成人生安全，因此对油气管道及阀门的全程状态监控显得尤为重要。
[0004]但现有技术中对油气管道阀门的监测可靠性差，性能不够稳定，效果不是很好，维护不便，没有一种利用PLC的集中控制来对大口径油气管道阀门进行远程监测的成套设备系统。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PLC的阀门远程监控系统，本实用新型由一个监控主站和若干阀门从站构成，主站与从站之间采用无线数传电台互连，该系统的突出特点是现场数据采集和设备控制由PLC实现。其操作方便，可靠性高，性能安全稳定，人机界面友好，应用效果好，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:包括无线电发射塔、系统监控中心、多个阀门站，所述阀门站包括PLC本体模块和与PLC本体模块连接的无线数传模块，所述PLC本体模块输出端分别与A/D转换模块和1模块连接，所述A/D转换模块与传感器组相连接，所述1模块与智能驱动装置相连接，所述智能驱动装置与阀门相连接；所述无线数传模块一端与嵌入在PLC本体模块内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心的服务器串口连接。
[0007]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述PLC本体模块选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR。
[0008]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述A/D转换模块选用与PLC本体模块配套的FX2N-4AD。
[0009]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述无线数传模块选用美国的MDS2710数字传输电台。
[0010]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述嵌入在PLC本体模块内的通讯模块为FX2n-485-BD。
[0011]上述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述传感器组包括温度传感器、流量传感器和压力传感器。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]本实用新型由一个监控主站和若干阀门从站构成，主站与从站之间采用无线数传电台互连，该系统的突出特点是现场数据采集和设备控制由PLC实现。其操作方便，可靠性高，性能安全稳定，人机界面友好，应用效果好，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的阀门远程监控系统结构框图；
[0016]图2为本实用新型的阀门远程监控系统阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:包括无线电发射塔1、系统监控中心2、多个阀门站3，所述阀门站3包括PLC本体模块32和与PLC本体模块32连接的无线数传模块31，所述PLC本体模块32输出端分别与A/D转换模块33和1模块35连接，所述A/D转换模块33与传感器组34相连接，所述1模块35与智能驱动装置36相连接，所述智能驱动装置36与阀门37相连接；所述无线数传模块31 —端与嵌入在PLC本体模块32内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心2的服务器串口连接。
[0018]如图2所示，为阀门电机主回路及PLC外部端子回路示意图。三相交流电动机M分别由交流接触器KMO和KMC的通断来驱动阀芯顺、逆时针转动实现阀门的开启或关闭。
[0019]所述PLC本体模块32选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR。智能驱动装置是引进美国Limitorque技术的SMC多回转型阀门电动装置，它可以单台控制，也可集中控制，可现场操作，也可远程控制，除能驱动阀门动作外同时还能将自身的状态以标准信号的方式送出供PLC进行状态检测。
[0020]所述A/D转换模块33选用与PLC本体模块31配套的FX2N-4AD，其有四路独立的差分输入通道。每个通道可选择为电流型(±20mA)或电压型(±10VDC)信号输入。在每个阀门站管线或阀门的适当位置装上温度、压力和流量传感器，以采集油气管线的工作状态。参数信号经传感器变送后分别与FX2N-4AD各独立通道相连，经AD转换后放到相应的数据寄存器中，供PLC定时读取。
[0021]计算机与PLC之间采用无线数传电台方式进行通讯，采用交错编码、收后重发技术，提高无线通讯的抗干扰能力，确保阀门站无线远程控制的安全可靠运行。数据传输模块选用美国的MDS2710数字传输电台，它可为两点之间的数据传输提供全透明的半双工通讯连接。它一端与嵌入在PLC内的通讯FX2n-485-BD通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准的RS232接口与监控中心服务器的串口连接，组成准双向的数据发送与接收无线通讯网络，网络的最大节点数可达32个。电台发射功率为25W，采用收、发同频方式(235MHz)，主站架设全向天线，阀门站架设定向八木式天线后，数据传输距离可达15Km以上，在地势平坦地区，通讯距离可达20Km。为了安全，除在天线安装了避雷针外，天线到电台之间的馈线也加装了避雷器。
[0022]该系统是以PLC作为远程控制终端，以工控PC机作为上位机的主从式一点对多点的远程无线监控网络。下位机PLC安装在各阀门站，通过上位机控制阀门的开启或关闭，并配置各种传感器(温度传感器、流量传感器和压力传感器)等辅助设备，组成数据采集和控制系统。上位机安装于油气调度控制中心，以半双工轮询方式同各阀门站PLC通讯，以此形成数据采集与监控系统。无线数传电台采用透明方式工作，只起数据传输作用，整个网络数据收发采用同一频率。
[0023]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:包括无线电发射塔(I)、系统监控中心(2)、多个阀门站(3)，所述阀门站⑶包括PLC本体模块(32)和与PLC本体模块(32)连接的无线数传模块(31)，所述PLC本体模块(32)输出端分别与A/D转换模块(33)和1模块(35)连接，所述A/D转换模块(33)与传感器组(34)相连接，所述1模块(35)与智能驱动装置(36)相连接，所述智能驱动装置(36)与阀门(37)相连接；所述无线数传模块(31) 一端与嵌入在PLC本体模块(32)内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心(2)的服务器串口连接。2.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述PLC本体模块(32)选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR。3.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述A/D转换模块(33)选用与PLC本体模块(31)配套的FX2N-4AD。4.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述无线数传模块(31)选用美国的MDS2710数字传输电台。5.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述嵌入在PLC本体模块(32)内的通讯模块为FX2n-485-BD。6.按照权利要求1所述的一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于:所述传感器组(34)包括温度传感器、流量传感器和压力传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于PLC的阀门远程监控系统，其特征在于：包括无线电发射塔、系统监控中心、多个阀门站，阀门站包括PLC本体模块和与其连接的无线数传模块，PLC本体模块输出端分别与A/D转换模块和IO模块连接，A/D转换模块与传感器组相连接，IO模块与智能驱动装置相连接，智能驱动装置与阀门相连接；无线数传模块一端与嵌入在PLC本体模块内的通讯模块通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准RS232接口与系统监控中心的服务器串口连接。本实用新型操作方便，可靠性高，性能安全稳定，人机界面友好，应用效果好，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用价值。
【IPC分类】G05B19/05
【公开号】CN204695077
【申请号】CN201520442390
【发明人】李春辉
【申请人】李春辉
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月26日
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