本發(fā)明涉及一種多路溫控箱，尤其是涉及一種具有物聯(lián)網(wǎng)通訊功能的多路溫控箱。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)外交聯(lián)電纜“加熱校直”工藝中所用的設(shè)備都為定制型專用設(shè)備。國外知名電纜廠家均定制有集成3路或6路溫度控制功能的專用設(shè)備，每路都采用pid單獨(dú)溫度控制的方式。目前調(diào)研的有關(guān)電纜公司中有幾套不同廠家的設(shè)備，但這些設(shè)備存在著接口不統(tǒng)一、操作方式不同、設(shè)備性能參數(shù)不夠明確、無系統(tǒng)集成通訊技術(shù)支持、無配套組態(tài)軟件管理等問題。

國內(nèi)一般是由施工單位自行組裝或研制專用溫度控制設(shè)備，目前普遍使用的是一種單路模擬溫度控制設(shè)備，該設(shè)備溫度控制不夠精確，不能實(shí)現(xiàn)多路控制，現(xiàn)場使用時(shí)施工人員往往采用“一拖2”、“一拖3”的方式，即用一個(gè)溫度監(jiān)測點(diǎn)控制多個(gè)加熱回路，這種方式存在各回路溫度失控的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有物聯(lián)網(wǎng)通訊功能的多路溫控箱，本發(fā)明的多路溫控箱可在滿足電纜“加熱校直”工藝的基本溫控功能的同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化，通過加入無線溫度傳感器、485通訊、云服務(wù)器、系統(tǒng)集成、4g無線通訊及手機(jī)app軟件管理等先進(jìn)技術(shù)，為精準(zhǔn)實(shí)施“加熱校直”工藝流程提供可靠的軟硬件裝備，方便人員管理減少人力成本。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種具有物聯(lián)網(wǎng)通訊功能的多路溫控箱，包括云端后臺層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層，所述的云端后臺層包括云服務(wù)器，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊層包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置及與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置相連的移動智能終端，所述的現(xiàn)場設(shè)備層包括溫控箱，該溫控箱內(nèi)設(shè)有用于完成多路溫度控制的多回路溫控裝置；所述的云服務(wù)器與所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置連接，所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置與所述的溫控箱連接；

所述的溫控箱將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通訊層發(fā)送給云服務(wù)器；所述的云服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)通訊層將控制指令下發(fā)給溫控箱以完成多路溫度控制。

所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置與所述的移動智能終端之間采用基于4g物聯(lián)網(wǎng)的p2p無線通訊協(xié)議相連。

所述的溫控箱與所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置之間采用實(shí)時(shí)通訊的rs485通訊總線連接。

所述的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置為4g數(shù)據(jù)交互裝置，包括串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與串口轉(zhuǎn)4g通信網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，兩者由超五類網(wǎng)絡(luò)線通過rj45接口連接。

所述的溫控箱包括工業(yè)平板電腦以及分別與工業(yè)平板電腦連接的多回路pid溫控裝置、智能斷路器、溫度無線收發(fā)裝置及ups電源裝置；

所述的工業(yè)平板電腦具備多路溫控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢、實(shí)時(shí)設(shè)定、實(shí)時(shí)報(bào)警、斷電記憶，通過配套的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置和移動智能終端實(shí)現(xiàn)溫控箱實(shí)時(shí)定位、遠(yuǎn)程分級權(quán)限管理、遠(yuǎn)程斷電遙控、遠(yuǎn)程監(jiān)測、設(shè)定參數(shù)、越限報(bào)警的功能；通過配套的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互裝置和云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)所有溫控箱的數(shù)據(jù)匯總，并根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)表、圖形的定制化開發(fā)。

所述的多回路pid溫控裝置包括2個(gè)4路pid溫控器、6個(gè)固態(tài)繼電器、6個(gè)pt100鉑熱電阻及6個(gè)加熱帶；所述的pid溫控器分別與所述的固態(tài)繼電器、所述的pt100鉑熱電阻連接；所述的固態(tài)繼電器與所述的加熱帶連接；

所述的多回路pid溫控裝置采用負(fù)反饋控制原理，由pt100鉑熱電阻將加熱帶的實(shí)時(shí)溫度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸反饋給pid溫控器，pid溫控器根據(jù)已定pid參數(shù)和pt100鉑熱電阻所反饋的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算比對之后控制固態(tài)繼電器輸出端的占空比，從而實(shí)現(xiàn)對加熱帶的精確溫控；

