[發(fā)明專利]工業(yè)無線傳感網(wǎng)開關(guān)控制系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410341735.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN104076719A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉英平;孟德軍;楊子原;林志貴;王鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)無線傳感網(wǎng)開關(guān)控制系統(tǒng)及方法。屬無線通信和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展主要經(jīng)歷手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和智能化控制三個(gè)階段。手動(dòng)控制方式?jīng)]有中控室，控制全憑借經(jīng)驗(yàn)操作，隨意性大。半自動(dòng)控制方式終端運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)一般通過有線電纜傳輸，從中控室對(duì)其進(jìn)行設(shè)置。終端設(shè)備按照設(shè)置的參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行作業(yè)，在作業(yè)過程中，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的干預(yù)，也可以在中控室設(shè)置參數(shù)或命令通過有線電纜控制作業(yè)，或通過裝載無線設(shè)備進(jìn)行無線控制。智能化運(yùn)行方式主要采用遠(yuǎn)程控制模式，作業(yè)人員在中控室中進(jìn)行控制，發(fā)出指令，終端設(shè)備按照指令進(jìn)行工作。工作過程中，作業(yè)人員可在中控室進(jìn)行監(jiān)控和干預(yù)。如果現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地大，有多臺(tái)設(shè)備的話，人工遠(yuǎn)程干預(yù)將不易實(shí)現(xiàn)，因此，該方式一般用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備很少的情況下，如日本北陸電力大田七尾發(fā)電所采用這種方式。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制基于PLC的有線信號(hào)傳輸控制。每臺(tái)終端通過自身的PLC進(jìn)行有線信號(hào)的收集和處理，并將處理結(jié)果信息通過有線電纜傳送到中控室，這種方式長(zhǎng)年累月易造成電纜磨損，影響信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

針對(duì)這種現(xiàn)象，利用無線通信技術(shù)，進(jìn)行控制信息傳輸，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制。這里點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制采用雙向無線智能控制器，可以完全代替終端設(shè)備的控制電纜，實(shí)現(xiàn)無線控制，從而解決傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制電纜斷裂造成嚴(yán)重影響生產(chǎn)的問題，同時(shí)維護(hù)更換方便，節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制需要兩臺(tái)配對(duì)使用，相互控制，輸入狀態(tài)控制到對(duì)方設(shè)備的輸出，設(shè)備同時(shí)具有自診斷功能、檢測(cè)對(duì)方設(shè)備是否在線、故障輸出告警等功能，具有配置簡(jiǎn)單、使用方便、實(shí)用性強(qiáng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向無線智能控制器避免了有線傳輸中因電纜損壞或接觸不良造成控制信號(hào)丟失現(xiàn)象，但是，也帶來頻段利用率低、效率不高等缺點(diǎn)。通過多個(gè)控制終端組建工業(yè)無線傳感網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制終端開關(guān)量輸入/開關(guān)量輸出間一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多的配置，達(dá)到一臺(tái)控制終端，控制多臺(tái)輸出設(shè)備，解決現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備數(shù)量多、分布不集中的控制問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種工業(yè)無線傳感網(wǎng)開關(guān)控制系統(tǒng)及通信方法。目的在于將將監(jiān)控終端、控制終端組建成工業(yè)無線傳感網(wǎng)，通過配置，構(gòu)建控制終端開關(guān)量輸入/開關(guān)量輸出間一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多映射，實(shí)現(xiàn)控制終端的聯(lián)動(dòng)，提高設(shè)備利用效率，增強(qiáng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)生存周期。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種工業(yè)無線傳感網(wǎng)開關(guān)控制系統(tǒng)，包括監(jiān)控終端和控制終端，利用無線通信技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)無線傳感網(wǎng)。

具體來說，所述的控制終端設(shè)置于靠近開關(guān)量設(shè)備處，與監(jiān)控終端通過無線通信方式進(jìn)行通信，用于開關(guān)量信號(hào)的采集、處理、傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)及控制；

進(jìn)一步地，所述的監(jiān)控終端通過保護(hù)裝置與監(jiān)控處理中心相連接，用于轉(zhuǎn)發(fā)控制終端開關(guān)量數(shù)據(jù)到監(jiān)控處理中心，以及轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控處理中心數(shù)據(jù)或命令到控制終端，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)及數(shù)據(jù)通信。

進(jìn)一步地，所述的工業(yè)無線傳感網(wǎng)開關(guān)控制系統(tǒng)由一臺(tái)監(jiān)控終端和多臺(tái)控制終端組成，通過星型架構(gòu)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)控制終端信息共享及聯(lián)動(dòng)。通過監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)對(duì)控制終端配置及控制，以及配置網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活多樣的配置，達(dá)到資源利用最優(yōu)。

前述的工業(yè)無線傳感網(wǎng)開關(guān)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟：

1)將控制終端靠近開關(guān)量設(shè)備安裝，二者通過有線進(jìn)行連接，開關(guān)量設(shè)備采用低壓電源供電，或采用控制終端的電源供電；

2)將監(jiān)控終端通過保護(hù)裝置靠近監(jiān)控處理中心安裝，二者通過有線進(jìn)行連接，監(jiān)控終端電源可采用監(jiān)控處理中心供電或單獨(dú)供電；

3)監(jiān)控終端有線接收監(jiān)控處理中心的控制命令，經(jīng)過處理，群發(fā)工業(yè)無線傳感網(wǎng)中的各個(gè)控制終端，組建星型網(wǎng)絡(luò)；

4)控制終端接收監(jiān)控終端發(fā)來的命令信息進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)工業(yè)無線傳感網(wǎng)中的各個(gè)控制終端開關(guān)量輸入/開關(guān)量輸出間一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多的配置，并將配置信息保存；

5)監(jiān)控終端配置完成后，通過無線傳輸反饋給監(jiān)控終端，監(jiān)控終端將配置結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控處理中心并保存，組網(wǎng)成功；

6)開關(guān)量輸入到控制終端后，控制終端將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為0或1數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)配對(duì)信息，無線傳輸給配對(duì)的控制終端開關(guān)量輸出；

7)控制終端無線接收到配對(duì)的控制終端傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，輸出控制開關(guān)量輸出；