沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，包括：多個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換電路，與現(xiàn)場(chǎng)總線連接，用于將多個(gè)模擬量傳感器采集的沼氣站參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)總線上；數(shù)字量通訊裝置，與現(xiàn)場(chǎng)總線連接，用于采集沼氣站的設(shè)備的控制元件動(dòng)作狀態(tài)并將控制元件動(dòng)作狀態(tài)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)總線上；控制器，與現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置連接；無(wú)線發(fā)射裝置，與控制器的串口連接，用于傳輸控制器采集到的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型儀表數(shù)據(jù)的采集及設(shè)備狀態(tài)的采集采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，節(jié)省費(fèi)用，施工方便，解決了沼氣站內(nèi)信號(hào)線纜連接過(guò)多，安裝實(shí)施麻煩，故障率高的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及控制領(lǐng)域，特別是涉及一種沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生物質(zhì)能源技術(shù)的發(fā)展及規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)糞便處理的要求，集約化大中型沼氣工程得到了快速發(fā)展，但是儀表數(shù)據(jù)測(cè)量繁瑣，故障率搞，數(shù)據(jù)記錄不完善，造成了沼氣站運(yùn)行的管理差，運(yùn)行不穩(wěn)定，效率低下。所以需要一種實(shí)施方便、高效穩(wěn)定并具有數(shù)據(jù)上傳等功能的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，將沼氣站的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的采集、并穩(wěn)定的上傳到數(shù)據(jù)中心以方便管理者了解沼氣站的運(yùn)行并及時(shí)調(diào)節(jié)生產(chǎn)運(yùn)行。
[0003]中國(guó)專利CN101613662公開(kāi)了一種沼氣發(fā)酵智能化管理系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的每個(gè)儀表同采集裝置連接，增加了施工費(fèi)用和故障率，數(shù)據(jù)采集采用傳統(tǒng)的可編程邏輯控制器，增加了系統(tǒng)的費(fèi)用，只有數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示系統(tǒng)，沒(méi)有將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)南到y(tǒng)，沒(méi)有UPS電源，系統(tǒng)安全性差。
[0004]可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)正在以下缺點(diǎn):(I)沼氣站每個(gè)儀表都是通過(guò)信號(hào)電纜與采集系統(tǒng)連接，這樣造成了信號(hào)線纜過(guò)多，成本高，故障率高，施工麻煩。(2)現(xiàn)有沼氣站內(nèi)測(cè)量?jī)x表信號(hào)格式不統(tǒng)一，所以需要一種統(tǒng)一的通訊方式去連接。(3)沼氣站采集的數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)送達(dá)給沼氣站管理者，他們無(wú)法對(duì)沼氣站的運(yùn)行做出正確的運(yùn)行指導(dǎo)和管理。(4)沼氣站在運(yùn)行過(guò)程中故障率高，故障情況無(wú)法及時(shí)上達(dá)給管理者。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)線纜多、成本高、施工麻煩、沼氣站的數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)送達(dá)管理者的問(wèn)題。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，作為本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，包括:多個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換電路，與現(xiàn)場(chǎng)總線連接，用于將多個(gè)模擬量傳感器采集的沼氣站參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)總線上；數(shù)字量通訊裝置，與現(xiàn)場(chǎng)總線連接，用于采集沼氣站的設(shè)備的控制元件動(dòng)作狀態(tài)并將控制元件動(dòng)作狀態(tài)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)總線上；控制器，與現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置連接；無(wú)線發(fā)射裝置，與控制器的串口連接，用于傳輸控制器采集到的數(shù)據(jù)。