所述的工業(yè)平板電腦通過modbus通訊協(xié)議實(shí)時(shí)采集pid溫控器中的溫度參數(shù)、報(bào)警信號，并可對pid溫控器設(shè)定加熱溫度、報(bào)警閥值、保溫時(shí)間的參數(shù)。

所述的智能斷路器包括開關(guān)量遙控模塊、mccb型微型斷路器和mx+of帶輔助觸點(diǎn)的分勵脫扣器；所述的開關(guān)量遙控模塊與mccb型微型斷路器之間、mccb型微型斷路器與mx+of帶輔助觸點(diǎn)的分勵脫扣器之間分別采用阻燃通訊線連接；

所述的工業(yè)平板電腦通過modbus通訊協(xié)議實(shí)時(shí)采集開關(guān)量遙控模塊中的遙信量，并可對其下發(fā)開關(guān)量輸出遙控指令，讓分勵脫扣器中的繼電器線圈得電，將mccb型微型斷路器脫扣從而實(shí)現(xiàn)遙控?cái)嚯姽δ堋?/p>

所述的溫度無線收發(fā)裝置包括1個(gè)無線信號收發(fā)器和6個(gè)無線溫度傳感器，所述的無線信號收發(fā)器與每一個(gè)無線溫度傳感器之間采用無線透傳通訊協(xié)議連接；

所述的無線溫度傳感器負(fù)責(zé)將溫度模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過無線信號傳輸給無線信號收發(fā)器，無線信號收發(fā)器將每個(gè)無線溫度傳感器數(shù)據(jù)存儲于內(nèi)部內(nèi)置芯片中對應(yīng)的寄存器地址，所述的工業(yè)平板電腦通過modbus通訊協(xié)議將每個(gè)溫度數(shù)據(jù)讀取，并通過組態(tài)軟件做人機(jī)交互界面展示。

所述的ups電源裝置包括380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源、ups監(jiān)控模塊和12ah/24v輸出的鋰電池；所述的380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源與ups監(jiān)控模塊之間、ups監(jiān)控模塊與12ah/24v輸出的鋰電池之間分別采用阻燃電源線連接；

在溫控箱外接電源失電2小時(shí)之內(nèi)，通過ups電源裝置繼續(xù)為內(nèi)部元器件提供電能，所述的工業(yè)平板電腦通過內(nèi)部時(shí)間自動記錄斷電的起始時(shí)間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)用戶制定的加熱時(shí)間、溫度的相關(guān)判斷依據(jù)，在外接電源恢復(fù)后，自動判斷失電前后保溫時(shí)間的有效性。

所述的ups電源裝置的工作原理如下：

平時(shí)溫控箱由外接電源380v供電，380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源對內(nèi)部元器件提供電能并通過ups監(jiān)控模塊對鋰電池進(jìn)行浮充式充電，時(shí)刻保證鋰電池的電量充足；當(dāng)外接電源失電時(shí)，此時(shí)鋰電池通過ups監(jiān)控模塊內(nèi)部芯片計(jì)算兩端電壓差值瞬間反補(bǔ)24v的電能提供給溫控箱內(nèi)元器件使用，構(gòu)成無時(shí)差內(nèi)部供電系統(tǒng)，使得溫控箱的元器件在外接電源失電情況下繼續(xù)使用2個(gè)小時(shí)，為溫控箱實(shí)現(xiàn)斷電記憶功能提供可靠保障。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、使用范圍廣：本發(fā)明具有物聯(lián)網(wǎng)通訊功能的多路溫控箱不僅可滿足電纜公司電纜接頭施工需要，提升電纜接頭施工質(zhì)量和施工管理效率，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備對外銷售，稍加改進(jìn)后，可應(yīng)用于電纜運(yùn)行溫度在線監(jiān)測，在相關(guān)電力工程和運(yùn)維領(lǐng)域具有良好的市場潛力和經(jīng)濟(jì)效益。

二、加熱工藝監(jiān)管實(shí)時(shí)高效：本發(fā)明具備通訊功能，可由所配套的移動終端遠(yuǎn)程批量性設(shè)置加熱溫度和報(bào)警閥值等工藝參數(shù)，同時(shí)具備超溫、超壓實(shí)時(shí)報(bào)警功能，為用戶提供更實(shí)時(shí)、高效、可靠的功能保障，滿足用戶不同等級的作業(yè)、控制、管理需求。

