本发明专利技术涉及一种基于物联网的分布式智能仪表控制系统，包括I/O(输入/输出)单元、运算单元、通讯单元和用户端设备，I/O(输入/输出)单元一端与现场仪表相连接，I/O(输入/输出)单元另一端通过无线网络实现与通讯单元进行数据交互，通讯单元与运算单元之间利用数据总线进行数据通信，每个运算单元均搭配有对应的一个通讯单元，以完成信号、参数、指令的传输和转发任务，通讯单元通过局域网与用户端设备进行通讯连接，用户端设备包括工业计算机和移动设备，移动设备包括智能手机和Pad；本发明专利技术同现有技术相比，不仅有助于实现生产智能化，提高生产效率，提高用户体验，而且降低了成本，有助于实现仪表的分散控制以及智能化改造。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于物联网的分布式智能仪表控制系统，包括I/O(输入/输出)单元、运算单元、通讯单元和用户端设备，I/O(输入/输出)单元一端与现场仪表相连接，I/O(输入/输出)单元另一端通过无线网络实现与通讯单元进行数据交互，通讯单元与运算单元之间利用数据总线进行数据通信，每个运算单元均搭配有对应的一个通讯单元，以完成信号、参数、指令的传输和转发任务，通讯单元通过局域网与用户端设备进行通讯连接，用户端设备包括工业计算机和移动设备，移动设备包括智能手机和Pad；本专利技术同现有技术相比，不仅有助于实现生产智能化，提高生产效率，提高用户体验，而且降低了成本，有助于实现仪表的分散控制以及智能化改造。【专利说明】本专利技术涉及工业仪表控制
，具体地说是。目前，一、工业控制主要有以下几种方案:A)集散控制系统(DCS，Distributed Control System)简介:DCS是一种控制功能分散、操作和管理集中、兼顾分而治之和综合协调的仪表控制系统，目前在电力、冶金、石化等各行业获得了极其广泛的应用。其结构与原理:DCS采用分级结构，一般分为控制级和管理级。控制级实现信号的输入、变换、运算、输出等分散控制功能，主要由输入/输出单元(I/O)及现场控制单元(FCT)组成，由I/O总线交换实时数据。管理级完成对过程控制的集中监视和管理，由操作员站、工程师站、管理计算机等组成，一般使用工业以太网形成一个封闭的安全网络。控制级和管理级之间通常也使用工业以太网。系统中广泛使用冗余、故障自诊断等技术以保障可靠性;系统提供丰富的功能软件模块和功能软件包，能完成复杂运算与控制。其优点为:部件模块化，信号容量非常大；高可靠性，平均故障间隔时间(MTBF，Mean Time Between Failure)可达几万甚至几十万小时，组件支持热插拔;性能强大，用户可根据工艺，自行设计构成各种控制方案；提供很多过程控制专用算法，用户设计成本较低。其缺点为:需要专用场地和环境，一般需要部署机房和控制室；结构封闭，不同制造商的DCS之间难以兼容；系统规模庞大，安装、使用和维护工作成本高，需要专业人员完成。B)可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)简介:PLC是一种专用于工业控制的计算机，执行逻辑运算、顺序控制、定时、算术操作等指令，通过输入/输出接口控制各种机械或生产过程。其结构与原理:PLC主要由中央处理单元、输入/输出单元、电源、存储器、功能模块等组成。PLC首先以扫描方式依次读入所有输入状态和数据放入1/0映像区，接着扫描用户程序(梯形图)进行逻辑运算，最后按照1/0映像区对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路并驱动对应外设。其优点为:部件模块化、系列化，用户有各种硬件装置可选;提供很多编程元件，可以实现较复杂的控制功能;采用梯形图、逻辑图、语句表等编程语言，使用方便，编程简单；采用多种硬件和软件抗干扰措施，可靠性高。其缺点为:一般缺少过程控制专用算法，需要自行搭建设计;模拟量部件价格较尚OC)仪表控制简介:仪表控制是一种专用性很强的智能仪表。其结构与原理:在现场就地为特定的设备、特定的生产过程设计的控制器，在采集信号的同时完成简单的控制功能。其优点为:为某类信号专门设计，用户设计成本较低;一般现场接线使用。其缺点为:产品功能单一，导致总成本较高;某些专用智能仪表价格昂贵;信号之间缺之关联。D)现场总线控制系统(FCS，Fieldbus Control System)简介:FCS由PLC、DCS发展而来，利用现场总线来连接数字智能现场装置，本质是信息处理现场化。