專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于zigbee的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，屬于短距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
重大危險(xiǎn)源是指企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中客觀存在的危險(xiǎn)物質(zhì)或能量超過(guò)臨界值垢設(shè)施、設(shè)備或場(chǎng)所。重大危險(xiǎn)源是危險(xiǎn)物質(zhì)大量聚集的地方，存在著重大安全事故發(fā)生的可能性，并且一旦發(fā)生安全事故，將會(huì)對(duì)從業(yè)人員的人身安全以及集體財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害。但事故的發(fā)生發(fā)展過(guò)程往往伴隨著運(yùn)行參數(shù)及信息的異常變化，在這些參數(shù)及信息中，大多數(shù)是可觀測(cè)的，有些還是可控的。利用先進(jìn)、可靠的監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)手段，對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)有效防范安全生產(chǎn)事故有重要作用。 通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)的使用，對(duì)重大危險(xiǎn)源中與安全事故密切相關(guān)的生產(chǎn)參數(shù)(如溫度、液位、壓力、火焰、煙霧、易燃易爆或有毒有害氣體濃度等)和對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全天候的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，是預(yù)防和控制重大事故的有交手段。目前，我國(guó)許多企業(yè)相繼建成了自己的監(jiān)控系統(tǒng)，但大多是利用有線(xiàn)的方式實(shí)現(xiàn)的，布線(xiàn)繁瑣、擴(kuò)展能力差；另外，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中環(huán)境比較復(fù)雜，容易造成線(xiàn)路老化或腐蝕、磨損等容易導(dǎo)致通信線(xiàn)路的阻塞、不順暢，不易維護(hù)；同時(shí)對(duì)未安裝監(jiān)控系統(tǒng)的老廠房和老建筑的改造，其設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)難度較大，而且成本較高。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)事故發(fā)生時(shí)，如何還原及模擬生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際情況，準(zhǔn)確的對(duì)事故原因進(jìn)行調(diào)查分析與鑒定，也是面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出的是一種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其目的是將工業(yè)控制對(duì)像模擬裝置中的各類(lèi)參數(shù)(如溫度、壓力、流量、液位等)信號(hào)及有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊發(fā)送到第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊然后傳送到PLC控制器在經(jīng)以太網(wǎng)通信傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制器實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)時(shí)監(jiān)控PLC控制器檢測(cè)到的參數(shù)，并在異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。同時(shí)可以通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面實(shí)現(xiàn)工藝的監(jiān)視和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的監(jiān)視。旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，可作為一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試與評(píng)定，實(shí)現(xiàn)安全人員對(duì)實(shí)際的危險(xiǎn)源進(jìn)行在線(xiàn)的模擬和相應(yīng)的科研研究，同時(shí)提供一種無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)的方案，為安全人員進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)研究提供方便。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是其結(jié)構(gòu)包括上位機(jī)、PLC控制器、第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)和工業(yè)控制對(duì)像模擬裝置，其中多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與上位機(jī)的信號(hào)輸入端相接，上位機(jī)的信號(hào)輸入/輸出端與工業(yè)以太網(wǎng)的第一信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，工業(yè)以太網(wǎng)的第二信號(hào)輸入/輸出端與PLC控制器的信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，PLC控制器的第一信號(hào)輸入端與煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸出端相接，PLC控制器的第二信號(hào)輸入端與第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的信號(hào)輸出端相接，工業(yè)控制對(duì)象模擬裝置的信號(hào)輸出端相接與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的第一信號(hào)輸入端相接，第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的第二信號(hào)輸入端與有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀的信號(hào)輸出端相接；第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信息發(fā)送端與第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信息接收端對(duì)應(yīng)設(shè)置。