基于云端SCADA的阀门无线测控系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种基于云端SCADA的阀门无线测控系统，属于过程控制技术领域。该基于云端SCADA的阀门无线测控系统用于监测及控制具有执行机构的工业阀门，包括：能够与阀门的执行机构电性连接的LORA监测控制装置、LORA基站、SCADA云端处理中心及用户终端。利用物联网技术，根据Modbus协议，实现电信号与基于通信协议的工作状态信息或阀门控制信息的相互转换，基于LORA通讯技术，实现工作状态信息或阀门控制信息在云端SCADA服务器及阀门之间的通信，从而提供一种可以通用的、改造成本低的控制阀门改造方法，具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特点，且能够降低运营成本，降低安全风险。

Wireless valve measurement and control system based on cloud SCADA

【技术实现步骤摘要】
基于云端SCADA的阀门无线测控系统
本技术属于过程控制
，具体涉及一种基于云端SCADA的阀门无线测控系统。
技术介绍
工业阀门在管路系统中具有控制流体通断、调节流体压力以及改变流体流动方向等功能，控制阀门的执行机构有气动、电动等方式。传统地，工业阀门多采用总线控制，形成诸如DCS控制系统、PLC控制系统、FCS控制系统等采用有线传输的集中控制方式。但是，总线控制的方式不仅要花费大量的资金采购电缆线、线架、控制柜和I/O等辅助设施，而且排线麻烦、耗时长、用工多、专业性强、检修复杂。在一些特殊场所，如高温、高腐蚀的场所，电缆长期暴露，易造成电缆老化，导致阀门处于失控状态。快速发展的物联网技术为解决这一问题提供了便利，现有技术中提供的一种电动执行器联网测控系统，包括数据传输电路、云服务器和监控计算机，采用UART接口与电动执行器主控单元的UART进行串口通讯，通过TTL电平的方式与电动执行器主控板完成设备的数据采集与数据交互，这种方式虽然实现了对电动执行器的无线控制。但是，UART接口具有较大的局限性,大量的阀门执行器不具备UART接口,如果需要改造增加UART接口，则需要投入高昂的改造成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种基于云端SCADA的阀门无线测控系统，以解决现有技术中存在利用UART接口实现数据交互过程中存在的通用性差、改造成本高昂的技术问题。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于云端SCADA的阀门无线测控系统，用于监测及控制具有执行机构的工业阀门，包括：能够与阀门的执行机构电性连接的LORA监测控制装置、LORA基站、SCADA云端处理中心及用户终端；所述LORA监测控制装置用于从阀门的执行机构中获取反应阀门工作情况的工作状态信号，并基于Modbus协议，将工作状态信号转换为阀门工作状态信息，并将阀门工作状态信息以无线形式发送给LORA基站，所述LORA监测控制装置还用于接收适配的且由LORA基站以广播形式发出的基于Modbus协议的阀门控制信息，将阀门控制信息转换为执行信号，并将执行信号输送给阀门的执行机构，以使执行机构控制阀门工作；所述LORA基站用于接收无线形式的所述阀门工作状态信息，并将所述阀门工作状态信息传送至SCADA云端处理中心，所述LORA基站还用于接收SCADA云端处理中心传送的所述阀门控制信息，并将阀门控制信息以广播形式发出；所述SCADA云端处理中心通过网络与所述LORA基站进行通信，所述SCADA云端处理中心用于接收阀门工作状态信息，并将接收的所述阀门工作状态信息解析成阀门状态数据并存储；所述SCADA云端处理中心还用于接收所述用户终端发送的阀门控制指令数据，并基于Modbus协议，将接收的阀门控制指令数据转换阀门控制信息，并将阀门控制信息传送给所述LORA基站；所述用户终端通过网络与所述SCADA云端处理中心连接，所述用户终端用于从所述SCADA云端处理中心获取存储的阀门状态数据，以供使用该用户终端的监测人员参考，所述用户终端还用于响应监测人员根据阀门状态数据而做出的操作，产生对应的阀门控制指令数据，并将阀门控制指令数据提供给所述SCADA云端处理中心。