物联网技术在动力站房的应用

2021-03-15张鹏

装备维修技术 2021年42期

张鹏

摘要：利用物联网、Modbus仪器仪表和传感器等技术，对动力站房设备运行参数、仪器仪表、质量标准等进行远程数据采集设计，本文介绍一种设计思路和设计方案，实现站房运行数据实时在线监测、历史记录查询、报警等功能，可随时随地通过网页或手机APP进行查看。

关键词：物联网云平台;GM20-DTU网关;DL/T645电能表;RS485仪表;4-20mA仪表

0 前言

陕西型汽车有限公司动力一厂承担着公司西厂区高压配电室、空压站、污水站、地源热泵、天然气锅炉房等系统的运行与维护。各站房设备、仪表的数据观察仅限于现场查看，不具备远程查看功能。

随着物联网技术、RS485通讯仪表、4～20mA传感器、协议转换器、隔离器以及无线数传技术的发展，实现动力站房数据远程采集变得更加简单。

本文介绍利用蓝蜂EMCP物联网云平台打造动力站房远程数据监控系统技术方案，该方案设计简单、操作方便、投入成本低。

1.蓝蜂EMCP物联网云平台

河北蓝蜂EMCP物联网云平台是一个工业级，服务于工业、农业、商业用户的综合物联网平台，支持多用户、跨行业、跨设备无缝接入。通过EMCP平台无需编程，无需安装运行软件，即可快速便捷的实现产品或系统的物联网平台搭建，打造企业专属的物联网云平台。

通过EMCP平台，用户只需关注自己的设备、仪表和系统是否与GM10/20网关通讯协议和通讯参数相一致，而无需关注网络侧如何实现的难题。EMCP平台作为完整的物联网集合体将数据传输、处理、存储、展示、用户管理、报警等功能进行打包，用户在EMCP平台的后台完成设备、数据规则、组态画面、用户的创建。然后无论身处何地，只要有网络的地方打开电脑网页、手机APP登陆平台即可实现对设备的远程管理。

2 GM10/20-DTU网关

GM10/20-DTU网关是用于EMCP物联网云平台连接下位设备所用的4G全网通网关，可以利用4G网络或有线网络连接物联网云平台。GM10/20-DTU利用串口或网口实现Modbus数据自动采集和传输，配置参数方式灵活，运行安全稳定。

用户可以通过远程配置GM10/20-DTU各项参数，实现网络通讯。无论作为Modbus主站进行串口通讯或作为Modbus客户端进行网口通讯，均可以灵活地实现多个Modbus子设备或多个Modbus Server设备的接入，适用于各种触摸屏、PLC、Modbus仪器仪表或工业控制器的远程联网与监控。

3 终端仪表类型

⑴4～20mA传感器：

动力站房常用测量设备参数如压力、温度、液位、PH 计、温湿度传感器和烟感等仪器仪表的信号电流都为4～20mA，指最小电流为4mA时，对应的是仪表的下限值，最大电流为20mA时，对应的是仪表的上限值，是工业上最广泛采用的电流传输模拟量形式。

该类型传感器需要实现GM10/20-DTU网关远程数据采集，需配备多路4～20mA转RS485模拟量采集输入模块，例如：匠人电子生产的MA420- Inx模拟器，可以实现多路4～20mA信号接入，输出RS485信号，通讯参数支持 9600-8-N-1（可设），通讯协议Modbus-rtu，即可实现数据远传功能。

⑵RS485接口，Modbus-rtu通讯协议仪表：

动力站房常用流量计、远传水表、Modbus电度表、直流控制柜、温湿度传感器、烟感、PLC和触摸屏等设备仪表具有RS485接口，Modbus-rtu通讯协议。

该类型设备需要实现GM10/20-DTU网关远程数据采集，只要满足通讯参数9600-8-N-1（可设），通讯协议Modbus-Rtu，即可实现数据远传功能。

⑶DL/T645-1997/2007通讯协议多功能电度表：

电力供配电系统，高压配电室、低压配电室计量仪表电度表，一般具有2路RS485接口，支持DL/T645-1997或DL/T645-2007通讯协议。该电表因通讯协议与GM10/20-DTU网关通讯协议不同，该类型电度表实现GM20-DTU网关远程数据采集，可以提供两种解决方案，方案一：采用DL/T645转Modbus协议转换器配，例如：杭州方竹FZ160电表协议转换模块，同时支持8台DL/T645-1997协议和DL/T645-2007协议电度表，采集电度表常用的18项参数，输出RS485信号，通讯参数支持 9600-8-N-1（可设），即可实现数据远传功能。方案二：利用PLC采集电表数据，进行协议转换，输出Modbus-rtu协议，通讯参数 9600-8-N-1（可设），即可实现数据远传功能。

⑷LORa无线数传设备

LORa是一种远距离无线通讯方案。LORa和GPRS/4G方案相比它无需入网和Wifi、Zigbe相比较距离更远。所以，LORa在小数据、远距离通讯中越来越得到广泛应用。例如：上海卓岚ZLAN9700支持3中串口形式，即RS232/485/422，户外通讯距离8km 具有远距离、低功耗、抗干扰等特点，避免了远距离布线或布线困难现场布线成本高的问题。

4. EMCP物联网云平台配置

以Mudbus从站设备连接EMCP物联网平台，通过电脑和手机远程监控为例，介绍如何使用平台系统。

以管理员权限将现场需要监控的设备调整为Mudbus从站、连接上DTU，在平臺进行DTU和展示相关的设置，就可以实现远程监控的功能。方法如下：

第一步：将现场用户设备，如PLC、仪表、触摸屏和工控机等，调整为Mudbus从站，并明确需要监控的数据的Mudbus数据类型和地址。

第二步：使用管理员账号登录平台，进入“后台管理”进行如下配置与设置。

⑴模块管理：将DTU的SN绑定在本账号，并且使模块联网在线，使用“远程配置”，配置DTU的串口参数（波特率、校验位等），将需要监控的数据配置到Mudbus通道中。

⑵数据规则：创建一个数据规则，添加按照需要监控数据的Mudbus地址，创建实时数据列表，如有需要可使用组态功能编辑组态展示页面。

⑶设备管理：创建一个用于展示的设备，将DTU的SN和创建的数据规则绑定在此设备。

第三步：在PC 浏览器和手机APP，使用账号密码登录后，就可以看到创建的设备，并且能够进行数据查看和操控。

5.结论

动力一厂“智慧动力”远程数据系统的建立，实现了动能保障和动能供应的自动化、远程化、可控化、数据化，提高了动能保障水平，提高了人员利用效率，降低了管理成本。

参考文献