三、加熱工藝可視化：根據(jù)用戶需求，在云端數(shù)據(jù)服務(wù)器搭載的配套系統(tǒng)組態(tài)軟件內(nèi)做數(shù)據(jù)報(bào)表，在遠(yuǎn)程移動終端和溫控箱本體工業(yè)平板電腦內(nèi)做實(shí)時(shí)的人機(jī)交互界面。

四、數(shù)據(jù)存儲安全可靠：溫控箱所采集到的數(shù)據(jù)均存放于云服務(wù)器內(nèi)，數(shù)據(jù)存儲安全性高，為今后的工藝流程優(yōu)化提供有效的歷史數(shù)據(jù)支撐，在工藝流程出現(xiàn)故障時(shí)方便提供歷史數(shù)據(jù)追溯。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明中的多回路pid溫控裝置工作原理圖。

圖3為本發(fā)明中的ups電源裝置工作原理圖。

圖4為本發(fā)明中溫控箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖5為本發(fā)明中溫控箱外部側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明中溫控箱外部俯視圖。

圖中標(biāo)號為：

1、云服務(wù)器，2、物聯(lián)網(wǎng)，3、移動智能終端，4、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，5、串口轉(zhuǎn)4g通訊網(wǎng)關(guān)，6、4g數(shù)據(jù)交互裝置，7、工業(yè)平板電腦，8、溫控箱，9、pid溫控器，10、固態(tài)繼電器，11、pt100鉑熱電阻，12、加熱帶，13、開關(guān)量遙控模塊，14、mccb微型斷路器，15、mx+of帶輔助觸點(diǎn)的分勵脫扣器，16、無線信號收發(fā)器，17、無線溫度傳感器，18、ups監(jiān)控模塊，19、380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源，20、鋰電池，21、負(fù)載，22、協(xié)議轉(zhuǎn)換器01，23、協(xié)議轉(zhuǎn)換器02，24、電源監(jiān)測模塊，25、接線端子01，26、24v轉(zhuǎn)12v開關(guān)電源，27、接線端子02，28、防水航空插座01，29、防水航空插座02，30、防水航空插座03。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種具有物聯(lián)網(wǎng)通訊功能的多路溫控箱，包括云端后臺層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。云端后臺層包括云服務(wù)器1；網(wǎng)絡(luò)通訊層包括移動智能終端3、4g數(shù)據(jù)交互裝置6；現(xiàn)場設(shè)備層包括溫控箱8，溫控箱8內(nèi)組裝有工業(yè)平板電腦7、多回路pid溫控裝置、智能斷路器裝置、ups電源裝置、溫度無線收發(fā)裝置。云端后臺主要配置服務(wù)器及相應(yīng)的配套軟件，完成對串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)4、串口轉(zhuǎn)4g通訊網(wǎng)關(guān)5的數(shù)據(jù)采集及命令下發(fā)；網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為地面4g數(shù)據(jù)交互裝置內(nèi)配置的基于以太網(wǎng)和4g通信網(wǎng)的2個(gè)網(wǎng)關(guān)，與溫控箱8通過rs485線實(shí)時(shí)通訊，與上位機(jī)通過4g通訊物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場智能溫控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、存儲、上傳及指令下發(fā)；現(xiàn)場設(shè)備層主要為溫控箱8內(nèi)組裝的工業(yè)平板電腦7、pid控制器9等，完成對現(xiàn)場加熱帶12和線芯溫度的探測以及對加熱帶12進(jìn)行pid溫度控制。

