一种自动化系统的制作方法

1.本实用新型涉及自动化系统。


背景技术：

2.建筑自动化系统(building automatic system，bas)用于自动获取设备运行数据，并根据获取到的数据对设备运行情况进行监测、对设备进行控制，对设备乃至设备所在的系统运行情况进行分析等。所述bas可应用于多种领域，如应用于建筑领域、地铁运行领域。
3.电控箱系统用于对环控设备进行供电，获取电机控制中心(motor control center，mcc)电控箱的数据，并根据所述mcc电控箱的数据对设备运行情况进行监测、控制等。电控箱系统也可应用于多种领域，如地铁运行领域。
4.以地铁bas及地铁电控箱系统为例，地铁bas监控隧道通风系统、车站通风空调系统、车站冷冻水系统、给排水系统、自动扶梯、电梯、照明系统、人防门、防火阀等机电系统设备。地铁电控箱系统供电、监控送/排风机等。
5.图1给出了一种地铁bas及地铁电控箱系统共存的结构示意图，地铁bas一般可以包括：bas可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)、数据传输网络(如图1中bas设备层环网-ethernet)以及bas输入输出模块(bas i/o模块)。其中，bas plc和bas i/o模块均通过有线连接至数据传输网络，bas plc和bas i/o模块通过所述数据传输网络进行数据传输；bas i/o模块，与被监测设备通过电缆连接，用于采集被监测设备的数据。bas plc可以与上层监控网络连接，将获取的数据上传所述监控网络。
6.地铁电控箱系统一般可以包括：通过有线方式连接的mcc电控箱和mcc plc。mcc电控箱，与被监测设备通过电缆连接，用于采集被监测设备的数据，并将采集的数据发送至mcc plc。mcc plc可以将获取的数据发送至bas plc，通过所述bas plc将数据上传至上层监控网络。
7.通常，通过bas i/o模块进行监测的设备和通过mcc电控箱进行监测的设备类型不同。
8.图1所示的结构存在以下不足：
9.1)有大量的接线安装和调试工作；如，根据普通地下车站bas i/o模块通常处理的i/o端口数在3000点左右，按每个端口至少2芯电缆计算，一个地下车站大约上千根电缆需要敷设；同样，每个mcc电控箱需要敷设大量的电缆；
10.2)由于每个bas i/o模块，mcc电控箱有大量的连接电缆，通常需要布置专门的桥架放置电缆，增加了施工复杂度和成本；
11.3)施工风险高；由于地下车站在施工安装阶段通常条件较差，现场电缆敷设、设备调试均不易实施，容易引发安全事故，对人员、设备造成伤害。


技术实现要素：

12.本实用新型实施例提供了一种自动化系统，能够极大的减小系统中敷设的电缆数量，减少高风险施工作业的数量。
13.本实用新型实施例提供的自动化系统，包括：
14.建筑自动化系统bas；
15.所述建筑自动化系统bas，包括：
16.第一无线传输网络、远程bas输入输出io控制子系统、bas可编程逻辑控制器plc子系统；
17.所述远程bas io控制子系统，设置为通过无线的方式采集第一类被监测设备的数据，并将所述数据通过所述第一无线传输网络发送至所述bas plc子系统；
18.所述bas plc子系统，设置为从所述第一无线传输网络接收数据后，对所述数据进行处理。
19.可选的，所述bas io控制子系统，包括：
20.第一无线网关；
21.bas io控制箱，与所述第一无线网关有线连接，通过所述第一无线网关与所述第一类被监测设备以及所述bas plc子系统通信。
22.可选的，所述bas plc子系统，包括：
23.第二无线网关；
24.bas plc，与所述第二无线网关有线连接，通过所述第二无线网关与所述bas io控制子系统通信，以及对接收的数据进行处理。
25.可选的，所述bas plc包括主bas plc和从bas plc，所述主bas plc和所述从bas plc之间通过有线连接；所述主bas plc和从bas plc分别与一个第二无线网关有线连接。
26.可选的，所述bas系统还包括：
27.无线传感器子系统，设置为通过无线的方式采集第二类被监测设备的数据，并通过所述第一无线传输网络与所述bas plc进行通信。
28.可选的，所述无线传感器子系统，包括：
29.第三无线网关；
30.无线传感器，与所述第三无线网关有线连接，设置为采集第二类被监测设备的数据，并通过所述第三无线网关与所述bas plc通信。
31.可选的，所述无线传感器子系统，包括：
32.第三无线网关；
33.第一协议转换装置，分别与所述第三无线网关和无线传感器有线连接，将来自所述无线传感器的数据从第一格式转换为所述第一无线传输网络定义的第二格式后，发送至所述第三无线网关；