其结构与原理:用数字式、智能化、多功能仪表来取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置，用现场总线取代单向、封闭的仪表接线，用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。把微机处理器转入现场设备，使设备具有数字计算和数字通信能力，实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一开放。其优点为:就地仪表智能化和功能自治性;布线成本低;很好的开放性、互换性。其缺点为:控制系统及就地仪表成本很高；现场总线国际标准太多，难以实现互联。二、目前工业仪表智能化的简介为:随着微电子技术、计算机技术以及自动化技术的发展，仪器仪表的智能化是集计算机应用、自动控制、自动化仪表等于一体的跨学科的专业技术，是未来的发展方向，在工业领域呈现出巨大的发展前景。其结构与原理:智能化仪表主要是采用超大规模集成电路和微处理器，使用嵌入式软件，使仪表能够完成对输入信号的处理如信号非线性、温度与压力的补偿、量程转换、滤波、变换等，能够进行故障自诊断，能够完成对工业过程的控制，不断拓展扩展控制系统的功能。大部分智能仪表还能通过现场总线、工业以太网等方式与计算机、控制系统有机地联系起来，完成各种形式的任务要求。智能仪表包含软件和硬件两部分，嵌入式软件主要完成信号采集处理、逻辑控制、通讯任务，硬件主要由CPU、信号输入/输出电路、通讯接口组成。其优点为:仪表具有更完善的采集功能，能测量温度、压力等环境变量，并消除、补偿它们造成的影响，使测量精度更高、输出信号更准确;具备一定的控制功能，将控制分散化;数字化与网络化，为现场总线通讯奠定基础;完善的自诊断功能。其缺点为:主要缺点还是成本高，而且由于微电子、传感器技术的落后，很多智能仪表都需进口，更拉高成本；智能仪表还在发展中，种类和性能上不能完全代替传统仪表，并带来抗干扰、环境适应性等新问题。三、目前物联网的简介为:物联网是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络。其结构与原理:物联网是通过射频识别(RFID)、无线传感器、全球定位系统等技术自动识别、采集和获取物品的标识信息、属性信息和环境信息，借助各种电子信息传输技术将这些信息聚合到统一网络中，并利用云计算、模糊识别等计算技术进行分析融合处理，最终实现对物理世界的高度认知和智能化的决策控制。该物联网可从技术架构上分为三层:感知层、网络层、应用层。感知层是由各种传感器及传感器网关组成，主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。其优点为:物联网提供无处不在的连接和在线服务，能提高社会的智能化、自动化水平，显著提高运行效率、准确性、灵活性，使控制更为精细、体验更为优化，并使生产、商业活动具备可见性和可测量性。其缺点为:成本、安全性和隐私性是物联网的主要难题;具体到工业领域，主要是行业差异性大，有些领域投入很大、成果显著，但有些领域比较落后，如智能仪表的物联网化;用户投资大，需要部署自己的安全网络;产品通用性差，没有统一技术标准。本专利技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种基于物联网的分布式智能仪表控制系统，不仅有助于实现生产智能化，提高生产效率，提高用户体验，而且降低了成本，有助于实现仪表的的分散控制以及智能化改造。为实现上述目的设计一种基于物联网的分布式智能仪表控制系统，包括1/0(输入/输出)单元、运算单元、通讯单元和用户端设备，所述1/0(输入/输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于物联网的分布式智能仪表控制系统，其特征在于：包括输入/输出单元、运算单元、通讯单元和用户端设备，所述输入/输出单元一端与现场仪表相连接，所述输入/输出单元另一端通过无线网络或串行接口实现与通讯单元进行数据交互，所述通讯单元与运算单元之间利用数据总线进行数据通信，每个运算单元均搭配有对应的一个通讯单元，以完成信号、参数、指令的传输和转发任务，所述通讯单元通过局域网与用户端设备进行通讯连接，所述用户端设备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Pad。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱武亭，高飞，虞为慈，屠勤，
申请(专利权)人：上海颖电控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。