本實(shí)用新型的有益效果可以很好的對(duì)傳統(tǒng)的4_20mA電量輸出的傳感器或檢測(cè)儀進(jìn)行改造應(yīng)用。能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)設(shè)備4-20mA電量的無(wú)線(xiàn)發(fā)送和接收，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控，上位機(jī)與PLC控制器實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及報(bào)警記錄，同時(shí)，存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)圖像及數(shù)據(jù)?？梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，同時(shí)也可以作為一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試與評(píng)定，可以實(shí)現(xiàn)安全人員對(duì)實(shí)際的危險(xiǎn)源進(jìn)行在線(xiàn)的模擬和相應(yīng)的科研研究及對(duì)于促進(jìn)工控領(lǐng)域發(fā)展有較大意義。

附圖I基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的結(jié)構(gòu)不意圖。附圖3為第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為工業(yè)控制對(duì)象模擬裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
對(duì)照?qǐng)D1，其結(jié)構(gòu)包括上位機(jī)、PLC控制器、第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I、第二ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2、有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)和工業(yè)控制對(duì)像模擬裝置，其中多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與上位機(jī)的信號(hào)輸入端相接，上位機(jī)的信號(hào)輸入/輸出端與工業(yè)以太網(wǎng)的第一信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，工業(yè)以太網(wǎng)的第二信號(hào)輸入/輸出端與PLC控制器的信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，PLC控制器的第一信號(hào)輸入端與煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸出端相接，PLC控制器的第二信號(hào)輸入端與第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I的信號(hào)輸出端相接，工業(yè)控制對(duì)象模擬裝置的信號(hào)輸出端相接與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2的第一信號(hào)輸入端相接，第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2的第二信號(hào)輸入端與有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀的信號(hào)輸出端相接；第二ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2的數(shù)據(jù)信息發(fā)送端與第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信息接收端對(duì)應(yīng)設(shè)置。上位機(jī)與多媒體監(jiān)控系統(tǒng)連接。視頻信號(hào)嵌入到上位機(jī)操作界面中，可以方便的通過(guò)上位機(jī)操作界面實(shí)時(shí)的對(duì)生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視。本裝置將工業(yè)控制對(duì)像模擬裝置中檢測(cè)的參數(shù)信號(hào)及有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2發(fā)送到第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊1，然后傳送到PLC控制器，上位機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制器實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過(guò)對(duì)臨界參數(shù)的比對(duì)，在異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視。所述上位機(jī)包括工程師站和操作員站，分別與工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接，工程師站集成了西門(mén)子的STEP 7組態(tài)軟件及WINCC RC工控軟件，提供組態(tài)與開(kāi)發(fā)環(huán)境，操作員站集成西門(mén)子WINCC RT工控軟件。上位機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制器實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，能觀測(cè)到工藝過(guò)程參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的變化，并能在異常時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)及記錄報(bào)警信息和圖像信息的存儲(chǔ)。所述的第一 ZIBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I采用Chpicon公司的CC2430芯片作為無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的主控制單元。