一种适用于智能变送器的无线传输系统的制作方法

1.本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种适用于智能变送器的无线传输系统。


背景技术：

2.冶金企业涉及到许多自动化过程控制变量，如：温度、压力、流量及物位等。因此各处都需要仪表设备对这些控制变量进行信号(即参数数据)的采集，在信号采集环节，主要是采集仪表设备发出的各种信号，再将这种信号转换成电信号，有的作为控制室的监控直接显示，有的作为能源成本结算的数据。对于仪表设备来讲，主要是指能够测量温度、压力、流量及物位等信号的测量元件，例如测量流量压差的变送器、测量液位的118变送器等。
3.现场端有多个测点，每个测点都是采用智能变送器对测点处的信号进行采集，而采集的信号一般通过有线传输进行通信，模拟量一般从测点开始到中途配电器、隔离器等二次仪表，然后上传采集柜等，开关量及采用rs485通讯的信号可以直接传输给二次仪表或者直接传输给采集柜；最终采集柜将信号发送远程测控终端(rtu)。而采集柜一般设置在现场端多个测点的网络中心附近，便于接收测点的各种信号。
4.目前采用有线传输方式时，存在以下问题：
5.(1)从现场端每个测点到终端布设线缆，线缆的距离短则几米，多则几十米，而一个钢铁企业内成千上万个测点，对于电缆消耗的成本很大。
6.(2)由于智能变送器采集的参数数据要经过线缆连接的多个二次仪器等进行中转传输，当测点出现故障时，也需要逐步排查有线电缆的问题；另外，由于电缆使用年限的影响，线路会存在自然老化现象，导致线路某段出现接触不良或短路现象，从而影响自动化控制的精度和稳定性。在处理这些故障时，根据线路的长短不同，很难排查出具体是哪段线路出现故障，多数情况下，都会采用重新放线的手段进行处理。不仅加剧了电缆的成本，在某种程度上，有线传输信号对人员的维护也增加了难度。
7.(3)钢铁行业涉及许多易燃易爆等有害危险环境，如煤气、氧气、粗苯、高空等，因设备采用有线传输，人员进行维护时，必须在现场检查仪表。危害区域的频繁出入，必然导致了人员人身安全的风险激增。
8.因此，需要提供一种针对上述现有技术中不足的改进技术方案。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是提供一种适用于智能变送器的炼钢厂无线传输系统，用以克服上述现有技术中的问题。
10.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
11.一种适用于智能变送器的无线传输系统，无线传输系统包括：
12.智能变送器，所述智能变送器安装在炼钢厂的生产设备上，用于采集所述生产设备在生产过程中的参数数据；
13.至少两个能源采集柜，所述能源采集柜设置在现场端的多个位置，所述能源采集柜与生产设备间隔设置；所述能源采集柜内包括第一无线通信设备，所述第一无线通信设备与所述智能变送器无线通讯连接，所述第一无线通讯设备用于接收所述参数数据，并将所述参数数据进行转发；
14.中心采集柜，所述中心采集柜包括第二无线通讯设备，所述第二无线通信设备与所述第一无线通信设备通讯，通过所述第二无线通讯设备接收每个所述能源采集柜的所述参数数据；
15.数据处理模块，所述数据处理模块与所述中心采集柜连接，用于将所述参数数据进行显示。
16.进一步的，所述第一无线通讯设备和第二无线通讯设备为无线控制器，所述无线采集控制器具有无线通信端口，配置四路模拟量输入通道。
17.进一步的，所述生产设备包括加热炉，对应的，所述参数数据包括煤气温度、煤气流量和压力。
18.进一步的，所述能源采集柜内还包括：
19.功能单元，所述功能单元通过电缆连接所述智能变送器，所述功能单元包括隔离器和配电器，用于分流和隔离所述参数数据；
20.二次仪表，所述二次仪表连接所述功能单元，通过所述二次仪表显示所述参数数据。
21.进一步的，所述中心采集柜还包括有线通讯单元，所述有线通讯单元为电缆，所述电缆一端连接所述第二无线通讯设备，另一端连接所述数据处理模块，用于将中心采集柜中的所述参数数据传输至所述数据处理模块中。
22.进一步的，所述数据处理模块包括：
23.处理器，所述处理器对所述参数数据进行转换处理，得到处理结果；
24.显示单元，所述显示单元为液晶显示屏，所述处理结果通过液晶显示屏进行显示。
25.进一步的，所述数据处理模块还包括存储单元，所述存储单元用于存储所述参数数据和所述处理结果。
26.进一步的，所述能源采集柜至少连接五个智能变送器。
27.有益效果：
28.本实用新型提出一种适用于智能变送器的无线传输系统，通过智能变送器采集生产设备在生产控制过程中的参数数据，由于智能变送器的结构和功能，能够提高采集参数数据的精准度，能源采集柜设置现场端的多个位置，通过无线通讯方式获取小范围内不同智能变送器采集的参数数据，然后再通过无线传输方式将智能变送器采集到的参数数据传输至监控终端的中心采集柜，以供监控终端使用，通过监控终端能够显示炼钢厂现场端不同生产设备的信息。本实用新型通过无线传输方式，可以降低有线传输方式造成电缆成本过高的问题，而且无线传输可以减少维护过程中线路对故障处理的干扰，提高生产和维护的效率。
