基于DTU的空压机远程监控系统

1 概 述

　　随着物联网各种技术快速发展,各物联网远程监测应用场景也应用而生，空压机是一种空气压缩和气体输送设备，广泛运用于矿山、机械、电子、医疗等各行业。空压机常规都是需要人在现场监测和维护,现在通过物联网技术,远程监控成为可能，运维人员就可以坐在监控室里对空压机进行监控，而且通过网络随时进行远程监控。通过佰马DTU无线传输设备和组态软件支持Internet访问，是一种真正的客户服务器模式，而且能够比较容易地开发出良好的监控画面，网络配置简单。由此，提出了基于DTU无线传输实现组态的空压机远程监控系统。

2空机压监控要求

　　空压机监控包括两方面内容，首先采集空压机的相关参数，然后分析采集到的数据作出相应的控制和处理，以保证空压机的正常运行和按工艺要求运行

　　2.1 需采集的参数

　　各压缩机电机转速、电压、电流；各级吸气压力、排气压力、气瓶组压力、润滑油压力等；各级吸气温度、排气温度、油温、冷却水温、压缩机站内环境监控、电机绕组和轴承温度等。

　　2.2 控制内容

　　（1）压缩机电机转速、电压、电流、功率、效率等；

　　（2）压缩机排气量的控制。当工艺过程中用气量发生改变时，需要对排气量进行调节；

　　（3）各级进出口温度、压力的控制。在压缩机运行过程中 ，当进出口温度、压力值偏离预先设定的期望值时，测控系统发出调整信号，控制相应的调整机构进行自动调节；

　　（4）油路、水路系统的控制；

　　（5）电机绕组和轴承温度的控制；

　　另外，测控系统根据编制的工艺流程和规定的操作程序，要对机器设备执行一定的顺序控制或程序控制。

3 基于DTU无线传输组态的系统网络结构

　　组态完全基于DTU无线传，是一种真正的客户服务器模式，可运行在基于TCP/IP网络协议的网上。组态网络结构是一种柔性结构，可以将整个应用程通过DTU传输给多个服务器，可以引用远程站点的变量到本地使用（显示、计算等）。服务器的分配可以是基于项目中不同的功能，用户可以根据系统需要设立专门的IO服务器、历史数据服务器、报警服务器和登录服务器等。基于DTU的组态空压机远程监控系统可以采用如图所示的网络结构。

　在图示的网络结构中，PLC与现场的传感器、变送器和调节机构相连，完成对压缩机相关参数的检测和现场的控制。I/O采集站只负责设备数据采集，通过佰马DTU实现无线传输,数据服务器集报警服务器、历史数据服务器和登录服务器的功能于一身，负责报警信息的验证和记录，历史数据的记录和用户登录的验证。主控机可以浏览I/O采集站上的实时数据 ，查看I/O站点的报警信息，查询I/O站点的历史记录，可以实现对IO站点连接设备的控制。在此，主控机其实还充当服务器，因为组态服务器系统处理远程IE端的访问请求，无需额外的服务器。远程监控终端通过网络能够在任何地方对空压机进行远程监控。

4 基于组态王的系统软件设计要点

　　1）组态与PLC的通信连接

　　组态软件内嵌各种PLC驱动程序，用户只需按照设备配置向导选择PLC的类型，组态将自动完成相应驱动程序的启动，建立与PLC之间的通信。组态对外部设备的管理是通过对逻辑设备名的管理来实现的，在数据词典中建立若干I/O变量，使之与PLC的数据寄存器之间建立通道，通过这些I/O变量便可以读或写PLC的数据寄存器。

　　2）组态各站点的网络配置

　　要实现组态的网络功能，除了具备网络硬件设施外，还必须对组态各站点进行网络配置。首先必须将所有进入网络的计算机设置成连网运行模式，取一个唯一的节点名，并且将它们的网络参数设置成一致，如包大小和查询频率等。然后是指定服务器和客户。网络配置的最终目的可以实现各站点之间的数据共享。

　　3）主控机监控软件的模块

主控机监控软件一般包含以下模块：主画面、报警画面、维护时间提示画面、用户参数设定画面、历史曲线画面和报表画面等。主画面中以图形显示各空压机的运行状况，实时动态显示各监测参数，并可以对空压机的运行进行相关控制；报警画面可以进行报警记录的详细查询；历史曲线画面中可以调出各监测参数的历史记录，以曲线形式形象地表示出来，可以向前查阅任意时段的历史记录；维护时间提示画面可以提供名各压缩机维护日记，便于用户维修和记录；用户参数设定画面根据用户不同需求自定义各压缩机参数，达到用户各种要求；报表画面可以进行历史报表和实时报表的查询、编辑和打印。

5 DTU设备要求

1.接口丰富，配置RS232、RS485、I/O、ADC（选配）等接口，方便前端联接各种智能设备，采集模拟、数字或开关量数据。

2.网络全覆盖，包括全网通/4G/3G/2.5G，全面覆盖国内及海外运营商网络，项目运用更灵活。

3.工业级设计及应用，恶劣环境下稳定运行，耐高低温（-35℃至75℃），宽压（5V-35V）。

4.通信稳定可靠，多重软硬件技术保障无线连接“永久在线”，无人值守环境应用更安心。

5.支持数据多中心同步传输，实现高效管理。

6.信号搜索能力强，信号接收能力强，在运营商信号弱的环境中应用优势明显。

6 远程监控终端的远程监控

　　主控机要将监控软件进行WEB发布，发布采用分组方式，以使远程监控终端能够通过浏览器浏览。。远程监控终端的浏览器地址栏里输入http://主控机IP地址：组态WEB定义端口号/要浏览的组名称，即可获得与主控机组态王运行系统相同的监控画面，并与主控机保持高效的数据同步，通过网络能够在任何地方获得与在主控机上一样的画面和数据显示、报表显示、报警显示、维护时间提示显示、用户参数设定显示、趋势曲线显示等，以及方便快捷的控制功能。