一种基于物联网的工业现场监控系统的制作方法

本实用新型涉及工业仪表控制技术领域领域，尤其是涉及一种基于物联网的工业现场监控系统。

背景技术：

工业互联网涉及对机器、物料、人、信息系统进行广泛连接，绝大多数现代化生产企业都不是零基础，企业在数字化的进程上已经都有所建设，例如已经实施了自动控制系统、已经使用了部分智能仪表、已经实施了多种信息化系统等。但是现有现代化生产企业中的每一套工业控制网和办公网彼此隔离，而且工业控制网中的生产数据仅能在每一套网络内部进行传递，无法统一整合或被办公网和互联网中的设备进行使用。传统工业总线网络和工业以太网基本都是注重实现本地自动化控制而建立的，都为局域型网络，网络覆盖面小，虽然可以通过网关设备进行网络扩展，但是整体网络结构复杂，扩展成本高，维护不方便。

随着当代物联网、电子、通信、传感器、云计算、大数据等技术的飞速发展，以及现代工业应用中对生产设备全寿命周期管理的重视和需求，传统的工业现场监控系统已经不能满足应用需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决工业现场监控系统存在的以上技术问题，而提出的一种基于物联网的工业现场监控系统。

本实用新型实施例提供一种基于物联网的工业现场监控系统，包括采集主控单元、数据采集单元、输入/输出单元、数据传输单元和通讯单元，所述输入/输出单元一端与被控对象相连接，所述输入/输出单元另一端与所述采集主控单元相连接，所述数据传输单元与现场设备连接，所述数据采集单元与所述采集主控单元相连接，所述通讯单元通过局域网服务器和/云端服务器与用户终端相连接。

进一步，所述通讯单元包括有线通讯模块和/或无线通讯模块。

进一步，所述数据采集单元包括包括采集压电信号的传感器、采集电容信号的传感器以及采集电阻信号的传感器中的一种或几种。

进一步，还包括上位机，所述上位机为plc控制系统。

进一步，所述用户终端包括工业计算机和移动设备，所述移动设备包括智能手机和/或ipad。

进一步，所述通讯单元包括公网rj45、wifi、4g中的一种或几种，所述公网rj45、wifi、4g与所述云端服务器连接。

进一步，所述数据传输单元包括rs485/232、can、以太网、modbusascii、rtu、pclink+sum、pclin中的一种或几种。

进一步，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述采集主控单元，所述触摸显示屏采用7寸液晶触摸屏。

进一步，所述通讯单元包括内网rj45和/或wifi，所述内网rj45和/或wifi与所述局域网服务器连接。

进一步，所述采集主控单元采用fpga主控模块，采用xilinxspartan6系列的xc6slx16-ftg256。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例提供了一种基于物联网的工业现场监控系统，利用移动互联网、物联网技术，通过局域网服务器和/或云端服务器与用户终端相连接，实现了工业自动化控制的输入/输出单元、数据采集单元在不同地域能实时处在监控之中，可以让管理人员随时、随地监控生产运行状况，将会明显的降低企业成本、提高生产效率、提高企业的管理水平，从而提高企业的竞争力。本实用新型具有数据响应速度快、网络化及随时随地的移动监控等特点，提高了操作人员的安全性以及工作效率，为运维、故障预警和用户交互方面提供了强有力的支持，并且本系统具有广域网级别的覆盖，结构简单，系统部署和维护方便，成本低，可靠性高等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的监控系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

由于现有现代化生产企业中的每一套工业控制网和办公网彼此隔离，而且工业控制网中的生产数据仅能在每一套网络内部进行传递，无法统一整合或被办公网和互联网中的设备进行使用。传统工业总线网络和工业以太网基本都是注重实现本地自动化控制而建立的，都为局域型网络，网络覆盖面小，虽然可以通过网关设备进行网络扩展，但是整体网络结构复杂，扩展成本高，维护不方便。本实用新型提供了一种基于物联网的工业现场监控系统，包括采集主控单元、数据采集单元、输入/输出单元、数据传输单元、通讯单元，所述输入/输出单元一端与被控对象相连接，所述输入/输出单元另一端与所述采集主控单元相连接，所述数据传输单元与现场设备连接，所述数据采集单元与所述采集主控单元相连接，所述通讯单元通过局域网服务器和/云端服务器与用户终端相连接。