优选地，所述LORA监测控制装置包括：信号转换单元及通信单元，所述信号转换单元电性连接阀门的执行机构，用于从阀门执行机构中获取反应阀门工作情况的工作状态信号，并基于Modbus协议，将工作状态信号转换为阀门工作状态信息，并输出，所述信号转换单元还用于接收由通信单元传输的基于Modbus协议的阀门控制信息，将阀门控制信息转换为执行信号，并将执行信号输送给阀门的执行机构；所述通信单元电性连接所述信号转换单元，所述通信单元用于接收由所述信号转换单元输出的阀门工作状态信息，并以无线形式发送给LORA基站，所述通信单元还用于接收适配的且由LORA基站以广播形式发出的基于Modbus协议的阀门控制信息，并将阀门控制信息输出。优选地，所述LORA基站基于GPRS通信协议或2G/3G/4G/5G/6G协议设置与所述SCADA云端处理中心通信。优选地，所述SCADA云端处理中心包括阀门监测装置及阀门控制装置，所述阀门监测装置用于接收由所述LORA基站传送的阀门工作状态信息，并将接收的所述阀门工作状态信息解析成阀门状态数据并存储；所述阀门控制装置用于接收所述用户终端发送的阀门控制指令数据，并基于Modbus协议，将接收的阀门控制指令数据转换阀门控制信息，并将阀门控制信息传送给所述LORA基站。优选地，所述阀门监测装置包括数据接收单元、第一数据转换单元及存储单元，所述数据接收单元通过网络与所述LORA基站进行通信，所述数据接收单元用于接收由所述LORA基站传送的阀门工作状态信息，所述第一数据转换单元用于将接收的所述阀门工作状态信息解析成阀门状态数据，所述存储单元用于存储所述阀门状态数据。优选地，所述阀门控制装置包括指令接收单元、第二数据转换单元及信息输出单元，所述指令接收单元通过网络与所述用户终端进行通信，所述指令接收单元用于响应监测人员根据阀门状态数据而做出的操作，产生对应的阀门控制指令数据，所述第二数据转换单元用于将接收的阀门控制指令数据转换成基于Modbus协议的阀门控制信息，所述信息输出单元通过网络与所述LORA基站进行通信，所述信息输出单元用于将所述阀门控制信息以无线形式输送至所述LORA基站。优选地，所述阀门控制装置还包括故障判断单元、复位信息获取单元及复位信息输出单元，所述故障判断单元用于根据接收的阀门工作状态信息和预存的故障状态信息进行比较，判断当前阀门是否处于故障状态，并将判断结果输出；所述复位信息获取单元用于根据接收的判断结果，从所述存储单元中获取上一时刻的阀门状态数据，作为阀门复位指令信息；所述复位信息输出单元通过网络与所述LORA基站进行通信，所述复位信息输出单元用于将所接收的阀门复位指令数据以无线形式输送至所述LORA基站。优选地，所述信号转换单元具有阀门状态信息输入端子及阀门控制信息输出端子，所述阀门状态信息输入端子导通所述执行机构的反馈回路，所述阀门控制信息输出端子导通所述执行机构的控制回路。优选地，所述信号转换单元具有第一信号交互端子，所述通信控制模块具有第二信号交互端子，所述第二信号交互端子电性连接所述第一信号交互端子。优选地，上述阀门包括电动阀、气动阀及液动阀中的至少一种。本技术采用上述技术方案，其有益效果在于：利用物联网技术，根据Modbus协议，实现电信号与基于通信协议的工作状态信息或阀门控制信息的相互转换，基于LORA通讯技术，实现工作状态信息或阀门控制信息在云端SCADA服务器及阀门之间的通信，从而提供一种可以通用的、改造成本低的控制阀门改造方法及系统，具有远距离、低功耗、多节点、低成本的特点，且能够降低运营成本，降低安全风险。附图说明图1是基于云端SCADA的阀门无线测控系统的结构示意图。图2是LORA监测控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云端 SCADA 的阀门无线测控系统，用于监测及控制具有执行机构的工业阀门，其特征在于，包括：能够与阀门的执行机构电性连接的LORA监测控制装置、LORA基站、SCADA 云端处理中心及用户终端；/n所述LORA监测控制装置用于从阀门的执行机构中获取反应阀门工作情况的工作状态信号，并基于Modbus 协议，将工作状态信号转换为阀门工作状态信息，并将阀门工作状态信息以无线形式发送给LORA基站，所述LORA监测控制装置还用于接收适配的且由LORA基站以广播形式发出的基于Modbus 