34.无线传感器，设置为采集第二类被监测设备的数据，并通过所述第一协议转换装置以及第三无线网关与所述bas plc通信。
35.可选的，所述自动化系统还包括：
36.无线电控箱系统；
37.所述无线电控箱系统包括：
38.第二无线传输网络、电机控制中心mcc电控箱子系统和mcc管理可编程逻辑控制器plc子系统；
39.所述mcc电控箱子系统，设置为通过无线的方式采集第三类被监测设备的数据，并将所述数据通过所述第二无线传输网络发送至所述mcc plc子系统；
40.所述mcc plc子系统，设置为从所述第二无线传输网络接收数据后，对所述数据进行处理。
41.可选的，所述mcc电控箱子系统，包括：
42.第四无线网关；
43.mcc电控箱，与所述第四无线网关有线连接，通过所述第四无线网关与所述第三类被监测设备以及所述mcc plc子系统通信。
44.可选的，所述mcc电控箱子系统，包括：
45.第四无线网关；
46.第二协议转换装置，分别与所述第四无线网关和mcc电控箱有线连接，将来自所述mcc电控箱的数据从第三格式转换为所述第二无线传输网络定义的第四格式后，发送至所述第四无线网关；
47.mcc电控箱，设置为采集第三类被监测设备的数据，并通过所述第二协议转换装置以及第四无线网关与所述mcc plc子系统通信。
48.可选的，所述mcc plc子系统，包括：
49.第五无线网关；
50.mcc plc，与所述第五无线网关有线连接，通过所述第五无线网关与所述mcc电控箱子系统通信，以及对接收的数据进行处理。
51.本技术记载的技术方案，远程bas io控制子系统和bas plc子系统通过第一无线传输网络连接，可以减小通过有线网络连接带来的电缆敷设量；被检测设备与所述远程bas io控制子系统也通过无线的方式连接，进一步减少了通过有线网络连接带来的电缆敷设量；由于减少了电缆敷设量，也减少了需要布置的桥架的数量，降低了施工复杂度和成本；本技术通过无线连接方式也减少高风险施工作业的数量。
52.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
53.附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
54.图1为现有的一种地铁bas和地铁电控箱系统共存的结构示意图；
55.图2为本实用新型提供的建筑自动化系统bas结构示意图；
56.图3为本实用新型提供的第一无线传输网络结构示意图；
57.图4为本实用新型提供的bas io控制子系统结构示意图；
58.图5为本实用新型提供的bas plc子系统结构示意图；
59.图6为本实用新型提供的主bas plc和从bas plc连接示意图；
60.图7为本实用新型提供的另一建筑自动化系统bas结构示意图；
61.图8为本实用新型提供的无线传感器子系统结构示意图；
62.图9为本实用新型提供的另一无线传感器子系统结构示意图；
63.图10为本实用新型提供的bas系统在实际生产中的架构图；
64.图11为本实用新型提供的无线电控箱系统结构示意图；
65.图12为本实用新型提供的mcc电控箱子系统结构示意图；
66.图13为本实用新型提供的另一mcc电控箱子系统结构示意图；
67.图14为本实用新型提供的无线电控箱系统在实际生产中的架构图。
具体实施方式
68.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
69.本技术提供了一种自动化系统，所述自动化系统包括建筑自动化系统bas，所述bas的结构可如图2所示，所述bas可以包括：
70.远程bas输入输出io控制子系统201、第一无线传输网络202、bas可编程逻辑控制器plc子系统203；
71.所述远程bas io控制子系统203，设置为通过无线的方式采集第一类被监测设备的数据，并将所述数据通过所述第一无线传输网络202发送至所述bas plc子系统203；
72.所述bas plc子系统203，设置为从所述第一无线传输网络202接收数据后，对所述数据进行处理。
73.上述bas，远程bas io控制子系统和bas plc子系统通过第一无线传输网络连接，可以减小通过有线网络连接带来的电缆敷设量；被检测设备与所述远程bas io控制子系统也通过无线的方式连接，进一步减少了通过有线网络连接带来的电缆敷设量；由于减少了电缆敷设量，也减少了需要布置的桥架的数量，降低了施工复杂度和成本；本技术通过无线连接方式也减少高风险施工作业的数量。
74.所述第一无线传输网络可以为多种类型的无线传输网络，如无线蜂窝网络、wifi网络，点对点通信网络等。所述第一无线传输网络的结构可以如图3所示，所述第一无线传输网络可以包括：无线接入点ap、接入交换机以及核心交换机；所述ap，设置为为第一无线传输网络外的设备接入无线传输网络提供接入服务；所述接入交换机，设置为为所述ap提供工作电源、以及提供数据传输服务；所述接入交换机可以是poe(power over ethernet)交换机；所述核心交换机，设置为对整个第一无线传输网络的设备进行接入路由管理。