附图说明
29.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示
意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。其中：
30.图1为本实用新型适用于智能变送器的无线传输系统的原理图；
31.图2为本实用新型无线控制器的接线端子示意图。
具体实施方式
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。各个示例通过本技术的解释的方式提供而非限制本技术。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本技术的范围或精神的情况下，可在本技术中进行修改和变型。例如，示例为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本技术包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
33.在炼钢厂的自动生产过程中，一般伴随着自动控制，而自动控制的实现依赖着仪表设备检测到的各种电参数数据，在本技术中仪表设备一般采用智能变送器，智能变送器是由传感器和微处理器(微机)相结合而成的，同时具有微处理器的运算和存储能力，可对传感器的数据进行处理，包括对测量参数数据的调理(如滤波、放大、a/d转换等)、数据显示、自动校正和自动补偿等，微处理器不但可以对测量数据进行计算、存储和数据处理，还可以通过反馈回路对传感器进行调节，以使采集数据达到最佳。因此，在智能变送器的微处理器具有各种软件和硬件功能，因而它可以完成传统变送器难以完成的任务，所以智能变送器降低了传感器的制造难度，并在很大程度上提高了传感器的性能。基于智能变送器的结构和功能，能够提高自动生产控制的效率和性能。
34.智能变送器设置在炼钢厂内的测点，其中测点是指炼钢厂生产过程中需要测量参数数据的设备位置，例如是测量温度、压力等。对于测点通过智能变送器采集的参数数据，一般是通过厂内采集柜之间设置的线槽进行传输，中间会先后经过配电器和隔离器等二次仪表设备，对于厂内复杂的工作环境，不管是放线工作还是故障维护来说，在进行线路判断时都存在极大风险。因此，本技术提出一种适用于智能变送器的炼钢厂无线传输系统。
35.如图1所示为本技术的适用于智能变送器的无线传输系统的原理图，以下结合图1对本技术适用于智能变送器的无线传输系统的技术方案进行介绍。
36.在本技术实施例中一种适用于智能变送器的无线传输系统包括：智能变送器、至少两个能源采集柜、中心采集柜和数据处理模块；智能变送器安装在炼钢厂现场端的生产设备上，用于采集生产设备在生产过程中的参数数据；能源采集柜设置在炼钢厂现场端的多个位置(至少五个)，能源采集柜与生产设备间隔设置；能源采集柜内包括第一无线通信设备，第一无线通讯设备与智能变送器无线通讯连接第一无线通讯设备用于接收参数数据，并将参数数据进行转发；中心采集柜设置在监控终端，中心采集柜包括第二无线通讯设备，第二无线通信设备与第一无线通信设备通讯，通过第二无线通讯设备接收每个能源采集柜的参数数据；数据处理模块设置监控终端，数据处理模块与中心采集柜连接，数据处理模块将参数数据进行显示。
37.本实用新型提出一种适用于智能变送器的无线传输系统，智能变送器设置在炼钢厂的生产设备上，通过智能变送器采集生产设备在生产控制过程中的参数数据，由于智能变送器的结构和功能，能够提高采集参数数据的精准度，能源采集柜设置现场端的多个位置；而且本实用新型对于智能变送器采集的参数数据，通过无线通讯方式获取，并且是每个
能源采集柜均获取小范围内不同智能变送器采集的参数数据，然后再通过无线传输方式将智能变送器采集到的参数数据传输至监控终端的中心采集柜，最后通过监控终端能够显示炼钢厂现场端不同生产设备的参数数据。本实用新型通过无线传输方式可以降低炼钢冶金等生产企业在仪表测量采用有线传输方式造成电缆成本过高的问题，而且无线传输可以减少仪表维护过程中线路对故障处理的干扰，极大降低了在排查故障时的难度，同时，也避免因无法排查线路具体故障点而再采用重新放线导致二次增加成本的现象的发生。
38.本技术的第一无线通讯设备和第二无线通讯设备均为无线控制器，无线控制器是集模拟参数数据采集和无线数据传输于一体的设备，设置有线通信端口和无线通信端口，能够实现电源隔离和参数数据隔离，因此，不仅可以进行数据传输还能保障通信过程中隔离干扰，从而提高传输参数数据的准确性。无线控制器配置四路模拟量输入通道，可采集0
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20ma、4
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20ma、0