所述的第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)模塊2提供了標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA的模擬電量輸出接口。第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I預(yù)留4_20mA的電流模擬量信號(hào)輸出方便與PLC控制器I/o模塊的連接，第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I將接收到第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2信號(hào)，轉(zhuǎn)換回4-20mA模擬電量信號(hào)傳輸給PLC控制器。第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2設(shè)置4_20mA電流模擬量信號(hào)輸入接口，可以很好的與傳統(tǒng)的4-20mA電量輸出的傳感器相連，無(wú)需另行設(shè)計(jì)傳感器，可以很好的對(duì)傳統(tǒng)的有線(xiàn)方式的4-20mA電量輸出的傳感器進(jìn)行改造應(yīng)用。所述的第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2設(shè)置4_20mA電流模擬量信號(hào)輸入接口，可以很好的與傳統(tǒng)的傳感器相連，無(wú)需另行設(shè)計(jì)傳感器，對(duì)傳統(tǒng)的有線(xiàn)方式的傳感器進(jìn)行改造應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)設(shè)備4-20mA電量輸出的無(wú)線(xiàn)發(fā)送和接收，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控，上位機(jī)實(shí)時(shí)與PLC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，同時(shí)，存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)圖像及數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，同時(shí)也可以作為一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試與評(píng)定，實(shí)現(xiàn)安全人員對(duì)實(shí)際的危險(xiǎn)源進(jìn)行在線(xiàn)的模擬和相應(yīng)的科研研究及對(duì)于促進(jìn)工控領(lǐng)域發(fā)展有較大意義。所述的工業(yè)控制對(duì)象模擬裝置，采用快速接頭應(yīng)用于管線(xiàn)連接中，使得在同一臺(tái)裝置設(shè)備上僅僅依靠快裝接頭靈活而快捷的不同連接，方便改變管路走向，從而可以模擬多種工業(yè)生產(chǎn)控制過(guò)程，如“串級(jí)控制、前饋控制、比值控制，均勻控制，相關(guān)聯(lián)控制等。以便與分析、比較和研究，從而極大地豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和提高了本系統(tǒng)的使用價(jià)值。所述的有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀包括硫化氫濃度檢測(cè)儀、氯氣濃度檢測(cè)儀和氨氣濃度檢測(cè)儀(現(xiàn)有技術(shù))，采用標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA的模擬電量輸出，硫化氫濃度檢測(cè)儀、氯氣濃度檢測(cè)儀和氨氣濃度檢測(cè)儀的信號(hào)輸出端分別與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的信號(hào)輸入端連接，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊無(wú)線(xiàn)傳送到第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊。所述PLC控制器采用西門(mén)子的S7-300PLC，其將第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I接收到的I/o信號(hào)，通過(guò)I/O模塊傳送到CPU，同時(shí)對(duì)采集的過(guò)程變量與臨界參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，并在超過(guò)臨界參數(shù)時(shí)發(fā)出報(bào)警輸出。對(duì)照?qǐng)D2，其結(jié)構(gòu)是第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I采用Chpicon公司的CC2430芯片作為無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的主控制單元，電源模塊采用兩種供電方式一種是通過(guò)PLC控制站電源直接接24V供電，另一種是由電池直接供電，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元主要采用AD5410芯片，AD5410是一款低成本、高度集成的12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，提供可編程電流源輸出，可將接收到的信息通過(guò)CC2430內(nèi)部處理后的信息，在經(jīng)AD5410進(jìn)行編程設(shè)置輸出4 -20 mA模擬電量，輸入到PLC控制器I/O模塊。對(duì)照?qǐng)D3，其結(jié)構(gòu)是第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2，采用Chpicon公司的CC2430芯片作為無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的主控制單元，電源模塊采用兩種供電方式一種是通過(guò)變壓器直接接220V交流電供電，另一種是由電池直接供電，信號(hào)轉(zhuǎn)換單元主要采用美國(guó)RURR - BROffN公司生產(chǎn)的精密電流環(huán)接收器芯片RCV420，用于將4-20mA輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成為0-5V輸出信號(hào)，然后通過(guò)CC2430芯片內(nèi)部的14位A-D進(jìn)行讀取，將信號(hào)發(fā)送給第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊
Io對(duì)照?qǐng)D4，工業(yè)控制對(duì)象模擬裝置中的溫度傳感器、液位傳感器、流量傳感器和壓力傳感器(現(xiàn)有技術(shù))的信號(hào)輸出端分別與第二 ZIBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相連接，由第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2的電源模塊給傳感器供電，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制對(duì)像模擬裝置中各類(lèi)參數(shù)無(wú)線(xiàn)傳輸通信；有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2相連接，同時(shí)由第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2的電源模塊提供電源，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸；第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊I與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊2之間通信采用ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議。工業(yè)控制對(duì)象模擬裝置采用快速接頭應(yīng)用于管線(xiàn)連接中，使的在同一臺(tái)裝置設(shè)備 上僅僅依靠快裝接頭靈活而快捷的不同連接，方便改變管路走向，從而可以模擬多種工業(yè)生產(chǎn)控制過(guò)程。工作時(shí)，如圖4，將手動(dòng)閥2V2、2V10、V4和V6打開(kāi)，其余手動(dòng)閥如1V1、1V2、1V3、1￥6、1￥7、1￥10、聯(lián)通閥、￥5、￥8、￥9、￥12、￥13、2￥1、2￥3、2￥6、2￥7、2￥11 關(guān)閉，則可實(shí)現(xiàn)變頻水
泵恒壓仿真實(shí)驗(yàn)，在參數(shù)設(shè)置面板按實(shí)際需要設(shè)定壓力值、比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)程序。曲線(xiàn)顯示窗口，將顯示設(shè)定值與反饋值的曲線(xiàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊停止按鈕，停止程序，然后關(guān)閉手動(dòng)閥2V2、2V10、V4和V6。如圖4，將手動(dòng)閥1VL1V10, ￥4和￥6打開(kāi)，其余手動(dòng)閥如1￥2、1￥3、1￥6、1￥7、聯(lián)通_、V5、V8、V9、V12、V13、2V1、2V2、2V3、2V6、2V7、2V10、2V11 關(guān)閉，則可實(shí)現(xiàn)單回路調(diào)節(jié)仿真實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)驗(yàn)實(shí)際需要在參數(shù)設(shè)置窗口設(shè)定流量I的值、比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕,啟動(dòng)程序。對(duì)應(yīng)窗口顯示動(dòng)態(tài)值，同時(shí)曲線(xiàn)顯示窗口，將顯示設(shè)定值與反饋值的曲線(xiàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊停止按鈕，停止程序，然后關(guān)閉手動(dòng)閥1V1，1V10，V4和V6。如圖4，將手動(dòng)閥1V1，2V1，V4, V5和V6打開(kāi)，關(guān)閉其它閥門(mén)如1V2、1V3、1V6、1V7、1V10、聯(lián)通閥、V8、V9、V12、V13、2V2、2V3、2V6、2V7、2V10、2V11，則可實(shí)現(xiàn)比值調(diào)節(jié)控制仿真實(shí)驗(yàn)，按實(shí)驗(yàn)實(shí)際需要在參數(shù)設(shè)置窗口設(shè)置流量I的值、比值參數(shù)、比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)程序。對(duì)應(yīng)窗口顯示動(dòng)態(tài)值，同時(shí)曲線(xiàn)顯示窗口，將顯示設(shè)定值與反饋值的曲線(xiàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊停止按鈕，停止程序，然后關(guān)閉手動(dòng)閥1V1，2V1，V4，V5和V6。如圖4，將手動(dòng)閥1V6、1V10和V12打開(kāi)，其余閥門(mén)如1V1、1V2、1V3、1V7、V4、V5、V6、聯(lián)通閥、V8、V9、V13、2V1、2V2、2V3、2V6、2V7、2V10、2V11關(guān)閉，則可實(shí)現(xiàn)串級(jí)溫度調(diào)節(jié)實(shí)
驗(yàn)仿真，首先，給鍋爐內(nèi)的水進(jìn)行加熱，在參數(shù)設(shè)置窗口將加熱開(kāi)關(guān)設(shè)置為開(kāi)狀態(tài)，并設(shè)定溫度值為100°C，同時(shí)，在參數(shù)設(shè)置窗口按實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置溫度I的值、比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)程序。對(duì)應(yīng)窗口顯示動(dòng)態(tài)值，同時(shí)曲線(xiàn)顯示窗口，將顯示設(shè)定值與反饋值的曲線(xiàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊停止按鈕，停止程序，關(guān)閉加熱開(kāi)頭，然后關(guān)閉手動(dòng)閥IV6、IVlO 和 V12。如圖4，將手動(dòng)閥1V1、聯(lián)通閥、V4、V5、V6和IVlO打開(kāi)。其余閥門(mén)如1V2、1V3、1V6、1V7、V8、V9、V12、V13、2V1、2V2、2V3、2V6、2V7、2V10、2V11 關(guān)閉，則可實(shí)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)控制仿真
實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要在參數(shù)設(shè)置窗口設(shè)置液位I的值、比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)程序。對(duì)應(yīng)窗口顯示動(dòng)態(tài)值，同時(shí)曲線(xiàn)顯示窗口，將顯示設(shè)定值與反饋值的曲線(xiàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊停止按鈕，停止程序，然后關(guān)閉手動(dòng)閥1V1、聯(lián)能閥、V4、V5、V6和1V10。如圖4，將鍋爐裝滿(mǎn)水，將手動(dòng)閥2V10關(guān)閉，然后打開(kāi)V9，2V11。其余閥門(mén)IVl、1V2、1￥3、1￥6、1￥7、1￥10、￥4、￥5、￥6、聯(lián)通閥、￥8、￥12、￥13、2￥1、2￥2、2￥3、2￥6、2￥7 關(guān)閉，則可實(shí)現(xiàn)