75.为了使第一无线传输网络具备：(1)ip地址静态；(2)网络延时小于15ms；(3)信号质量好，信号覆盖强度等级在等级3以下这些特点，本技术实施例所述的ap可以采用802.11ax协议，三频12流设计，支持整机接入速率达6gbps，支持mu-mimo(multi-user multiple-input multiple-output，多用户多输入多输出)技术，实现多终端同时通信，单路发射功率可达到20dbm；还可以采用合适的布点规划，如果是地铁、地下车站等密度较高的封闭室内空间，在站厅采用20米间距等三角部署，设备区可按1分四部署，保证设备用房
覆盖强度，业务延时《10ms。
76.本技术所述的bas可以应用于地铁领域、建筑领域。
77.对于地铁bas，所述第一类被检测设备可以包括：传感器、防火阀、应急照明设备、给排水设备中的任意一种或多种。所述第一无线传输网络可以采用现有地铁中的生产管理无线网。
78.在一示例性实施例中，如图4所示，所述bas io控制子系统201，可以包括：
79.第一无线网关2011；
80.bas io控制箱2012，与所述第一无线网关2011有线连接，通过所述第一无线网关2011与所述第一类被监测设备以及所述bas plc子系统203通信。bas io控制箱2012作为bas plc子系统203的远程io节点，可以设置为通过内设数字模块和/或模拟模块实现对外接设备的数据监测，以及根据监测的数据对外接第一类被监测设备进行控制等。
81.在另一示例性实施例中，如图5所示，所述bas plc子系统203，可以包括：
82.第二无线网关2031；
83.bas plc 2032，与所述第二无线网关2031有线连接，通过所述第二无线网关2031与所述bas io控制子系统201通信，以及对接收的数据进行处理。
84.本技术实施例所述的无线网关(包括但不限于上述第一无线网关和上述第二无线网关)具备以下特点：
85.可以支持多种工业数据传输协议，包括：ethernet ip,profinet,modbus tcp,hart(highway addressable remote transducer，高速可寻址远程通信协议),cclink(control&communication link，控制与通信链路系统)；
86.支持数据透传(即数据透明转发，不改变数据的源地址和目的地址)，方便集成到综合监控系统、工业互联网以及大数据平台，包括：opc(ole for process control)协议，mqtt(message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输)协议，modbus tcp，ethernet ip(ethernet industrial protocol，以太网工业协议)等；
87.具有ip52防护等级，宽温设计(可运行于-40～70摄氏度)，支持rs232、rs485工业串行接口；
88.可以支持5g，4g lte，wifi6、wifi5等设备接入；
89.可以代替传统的有线网络接入方式，可适应野外、恶劣环境，减少在这类环境中出现的施工风险。
90.在一示例性实施例中，如图6所示，所述bas plc 2032可以包括主bas plc和从bas plc，所述主bas plc和所述从bas plc之间通过有线连接，所述有线可以为主从本地的同步电缆；所述主bas plc和从bas plc分别与一个第二无线网关有线连接。
91.通过设置主从bas plc，可以提高经由bas plc处理的数据的安全性，以防数据被破坏、丢失。
92.在一示例性实施例中，如图7所示，所述bas系统还包括：
93.无线传感器子系统204，设置为通过无线的方式采集第二类被监测设备的数据，并通过所述无线传输网络202与所述bas plc 2032进行通信。
94.在一示例性实施例中，如图8所示，所述无线传感器子系统204，包括：
95.第三无线网关2041；
96.无线传感器2042，与所述第三无线网关2041有线连接，设置为采集第二类被监测设备的数据，并通过所述第三无线网关2041与所述bas plc 2032通信。
97.在另一示例性实施例中，如图9所示，所述无线传感器子系统204，包括：
98.第三无线网关2041；
99.第一协议转换装置2043，分别与所述第三无线网关2041和无线传感器2042有线连接，将来自所述无线传感器2042的数据从第一格式转换为所述第一无线传输网络202定义的第二格式后，发送至所述第三无线网关2041；