上述技术方案利用移动互联网、物联网技术，通过局域网服务器和/或云端服务器与用户终端相连接，实现了工业自动化控制的输入/输出单元、数据采集单元在不同地域能实时处在监控之中，可以让管理人员随时、随地监控生产运行状况，将会明显的降低企业成本、提高生产效率、提高企业的管理水平，从而提高企业的竞争力。本实用新型具有数据响应速度快、网络化及随时随地的移动监控等特点，提高了操作人员的安全性以及工作效率，为运维、故障预警和用户交互方面提供了强有力的支持，并且本系统具有广域网级别的覆盖，结构简单，系统部署和维护方便，成本低，可靠性高等优点。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例

本实施例提供一种基于物联网的工业现场监控系统，如图1所示，本实施例包括采集主控单元、数据采集单元、输入/输出单元、数据传输单元、通讯单元，所述输入/输出单元一端与被控对象相连接，所述输入/输出单元另一端与所述采集主控单元相连接，所述数据传输单元与现场设备连接，所述数据采集单元与所述采集主控单元相连接，所述通讯单元通过局域网服务器和/云端服务器与用户终端相连接。

本实施例中，所述采集主控单元采用fpga主控模块，采用xilinxspartan6系列的xc6slx16-ft。实现了适应性极强的输出控制逻辑，可根据不同需求实现对应的控制逻辑，广泛适应各类控制对象。

所述局域网通过internet接口站与互联网相连，所述互联网上连接有用户终端，所述用户终端包括工业计算机和移动设备，所述移动设备包括智能手机和/或ipad。通过云端服务器还可将现场设备的异常状态以预警的形式发送给智能手机，以便维护人员及时前去处理。

所述输入/输出单元包括32路开关量输入、16路开关量输出、8路模拟量输入及4路模拟量输出。所述32路开关量输入为干节点输入，用于提供安全的低压直流查寻电压；所述16路开关量输出为继电器输出，每路开关量输出提供一付一转换触点，与其相连的隔离电路用于保证继电器的动作不会干扰其它通道和其它电路；所述8路模拟量输入为自适应多功能通道，各个通道之间彼此隔离，并有过流、过压电路保护；所述4路模拟量输出为0-20ma电流环输出，各通道之间彼此隔离，有过流、过压电路保护。

所述通讯单元包括有线通讯模块和/或无线通讯模块。设备可通过有线网/wifi/4g网络将采集数据及设备本地工作状况上发到云端服务器，同时接收云端下发的控制指令及参数配置。

所述通讯单元用于通讯接口、信息收发、信息标记、信息路由及协议转换。具体地，所述通讯单元包括公网rj45、wifi、4g中的一种或几种，所述公网rj45、wifi、4g与所述云端服务器连接。所述通讯单元也可包括内网rj45和/或wifi，所述内网rj45和/或wifi与所述局域网服务器连接。

所述数据传输单元包括rs485/232、can、以太网、modbusascii、rtu、pclink+sum、pclin中的一种或几种。

所述数据采集单元包括包括采集压电信号的传感器、采集电容信号的传感器以及采集电阻信号的传感器中的一种或几种。具体地，包括用于工作环境反馈的振动传感器、温度传感器、湿度传感器、位移传感器、电流传感器、电压传感器，用于工作状态反馈的力矩传感器、阀位传感器，电机驱动模块。

本实施例中，还包括上位机，所述上位机为plc控制系统，通过plc控制系统能对现场的采集主控单元进行集中控制，实现远程控制，且plc控制系统由于具有极高的性价比和很好的交互性，在工业控制领域得到广泛的应用。

本实施例中，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏连接所述采集主控单元，所述触摸显示屏采用7寸液晶触摸屏，既能显示结果，又能通过屏幕进行操作查看，为操作人员提供良好的人机交互。

本实施例中，所述数据采集系统还包括电源模块，所述电源模块为所述数据采集器提供电源。所述电源模块包括充电电路和供电电路，所述充电电路为锂电池充电。所述锂电池为高密度智能锂电池，可达12小时以上的续航能力，当直流电源接口外接电源时充电电路对锂电池充电，同时供电电路为数据采集器供电，但外接电源撤离时，锂电池对终端供电。

本实用新型由数据采集单元以及输入/输出单元组成设备层，将现场仪表通过硬接线接入就地、就近的输入/输出单元，每个输入/输出单元接入多个现场仪表；由采集主控单元、通讯单元组成控制层，在现场完成就地控制，由路由器、交换机网络设施架构成局域网，并接入互联网，并与通讯单元交换数据和控制指令，通讯单元则通过wi-fi网络上传数据至局域网；由计算机、远程终端、移动终端中的一种或多种组成管理层，完成对生产设备的监视和管理工作，以监测各个分散在广大区域内的生产设备的工作状况，并根据现场信息发布指令来执行并控制现场生产设备的操作。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。