張鵬

摘 ?要：利用物聯(lián)網(wǎng)、Modbus儀器儀表和傳感器等技術(shù)，對(duì)動(dòng)力站房設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、儀器儀表、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)，本文介紹一種設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)站房運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、歷史記錄查詢、報(bào)警等功能，可隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或手機(jī)APP進(jìn)行查看。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái);GM20-DTU網(wǎng)關(guān);DL/T645電能表;RS485儀表;4-20mA儀表

0 ?前言

陜西型汽車有限公司動(dòng)力一廠承擔(dān)著公司西廠區(qū)高壓配電室、空壓站、污水站、地源熱泵、天然氣鍋爐房等系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)。各站房設(shè)備、儀表的數(shù)據(jù)觀察僅限于現(xiàn)場(chǎng)查看，不具備遠(yuǎn)程查看功能。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RS485通訊儀表、4～20mA傳感器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、隔離器以及無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力站房數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集變得更加簡(jiǎn)單。

本文介紹利用藍(lán)蜂EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)打造動(dòng)力站房遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案，該方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、投入成本低。

1.藍(lán)蜂EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)

河北藍(lán)蜂EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)是一個(gè)工業(yè)級(jí)，服務(wù)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)用戶的綜合物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，支持多用戶、跨行業(yè)、跨設(shè)備無(wú)縫接入。通過(guò)EMCP平臺(tái)無(wú)需編程，無(wú)需安裝運(yùn)行軟件，即可快速便捷的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建，打造企業(yè)專屬的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

通過(guò)EMCP平臺(tái)，用戶只需關(guān)注自己的設(shè)備、儀表和系統(tǒng)是否與GM10/20網(wǎng)關(guān)通訊協(xié)議和通訊參數(shù)相一致，而無(wú)需關(guān)注網(wǎng)絡(luò)側(cè)如何實(shí)現(xiàn)的難題。EMCP平臺(tái)作為完整的物聯(lián)網(wǎng)集合體將數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)、展示、用戶管理、報(bào)警等功能進(jìn)行打包，用戶在EMCP平臺(tái)的后臺(tái)完成設(shè)備、數(shù)據(jù)規(guī)則、組態(tài)畫面、用戶的創(chuàng)建。然后無(wú)論身處何地，只要有網(wǎng)絡(luò)的地方打開電腦網(wǎng)頁(yè)、手機(jī)APP登陸平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理。

2 GM10/20-DTU網(wǎng)關(guān)

GM10/20-DTU網(wǎng)關(guān)是用于EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)連接下位設(shè)備所用的4G全網(wǎng)通網(wǎng)關(guān)，可以利用4G網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。GM10/20-DTU利用串口或網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)Modbus數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和傳輸，配置參數(shù)方式靈活，運(yùn)行安全穩(wěn)定。

用戶可以通過(guò)遠(yuǎn)程配置GM10/20-DTU各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。無(wú)論作為Modbus主站進(jìn)行串口通訊或作為Modbus客戶端進(jìn)行網(wǎng)口通訊，均可以靈活地實(shí)現(xiàn)多個(gè)Modbus子設(shè)備或多個(gè)Modbus Server設(shè)備的接入，適用于各種觸摸屏、PLC、Modbus儀器儀表或工業(yè)控制器的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)與監(jiān)控。

3 終端儀表類型

⑴4～20mA傳感器：

動(dòng)力站房常用測(cè)量設(shè)備參數(shù)如壓力、溫度、液位、PH 計(jì)、溫濕度傳感器和煙感等儀器儀表的信號(hào)電流都為4～20mA，指最小電流為4mA時(shí)，對(duì)應(yīng)的是儀表的下限值，最大電流為20mA時(shí)，對(duì)應(yīng)的是儀表的上限值，是工業(yè)上最廣泛采用的電流傳輸模擬量形式。

該類型傳感器需要實(shí)現(xiàn)GM10/20-DTU網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，需配備多路4～20mA轉(zhuǎn)RS485模擬量采集輸入模塊，例如：匠人電子生產(chǎn)的MA420- Inx模擬器，可以實(shí)現(xiàn)多路4～20mA信號(hào)接入，輸出RS485信號(hào)，通訊參數(shù)支持 9600-8-N-1（可設(shè)），通訊協(xié)議Modbus-rtu，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。