多回路pid溫控裝置為6路pid溫控裝置，包括2個(gè)4路pid溫控器9、6個(gè)固態(tài)繼電器10、6個(gè)pt100鉑熱電阻11及6個(gè)加熱帶12；pid溫控器9通過通訊總線分別與固態(tài)繼電器10、pt100鉑熱電阻11連接，固態(tài)繼電器10與加熱帶12之間采用電源線連接。該6路pid溫控裝置采用負(fù)反饋控制原理，如圖2所示，由pt100鉑熱電阻11將加熱帶12的實(shí)時(shí)溫度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸反饋給pid溫控器9，pid溫控器9根據(jù)已定pid參數(shù)和pt100鉑熱電阻11所反饋的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算比對之后在短時(shí)間內(nèi)頻繁控制固態(tài)繼電器10輸出端的占空比，從而實(shí)現(xiàn)對加熱帶12的精確溫控。

ups電源裝置包括380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源19、ups監(jiān)控模塊18和12ah/24v輸出的鋰電池20。其中，380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源19與ups監(jiān)控模塊18之間、ups監(jiān)控模塊18與12ah/24v輸出的鋰電池20之間采用2*1.5的阻燃電源線連接。其工作原理如圖3所示，平時(shí)溫控箱由外接電源380v供電，380v轉(zhuǎn)24v開關(guān)電源19對內(nèi)部元器件提供電能并通過ups監(jiān)控模塊18對鋰電池20進(jìn)行浮充式充電，時(shí)刻保證鋰電池20的電量充足；當(dāng)外接電源失電時(shí)，此時(shí)電池通過ups監(jiān)控模塊18內(nèi)部芯片計(jì)算兩端電壓差值瞬間反補(bǔ)24v的電能提供給溫控箱8內(nèi)的元器件使用，構(gòu)成無時(shí)差內(nèi)部供電系統(tǒng)，使得溫控箱8的主要元器件在外接電源失電情況下繼續(xù)使用2個(gè)小時(shí)，為溫控箱8實(shí)現(xiàn)斷電記憶功能提供可靠保障。

本發(fā)明具有實(shí)時(shí)監(jiān)測、遙控?cái)嚯?、無線測溫、斷電記憶、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程交互等多個(gè)功能。如圖1至圖6所示，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的功能的具體工作原理如下，

1)實(shí)時(shí)監(jiān)測功能工作原理：工業(yè)平板電腦7作為溫控箱8的溫控系統(tǒng)中樞，其搭載工業(yè)組態(tài)軟件通過modbus通訊協(xié)議實(shí)時(shí)采集pid溫控裝置中的溫度參數(shù)、報(bào)警信號等數(shù)據(jù)，并可對pid溫控裝置設(shè)定相關(guān)參數(shù)如：加熱溫度、報(bào)警閥值、保溫時(shí)間；

2)遙控?cái)嚯姽δ芄ぷ髟恚汗I(yè)平板電腦7通過modbus通訊協(xié)議實(shí)時(shí)采集遙控模塊中的遙信量，并可對其下發(fā)開關(guān)量遙控模塊13輸出遙控指令，讓分勵脫扣器15的線圈得電，將mccb微型斷路器14脫扣，從而實(shí)現(xiàn)遙控?cái)嚯姽δ埽?/p>

3)無線測溫功能工作原理：無線溫度傳感器17負(fù)責(zé)將溫度模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過無線信號傳輸給無線信號收發(fā)器16，無線信號收發(fā)器16將每個(gè)傳感器數(shù)據(jù)存儲于內(nèi)部內(nèi)置芯片中對應(yīng)的寄存器地址。工業(yè)平板電腦7通過modbus通訊協(xié)議將每個(gè)溫度數(shù)據(jù)讀取，并通過組態(tài)軟件做人機(jī)交互界面展示；

4)斷電記憶功能工作原理：在溫控箱8外接電源失電2小時(shí)之內(nèi)，通過ups電源裝置繼續(xù)為內(nèi)部元器件提供電能。工業(yè)平板電腦7通過內(nèi)部時(shí)間自動記錄斷電的起始時(shí)間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)用戶制定的加熱時(shí)間、溫度等相關(guān)判斷依據(jù)，在外接電源恢復(fù)后，自動判斷失電前后保溫時(shí)間的有效性；

5)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程交互功能工作原理：移動智能終端3、云服務(wù)器1分別搭載相應(yīng)的組態(tài)軟件并采用物聯(lián)網(wǎng)p2p協(xié)議，通過網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)與溫控箱8通訊，溫控箱8與網(wǎng)關(guān)之間采用modbus通訊協(xié)議。溫控箱8作為底層設(shè)備，其所采集到的數(shù)據(jù)均存放于云服務(wù)器1的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，移動智能終端3則作為一塊遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置實(shí)時(shí)監(jiān)控其下所連接的溫控箱8，為區(qū)域管理人員提供數(shù)據(jù)交互幫助。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。