[0007]進(jìn)一步地，模擬量傳感器包括溫度傳感器、PH計(jì)、進(jìn)料流量計(jì)、產(chǎn)氣流量計(jì)、甲烷含量傳感器、儲(chǔ)氣柜壓力計(jì)、沼氣管道壓力計(jì)中的至少兩種。
[0008]進(jìn)一步地，設(shè)備包括預(yù)處理調(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)、進(jìn)料泵、發(fā)酵罐攪拌機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)和沼液泵。
[0009]進(jìn)一步地，沼氣站包括用于控制設(shè)備的控制元件。
[0010]進(jìn)一步地，無(wú)線發(fā)射裝置為GPRS無(wú)線發(fā)射裝置。
[0011]進(jìn)一步地，沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)還包括UPS電源。
[0012]進(jìn)一步地，沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)還包括顯示屏，與控制器電連接。
[0013]進(jìn)一步地，控制元件包括接觸器、或熱繼電器、或變頻器。
[0014]本實(shí)用新型儀表數(shù)據(jù)的采集及設(shè)備狀態(tài)的采集采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，節(jié)省費(fèi)用，施工方便，解決了沼氣站內(nèi)信號(hào)線纜連接過(guò)多，安裝實(shí)施麻煩，故障率高的問(wèn)題；采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送，向管理者提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，解決了沼氣站運(yùn)行數(shù)據(jù)閉塞、無(wú)法實(shí)時(shí)上傳、管理者無(wú)法及時(shí)了解沼氣站運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1示意性示出了本實(shí)用新型中的控制單元的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖2示意性示出了本實(shí)用新型中的采集單元的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0017]圖3示意性示出了本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中附圖標(biāo)記:1、溫度傳感器；2、模擬量轉(zhuǎn)換電路；4、數(shù)字量通訊裝置；5、現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置；6、現(xiàn)場(chǎng)總線；7、控制器；8、無(wú)線發(fā)射裝置；9、PH計(jì)；10、進(jìn)料流量計(jì)；11、產(chǎn)氣流量計(jì)；12、甲烷含量傳感器；13、儲(chǔ)氣柜壓力計(jì)；14、沼氣管道壓力計(jì)；15、UPS電源；16、顯示屏；17、預(yù)處理調(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)；18、進(jìn)料泵；19、發(fā)酵罐攪拌機(jī)；20、增壓風(fēng)機(jī)；21、沼液泵；22、預(yù)處理調(diào)節(jié)池；23、厭氧發(fā)酵罐；24、儲(chǔ)氣柜；25、沼氣站MCC控制柜；26、沼氣儲(chǔ)池。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0020]請(qǐng)參考圖1至圖3，本實(shí)用新型提供了一種沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，包括:多個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換電路2，與現(xiàn)場(chǎng)總線6(例如可以采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊、光纖通訊、Zigbee無(wú)線通訊方式等)連接，用于將多個(gè)模擬量傳感器采集的沼氣站參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)總線6上；數(shù)字量通訊裝置4，與現(xiàn)場(chǎng)總線6連接，用于采集沼氣站的設(shè)備的控制元件動(dòng)作狀態(tài)并將所述控制元件動(dòng)作狀態(tài)發(fā)送到所述現(xiàn)場(chǎng)總線6上；現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5，與現(xiàn)場(chǎng)總線6連接；控制器7，與現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5連接；無(wú)線發(fā)射裝置8，與控制器7的串口連接，用于傳輸控制器7采集到的數(shù)據(jù)。