协议的阀门控制信息，将阀门控制信息转换为执行信号，并将执行信号输送给阀门的执行机构，以使执行机构控制阀门工作；/n所述LORA基站用于接收无线形式的所述阀门工作状态信息，并将所述阀门工作状态信息传送至SCADA 云端处理中心，所述LORA基站还用于接收SCADA 云端处理中心传送的所述阀门控制信息，并将阀门控制信息以广播形式发出；/n所述SCADA 云端处理中心通过网络与所述LORA基站进行通信，所述SCADA 云端处理中心用于接收阀门工作状态信息，并将接收的所述阀门工作状态信息解析成阀门状态数据并存储；所述SCADA 云端处理中心还用于接收所述用户终端发送的阀门控制指令数据，并基于Modbus 协议，将接收的阀门控制指令数据转换阀门控制信息，并将阀门控制信息传送给所述LORA基站；/n所述用户终端通过网络与所述SCADA 云端处理中心连接，所述用户终端用于从所述SCADA 云端处理中心获取存储的阀门状态数据，以供使用该用户终端的监测人员参考，所述用户终端还用于响应监测人员根据阀门状态数据而做出的操作，产生对应的阀门控制指令数据，并将阀门控制指令数据提供给所述SCADA 云端处理中心。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于云端SCADA的阀门无线测控系统，用于监测及控制具有执行机构的工业阀门，其特征在于，包括：能够与阀门的执行机构电性连接的LORA监测控制装置、LORA基站、SCADA云端处理中心及用户终端；
所述LORA监测控制装置用于从阀门的执行机构中获取反应阀门工作情况的工作状态信号，并基于Modbus协议，将工作状态信号转换为阀门工作状态信息，并将阀门工作状态信息以无线形式发送给LORA基站，所述LORA监测控制装置还用于接收适配的且由LORA基站以广播形式发出的基于Modbus协议的阀门控制信息，将阀门控制信息转换为执行信号，并将执行信号输送给阀门的执行机构，以使执行机构控制阀门工作；
所述LORA基站用于接收无线形式的所述阀门工作状态信息，并将所述阀门工作状态信息传送至SCADA云端处理中心，所述LORA基站还用于接收SCADA云端处理中心传送的所述阀门控制信息，并将阀门控制信息以广播形式发出；
所述SCADA云端处理中心通过网络与所述LORA基站进行通信，所述SCADA云端处理中心用于接收阀门工作状态信息，并将接收的所述阀门工作状态信息解析成阀门状态数据并存储；所述SCADA云端处理中心还用于接收所述用户终端发送的阀门控制指令数据，并基于Modbus协议，将接收的阀门控制指令数据转换阀门控制信息，并将阀门控制信息传送给所述LORA基站；
所述用户终端通过网络与所述SCADA云端处理中心连接，所述用户终端用于从所述SCADA云端处理中心获取存储的阀门状态数据，以供使用该用户终端的监测人员参考，所述用户终端还用于响应监测人员根据阀门状态数据而做出的操作，产生对应的阀门控制指令数据，并将阀门控制指令数据提供给所述SCADA云端处理中心。


2.如权利要求1所述的基于云端SCADA的阀门无线测控系统，其特征在于，所述LORA监测控制装置包括：信号转换单元及通信单元；
所述信号转换单元电性连接阀门的执行机构，用于从阀门执行机构中获取反应阀门工作情况的工作状态信号，并基于Modbus协议，将工作状态信号转换为阀门工作状态信息，并输出，所述信号转换单元还用于接收由通信单元传输的基于Modbus协议的阀门控制信息，将阀门控制信息转换为执行信号，并将执行信号输送给阀门的执行机构；
所述通信单元电性连接所述信号转换单元，所述通信单元用于接收由所述信号转换单元输出的阀门工作状态信息，并以无线形式发送给LORA基站，所述通信单元还用于接收适配的且由LORA基站以广播形式发出的基于Modbus协议的阀门控制信息，并将阀门控制信息输出。


3.如权利要求1或2所述的基于云端SCADA的阀门无线测控系统，其特征在于，所述LORA基站基于GPRS通信协议或2G/3G/4G/5G/6G协议设置与所述SCADA云端处理中心通信。


4.如权利要求3所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：宁夏锐波网络有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64