100.无线传感器2042，设置为采集第二类被监测设备的数据，并通过所述第一协议转换装置2043以及第三无线网关2041与所述bas plc 2032通信。
101.图9所示的无线传感器子系统相对图8所示的无线传感器子系统，增加了一个第一协议转换装置，这是因为实际工程实施时，存在无线传感器采集的数据的格式与第一无线传输网络定义的数据格式不相同的情况，为了确定采集的数据顺利通过第一无线传输网络传输，增加了协议转换装置。
102.图10给出了一种本技术实施例记载的bas系统在实际生产中的架构图。该图中远程bas输入输出io控制子系统、无线传感器子系统204通过无线网关，将数据经无线生产网传输至bas plc子系统。所述bas plc子系统通过设置主bas plc和从bas plc进行后备保护。
103.在一示例性实施例中，如图11所示，所述自动化系统还可以包括：无线电控箱系统；
104.所述无线电控箱系统包括：第二无线传输网络205、电机控制中心mcc电控箱子系统206和mcc管理可编程逻辑控制器plc子系统207；
105.所述mcc电控箱子系统206，设置为通过无线的方式采集第三类被监测设备的数据，并将所述数据通过所述第二无线传输网络205发送至所述mcc plc子系统207；
106.所述mcc plc子系统207，设置为从所述第二无线传输网络205接收数据后，对所述数据进行处理。
107.所述第一无线传输网络和所述第二无线传输网络可以使用同一网络，也可以使用不同的网络。
108.所述第三类被监测设备可以为马达保护器、变频器、风机等控制单元设备。
109.本技术实施例中的所述mcc plc子系统可以直接与上层监控网络通信，也可以通过前述bas plc子系统与上层监控网络通信。
110.上述无线电控箱系统，mcc电控箱子系统和mcc plc子系统通过第二无线传输网络连接，可以减小通过有线网络连接带来的电缆敷设量；被检测设备与所述mcc电控箱子系统也通过无线的方式连接，进一步减少了通过有线网络连接带来的电缆敷设量；由于减少了电缆敷设量，也减少了需要布置的桥架的数量，降低了施工复杂度和成本；本技术通过无线连接方式也减少高风险施工作业的数量。
111.在一示例性实施例中，如图12所示，所述mcc电控箱子系统206，包括：
112.第四无线网关2061；
113.mcc电控箱2062，与所述第四无线网关2061有线连接，通过所述第四无线网关2061与所述第三类被监测设备以及所述mcc plc子系统207通信。mcc电控箱2062可以设置为通
过内设数字模块和/或模拟模块实现对外接设备的数据监测，以及根据监测的数据对外接设备进行控制，此外，还可以设置为对被控对象进行三相供电控制以及提供电机保护，如：电机出现超时启动、过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电(接地)、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心、外部故障等情况时，对电机进行保护。
114.在一示例性实施例中，如图13所示，所述mcc电控箱子系统206，包括：
115.第四无线网关2061；
116.第二协议转换装置2063，分别与所述第四无线网关2061和mcc电控箱2062有线连接，将来自所述mcc电控箱2062的数据从第三格式转换为所述第二无线传输网络205定义的第四格式后，发送至所述第四无线网关2061；
117.mcc电控箱2062，设置为采集第三类被监测设备的数据，并通过所述第二协议转换装置2063以及第四无线网关2061与所述mcc plc子系统207通信。
118.在一示例性实施例中，所述mcc plc子系统207，包括：
119.第五无线网关；
120.mcc plc，与所述第五无线网关有线连接，通过所述第五无线网关与所述mcc电控箱子系统通信，以及对接收的数据进行处理。
121.图14给出了一种本技术实施例记载的无线电控箱系统在实际生产中的架构图。该图中mcc电控箱子系统通过无线网关，将数据经无线生产网传输至mcc plc子系统。所述mcc plc子系统通过设置主mcc plc和从mcc plc进行后备保护。进一步地，如果mcc plc子系统有多级，下级mcc plc还可以通过无线网关，将数据经无线生产网传输至上一级mcc plc子系统。
122.在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、
““
口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
123.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
124.虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。