[0021]其中，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5、控制器7和無(wú)線發(fā)射裝置8等構(gòu)成本實(shí)用新型的控制單元，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；模擬量轉(zhuǎn)換電路2、現(xiàn)場(chǎng)總線6、數(shù)字量通訊裝置4構(gòu)成本實(shí)用新型的采集單元，其連接結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。
[0022]例如，現(xiàn)場(chǎng)總線6可采用Modbus通訊協(xié)議，在數(shù)字量通訊模塊和模擬量轉(zhuǎn)換電路上都具有硬件地址定義，通過(guò)硬件地址定義將不同的儀表數(shù)據(jù)區(qū)分開(kāi)。其中，Modbus通訊協(xié)議采用主從結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5為主端，數(shù)字量通訊模塊和儀表的模擬量轉(zhuǎn)換電路為從端。顯然，Modbus協(xié)議也可以替換為Hart協(xié)議、Profibus協(xié)議、ASI協(xié)議、C0NTR0LNET協(xié)議、DEVICENET協(xié)議、CAN協(xié)議、TCP/IP協(xié)議等。
[0023]工作時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5將現(xiàn)場(chǎng)總線6采集的數(shù)據(jù)打包整理后發(fā)送給控制器7，控制器7將現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5打包后的數(shù)據(jù)進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)自帶的串行通訊接口與無(wú)線發(fā)射裝置8連接，無(wú)線發(fā)射裝置8作為一個(gè)橋連設(shè)備將數(shù)據(jù)以通過(guò)GPRS方式向外部發(fā)送。
[0024]本實(shí)用新型采用總線的形式，在模擬量轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字量通訊裝置與所述控制器7之間建立通訊連接，從而統(tǒng)一了儀表的數(shù)據(jù)通訊格式，采用一根現(xiàn)場(chǎng)總線電纜就可以連接沼氣站內(nèi)所有的儀表，并具有數(shù)據(jù)發(fā)送功能，可以將采集的數(shù)據(jù)和故障信息及時(shí)發(fā)送出去。在沼氣站出現(xiàn)問(wèn)題(如突然系統(tǒng)斷電或儀表數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能正常運(yùn)行，并及時(shí)將故障信息上傳給沼氣站管理者。
[0025]本實(shí)用新型儀表數(shù)據(jù)的采集及設(shè)備狀態(tài)的采集采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接，節(jié)省費(fèi)用，施工方便，解決了沼氣站內(nèi)信號(hào)線纜連接過(guò)多，安裝實(shí)施麻煩，故障率高的問(wèn)題；采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送，向管理者提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，解決了沼氣站運(yùn)行數(shù)據(jù)閉塞、無(wú)法實(shí)時(shí)上傳、管理者無(wú)法及時(shí)了解沼氣站運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題。
[0026]優(yōu)選地，模擬量傳感器包括溫度傳感器1、PH計(jì)9、進(jìn)料流量計(jì)10、產(chǎn)氣流量計(jì)11、甲烷含量傳感器12、儲(chǔ)氣柜壓力計(jì)13、沼氣管道壓力計(jì)14中的至少兩種。其中，溫度傳感器I用于檢測(cè)厭氧發(fā)酵罐內(nèi)原料的溫度；PH計(jì)9用于測(cè)量發(fā)酵罐內(nèi)原料的PH值；進(jìn)料流量計(jì)10用于測(cè)量原料的瞬時(shí)進(jìn)料量和累計(jì)進(jìn)料量；產(chǎn)氣流量計(jì)11用于測(cè)量產(chǎn)生沼氣的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量；甲烷含量傳感器12用于檢測(cè)沼氣中的甲烷含量；儲(chǔ)氣柜壓力計(jì)13用于測(cè)量?jī)?chǔ)氣柜的壓力值；沼氣管道壓力計(jì)14用于測(cè)量輸氣管道上的壓力值。
[0027]優(yōu)選地，所述設(shè)備包括預(yù)處理調(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)17、進(jìn)料泵18、發(fā)酵罐攪拌機(jī)19、增壓風(fēng)機(jī)20和沼液泵21。請(qǐng)參考圖3，沼氣站的工藝流程為:原料通過(guò)預(yù)處理調(diào)節(jié)池22進(jìn)行預(yù)處理和調(diào)節(jié)后進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐23進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵后產(chǎn)生的氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣柜24，儲(chǔ)氣柜24的氣體經(jīng)過(guò)脫水脫硫單元供用戶使用；厭氧發(fā)酵罐23產(chǎn)生的廢物料進(jìn)入沼氣儲(chǔ)池26，去做有機(jī)肥或其他用途。