前饋控制仿真實(shí)驗(yàn)，首先，給鍋爐內(nèi)的水進(jìn)行加熱，在參數(shù)設(shè)置窗口將加熱開(kāi)關(guān)設(shè)置為開(kāi)狀態(tài)，并設(shè)定溫度值為100°C，同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要在參數(shù)設(shè)置窗口輸入30-50HZ第二水泵2頻率值，設(shè)定好溫度5的值，比例系數(shù)、積分時(shí)間、微分時(shí)間，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)程序。對(duì)應(yīng)窗口顯示動(dòng)態(tài)值，同時(shí)曲線(xiàn)顯示窗口，將顯示設(shè)定值與反饋值的曲線(xiàn)。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊停 止按鈕，停止程序，關(guān)閉加熱開(kāi)頭，然后關(guān)閉手動(dòng)閥V9和2V11。
權(quán)利要求1.一種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是包括上位機(jī)、PLC控制器、第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)和エ業(yè)控制對(duì)像模擬裝置，其中多媒體監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)輸出端與上位機(jī)的信號(hào)輸入端相接，上位機(jī)的信號(hào)輸入/輸出端與エ業(yè)以太網(wǎng)的第一信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，エ業(yè)以太網(wǎng)的第二信號(hào)輸入/輸出端與PLC控制器的信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，PLC控制器的第一信號(hào)輸入端與煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)輸出端相接，PLC控制器的第二信號(hào)輸入端與第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的信號(hào)輸出端相接，エ業(yè)控制對(duì)象模擬裝置的信號(hào)輸出端相接與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的第一信號(hào)輸入端相接，第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的第二信號(hào)輸入端與有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀的信號(hào)輸出端相接；第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信息發(fā)送端與第一 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的數(shù)據(jù)信息接收端對(duì)應(yīng)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述的有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀包括硫化氫濃度檢測(cè)儀、氯氣濃度檢測(cè)儀和氨氣濃度檢測(cè)儀，采用標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA的模擬電量輸出，硫化氫濃度檢測(cè)儀、氯氣濃度檢測(cè)儀和氨氣濃度檢測(cè)儀的信號(hào)輸出端分別與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述的上位機(jī)包括工程師站和操作員站，分別與エ業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述的多媒體監(jiān)控系統(tǒng)與上位機(jī)連接，視頻信號(hào)嵌入到上位機(jī)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述的エ業(yè)控制對(duì)象模擬裝置中的溫度傳感器、壓カ傳感器、流量傳感器和液位傳感器的信號(hào)輸出端分別與第二 ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及的是一種基于ZIGBEE的重大危險(xiǎn)源監(jiān)控仿真實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)包括上位機(jī)、PLC控制器、第一ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、第二ZIGBEE無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、有毒有害及易燃易爆氣體濃度檢測(cè)儀、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、煙霧及火焰探測(cè)系統(tǒng)和工業(yè)控制對(duì)像模擬裝置。優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，同時(shí)可作為一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試與評(píng)定，能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)設(shè)備的4-20mA電量的無(wú)線(xiàn)發(fā)送和接收，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控，上位機(jī)實(shí)時(shí)與PLC控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在異常時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，同時(shí)，存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)圖像及數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G05B23/02GK202615236SQ20122028823
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者朱順兵, 杜春泉, 蔣軍成 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)