⑵RS485接口，Modbus-rtu通訊協(xié)議儀表：

動(dòng)力站房常用流量計(jì)、遠(yuǎn)傳水表、Modbus電度表、直流控制柜、溫濕度傳感器、煙感、PLC和觸摸屏等設(shè)備儀表具有RS485接口，Modbus-rtu通訊協(xié)議。

該類型設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)GM10/20-DTU網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，只要滿足通訊參數(shù)9600-8-N-1（可設(shè)），通訊協(xié)議Modbus-Rtu，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。

⑶DL/T645-1997/2007通訊協(xié)議多功能電度表：

電力供配電系統(tǒng)，高壓配電室、低壓配電室計(jì)量?jī)x表電度表，一般具有2路RS485接口， 支持DL/T645-1997或DL/T645-2007通訊協(xié)議。該電表因通訊協(xié)議與GM10/20-DTU網(wǎng)關(guān)通訊協(xié)議不同，該類型電度表實(shí)現(xiàn)GM20-DTU網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，可以提供兩種解決方案，方案一：采用DL/T645轉(zhuǎn)Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換器配，例如：杭州方竹FZ160電表協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)支持8臺(tái)DL/T645-1997協(xié)議和DL/T645-2007協(xié)議電度表，采集電度表常用的18項(xiàng)參數(shù)，輸出RS485信號(hào)，通訊參數(shù)支持 9600-8-N-1（可設(shè)），即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。方案二：利用PLC采集電表數(shù)據(jù)，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，輸出Modbus-rtu協(xié)議，通訊參數(shù) 9600-8-N-1（可設(shè)），即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。

⑷LORa無(wú)線數(shù)傳設(shè)備

LORa是一種遠(yuǎn)距離無(wú)線通訊方案。LORa和GPRS/4G方案相比它無(wú)需入網(wǎng)和Wifi、Zigbe相比較距離更遠(yuǎn)。所以，LORa在小數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)距離通訊中越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。例如：上海卓嵐ZLAN9700支持3中串口形式，即RS232/485/422，戶外通訊距離8km 具有遠(yuǎn)距離、低功耗、抗干擾等特點(diǎn)，避免了遠(yuǎn)距離布線或布線困難現(xiàn)場(chǎng)布線成本高的問(wèn)題。

4. EMCP物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)配置

以Mudbus從站設(shè)備連接EMCP物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)電腦和手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控為例，介紹如何使用平臺(tái)系統(tǒng)。

以管理員權(quán)限將現(xiàn)場(chǎng)需要監(jiān)控的設(shè)備調(diào)整為Mudbus從站、連接上DTU，在平臺(tái)進(jìn)行DTU和展示相關(guān)的設(shè)置，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。方法如下：

第一步：將現(xiàn)場(chǎng)用戶設(shè)備，如PLC、儀表、觸摸屏和工控機(jī)等，調(diào)整為Mudbus從站，并明確需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)的Mudbus數(shù)據(jù)類型和地址。

第二步：使用管理員賬號(hào)登錄平臺(tái)，進(jìn)入“后臺(tái)管理”進(jìn)行如下配置與設(shè)置。

⑴模塊管理：將DTU的SN綁定在本賬號(hào)，并且使模塊聯(lián)網(wǎng)在線，使用“遠(yuǎn)程配置”，配置DTU的串口參數(shù)（波特率、校驗(yàn)位等），將需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)配置到Mudbus通道中。

⑵數(shù)據(jù)規(guī)則：創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)規(guī)則，添加按照需要監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的Mudbus地址，創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表，如有需要可使用組態(tài)功能編輯組態(tài)展示頁(yè)面。

⑶設(shè)備管理：創(chuàng)建一個(gè)用于展示的設(shè)備，將DTU的SN和創(chuàng)建的數(shù)據(jù)規(guī)則綁定在此設(shè)備。

第三步：在PC 瀏覽器和手機(jī)APP，使用賬號(hào)密碼登錄后，就可以看到創(chuàng)建的設(shè)備，并且能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)查看和操控。

5.結(jié)論

動(dòng)力一廠“智慧動(dòng)力”遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)能保障和動(dòng)能供應(yīng)的自動(dòng)化、遠(yuǎn)程化、可控化、數(shù)據(jù)化，提高了動(dòng)能保障水平，提高了人員利用效率，降低了管理成本。

參考文獻(xiàn)

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