[0028]優(yōu)選地，沼氣站包括用于控制所述設(shè)備的控制元件，其中，控制元件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)代表著設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。例如，該控制元件包括接觸器、或熱繼電器、或變頻器。例如，接觸器的觸點(diǎn)動(dòng)作狀態(tài)為設(shè)備的啟動(dòng)/停止，從而可以檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；熱繼電器上的觸點(diǎn)動(dòng)作狀態(tài)為設(shè)備的故障，從而可以檢測(cè)設(shè)備的故障狀態(tài)。例如，接觸器或熱繼電器可設(shè)置在沼氣站MCC控制柜25上設(shè)備的控制電路中。
[0029]優(yōu)選地，無(wú)線發(fā)射裝置8為GPRS無(wú)線發(fā)射裝置。這樣，本實(shí)用新型可測(cè)量沼氣站內(nèi)每個(gè)工藝點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到廣域網(wǎng)中。
[0030]優(yōu)選地，沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)還包括顯示屏16，與控制器7電連接。
[0031]優(yōu)選地，沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)還包括UPS電源15。當(dāng)外部電源出現(xiàn)故障時(shí)可以給集中控制器提供備用電源。優(yōu)選地，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，用于通過(guò)外部電源向現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置5、控制器7、無(wú)線發(fā)射裝置8、顯示屏16等提供直流電源。
[0032]優(yōu)選地，本實(shí)用新型還具有斷點(diǎn)報(bào)警及自恢復(fù)功能，斷點(diǎn)報(bào)警是指在現(xiàn)場(chǎng)總線中，某個(gè)及幾個(gè)儀表與現(xiàn)場(chǎng)總線通訊連接斷開(kāi)，此時(shí)，本實(shí)用新型中的控制器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒，自恢復(fù)功能是指當(dāng)儀表通訊連接恢復(fù)正常后，本實(shí)用新型可以自動(dòng)的恢復(fù)正常的數(shù)據(jù)采集，保障了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換電路(2)，與現(xiàn)場(chǎng)總線(6)連接，用于將多個(gè)模擬量傳感器采集的沼氣站參數(shù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置(5)發(fā)送到所述現(xiàn)場(chǎng)總線(6)上； 數(shù)字量通訊裝置(4)，與所述現(xiàn)場(chǎng)總線(6)連接，用于采集所述沼氣站的設(shè)備的控制元件動(dòng)作狀態(tài)并將所述控制元件動(dòng)作狀態(tài)發(fā)送到所述現(xiàn)場(chǎng)總線(6)上； 控制器(7)，與所述現(xiàn)場(chǎng)總線通訊裝置(5)連接； 無(wú)線發(fā)射裝置(8)，與所述控制器(7)的串口連接，用于傳輸所述控制器(7)采集到的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬量傳感器包括溫度傳感器(I)、PH計(jì)(9)、進(jìn)料流量計(jì)(10)、產(chǎn)氣流量計(jì)(11)、甲烷含量傳感器(12)、儲(chǔ)氣柜壓力計(jì)(13)、沼氣管道壓力計(jì)(14)中的至少兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備包括預(yù)處理調(diào)節(jié)池?cái)嚢铏C(jī)(17)、進(jìn)料泵(18)、發(fā)酵罐攪拌機(jī)(19)、增壓風(fēng)機(jī)(20)和沼液泵(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述沼氣站包括用于控制所述設(shè)備的控制元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線發(fā)射裝置(8)為GPRS無(wú)線發(fā)射裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)還包括UPS電源(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)還包括顯示屏(16)，與所述控制器(7)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的沼氣站數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)與上傳系統(tǒng)，其特征在于，所述控制元件包括接觸器、或熱繼電器、或變頻器。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK204009531SQ201420330151
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】邢帆, 劉昊明 申請(qǐng)人:青島匯君環(huán)境能源工程有限公司