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5v、0
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10v等标准参数数据，适用于炼钢厂现场端各种电压、电流参数数据的采集，提高了无线传输系统的适用性。本技术无线控制器的端口信息如表1所示，对应的接线端子如图2所示。
39.[0040][0041]
在本技术实施例中，生产设备为加热炉，基于此介绍本技术适用于智能变送器的无线传输系统对智能变送器采集到的参数数据进行传输的过程。
[0042]
在加热炉在生产过程中，为了保障生产的安全性，需要监测加热炉的煤气温度、煤气流量和压力，因此，本技术智能变送器采集的参数数据包括煤气温度、煤气流量和压力。由于加热炉的的复杂环境，对智能变送器采集到的参数数据采用无线传输的方式传输给能源采集柜，即通过能源采集柜中的第一无线通讯设备接收参数数据，然后经过第二无线通讯设备实现参数数据的汇聚，集中至监控终端。
[0043]
作为对适用于智能变送器的无线传输系统的进一步限定，本实用新型的能源采集柜内还包括功能单元和二次仪表，功能单元通过电缆连接智能变送器，功能单元包括隔离器和配电器，用于分流和隔离智能变送器采集到的参数数据；二次仪表连接功能单元，通过二次仪表显示参数数据的参数数据。在本技术实施例中，功能单元包括隔离器和配电器，但上述描述并不作为对本技术的限定，功能单元可以根据实际应用需求设置。
[0044]
作为一种优选实施方式，本实用新型的能源采集柜至少连接两个智能变送器，能
源采集柜靠近多个生产设备设置，能够同时获取到多个生产设备上智能变送器采集到的参数数据，减少能源采集柜的数量，节省成本。
[0045]
作为无线传输系统的优选方案，本技术的中心采集柜还包括有线通讯单元，有线通讯单元为电缆，电缆一端连接第二无线通讯设备，另一端连接数据处理模块，用于将中心采集柜中的参数数据传输至数据处理模块中。
[0046]
本技术既可以完成无线传输的功能，又可以在监控终端，通过有线传输将参数数据传输至近距离的数据处理模块，通过电缆进行有线传输，可以节省成本。
[0047]
监控终端的数据处理模块包括处理器和显示单元，处理器对参数数据进行转换处理，得到处理结果；显示单元为液晶显示屏，处理结果通过液晶显示屏进行显示。
[0048]
在本技术中，对处理器的处理过程不做具体的限定，具体处理方式和处理过程根据控制需求进行自行设定，例如，对于有些参数数据，仅进行协议格式转换的处理；有些参数数据需要进行计算等转换处理才能得到需要的信息。经处理器对参数数据进行转换处理后得到的处理结果，通过液晶显示屏可以直接进行显示，使工作人员能够更加直观的看到生产设备处对应的信息。
[0049]
本技术的数据处理模块还包括存储单元，存储单元用于存储生产设备在生产控制过程中的参数数据和处理结果。
[0050]
本技术的存储单元不仅存储有生产设备在生产控制过程中的还有处理器处理得到的处理结果，也就是说监控终端既存储有原始参数数据，也有处理后的间接结果，便于工作人员调取信息进行分析，也可以进行信息比对，以寻找问题和准确的进行维护。
[0051]
综上，本实用新型适用于智能变送器的无线传输系统具有以下优点：
[0052]
(1)通过采用无线通讯设备(无线控制器)替换现有的有线传输设备，减少了现场端测点(生产设备)到能源采集柜内的不闲，可以有效降低仪表测量进行有线传输的电缆成本的消耗，可以有效的降低成本。
[0053]
(2)本技术采用无线传输没有了中间电缆的对测量过程的干扰，可以有效的减少工作人员因线路问题难以排查的原因而导致的维护困难和重新放线的造成的电缆成本的进一步增加。
[0054]
(3)本技术的无线通讯设备(无线控制器)可以直接利用模块本身进行参数设置，在多数非设备损坏的情况下，是可以利用无线检测设备参数对生产设备的仪表进行维护。这在钢铁行业中，可以极大减少人员出入危险区域，在安全方面也是一项重大突破。
[0055]
(4)本技术的无线通讯设备(无线控制器)的通讯接口，不仅包括有线通讯接口，还有无线通讯接口，无线通讯接口支持rs232和rs485的传输协议，能够将采集的4
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20ma、1
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5v等标准参数数据经无线采集控制器转换后的参数数据再次还原成上位机可读取的参数数据，从而满足现场端生产设备各类工艺要求监控的数据。
[0056]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本技术精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本技术的权利要求保护范围之内。