一种基于物联网的工业过滤器控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及过滤器远程控制技术领域，尤其涉及一种基于物联网的工业过滤器控制系统及其控制方法。

背景技术

工业过滤器应用领域较广，如食品、化工、电子、医药、核工程、半导体、水处理等领域。由于部分应用领域独特的环境要求，大型工业过滤器在现场使用时，技术人员不方便及时采集各个数据，对一些操作也无法进入过滤器现场内完成，例如，制药车间、半导体生产车间、危化品生产车间或者核电站等地，技术人员无法在不影响周边环境的情况下，长时间在过滤器旁进行操作或者数据采集，尤其是具有放射性、腐蚀性等具有危害性现场时，不允许有技术人员来回出入现场。此外，工业过滤器均设置在客户使用现场，若出现问题均需要技术人员往返现场进行检修、调试，带来诸多不便。

因此，如何通过远程操作来进行过滤器的操作、过滤元件的更换、过滤器各个工段的数据采集是亟需要解决的问题。

随着工业4.0的发展和到来以及物联网的大规模应用，生产生活愈来智能化，已经出现了利用物联网技术进行数据采集的例子，如授权公告号为CN209218141U的中国专利，公开了一种无线机联网数据采集智能终端，通过微处理器、电源驱动模块、RS485端口、I/O输出口、I/O输入口、实时时钟模块、LED指示灯和2.4GHZ无线模块等部件，对工业设备进行数据采集、共享、管理。但是，针对工业过滤器来说，工业过滤器非单一性设备，而是由若干个不同的非标过滤器嵌入到各工业生产设备系统使用，应用到不同工段。每个领域，应用到的过滤器不尽相同，采用的过滤工艺方法也不相同，因此，对于每一项工程来说，都需要不同数据采集、分析和管理。

有鉴于此，有必要设计一种能够将物联网模块嵌入到各工业过滤器内，结合过滤工艺及时、准确传输数据的控制系统及控制方法。

发明内容

本发明的目的一在于公开一种工业过滤器控制系统，通过物联网技术实现工业过滤器的现场数据采集、传输，通过云端传输至远程客户端，方便技术人员及时掌握工业过滤器现场使用情况，做出指令反馈，实现远程控制，避免异地出差带来的不便。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的工业过滤器控制系统，包括工业过滤器、物联网智能网关、物联网云平台和远程客户端；所述工业过滤器内设有传感器和控制器，所述传感器和控制器与物联网智能网关连接，所述物联网智能网关与物联网云平台连接，所述物联网云平台与远程客户端连接。

在一些实施方式中，所述传感器是压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器、颗粒粒径传感器、液体浓度传感器中的几种。

在一些实施方式中，所述传感器和控制器与物联网智能网关通过有线或无线方式连接。

在一些实施方式中，所述传感器和控制器与物联网智能网关通过RS485或者RS232连接方式连接。

在一些实施方式中，所述传感器和控制器与物联网智能网关通过以太网或者WIFI连接方式连接。

在一些实施方式中，所述传感器和控制器与物联网智能网关连接方式采用MOTT或者SOAP协议。

在一些实施方式中，所述物联网智能网关通过GPRS无线通讯模式或者有线网络与物联网云平台连接。

在一些实施方式中，所述物联网云平台与远程客户端通过互联网连接，所述远程客户端是PC端和手机APP。

本发明的目的二在于公开一种工业过滤器控制方法，该方法通过物联网智能网关和物联网云平台把工业过滤器和远程客户端连接，实现远程通讯连接，对工业过滤器现场进行数据采集、分析处理，并发送指令对工业过滤器现场设备进行远程操控，便捷省时。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于物联网的工业过滤器控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：将工业过滤器内传感器和控制器与物联网智能网关通讯连接，并调试端口信号、接口信号和设备地址信息；

步骤2：将物联网智能网关、物联网云平台和远程客户端通讯连接，并调试端口信号、接口信号、设备地址信息以及远程客户端域名；

步骤3：工业过滤器运行时，通过传感器和控制器将运行参数送至物联网智能网关并上传物联网云平台，经过数据分析处理后发送至远程客户端；

步骤4：远程客户端接收信号再做分析之后，发出指令，经物联网云平台和物联网智能网关传输至控制器执行；

步骤5：控制器执行命令后，将工业过滤器运行参数再次反馈至远程客户端使用，依次循环。

在一些实施方式中，所述运行参数包括压力、温度、流量、液位、浓度；所述运行参数均存储于物联网云平台。

在一些实施方式中，所述运行参数经过数据分析处理并以图形、表格或曲线方式展示于所述远程客户端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)该系统能够远程控制设备运行状态，进行远程诊断和远程调试，省去差旅和时间限制，提高生产效率；(2)系统通过物联网技术，将工业过滤器的现场数据上传至云平台存储、分析和整理，再传输至远程客户端，能够实现实时监控，遇到突发问题，可以第一时间发送指令，解决问题；(3)该系统和控制方法还能够有效解决恶劣环境下工业过滤器无法现场进行数据采集、操控的问题，针对核电站、化工厂、半导体生产车间等环境要求较为特殊的领域，有着很好的推广应用。

附图说明

图1为本发明所示基于物联网的工业过滤器控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

如图1所示，一种基于物联网的工业过滤器控制系统，包括工业过滤器、物联网智能网关、物联网云平台和远程客户端。

所述物联网智能网关用于采集工业过滤器的现场数据，并将现场数据传输至物联网云平台；所述物联网云平台，用于转接、存储、处理上述现场数据；所述远程客户端用于接收上述现场数据，并对现场数据进行实施监控、分析和处理，并作出回应性指令操作。

所述工业过滤器内设有传感器和控制器，本实施例中控制器优选PLC。所述传感器和控制器与物联网智能网关通过有线或无线方式连接。可以是，传感器和控制器与物联网智能网关通过RS485或者RS232连接方式连接，也可是，传感器和控制器与物联网智能网关通过以太网或者WIFI或者4G方式连接，本实施例优选无线连接方式。

所述传感器和控制器与物联网智能网关无线连接方式采用MOTT或者SOAP协议。

所述物联网智能网关通过GPRS无线通讯模式或者有线网络与物联网云平台连接。物联网云平台可接收来自多个物联网智能网关传输的数据，并对不同数据进行分类、分析处理，然后归集到不同的子模块中存储，该数据在经过存储之后传输至远程客户端使用。

所述物联网云平台与远程客户端通过互联网连接，所述远程客户端是PC端和手机APP。

所述传感器是压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器、颗粒粒径传感器、液体浓度传感器中的几种。本实施例中，传感器和PLC控制器无线连接至物联网智能网关，物联网智能网关采集的现场数据包括温度、压力、累计流量、实时流量、过滤器内的液位以及处理料液中的颗粒物粒径大小、料液浓度、过滤元件压差等数据，还能够采集PLC控制器上的报警、事故处理等数据。

所述物联网云平台不仅能够将采集到的现场数据存储、分析处理、传输给远程客户端，还能够接收来自客户端发出的指令，并将该指令进行解析处理，经物联网智能网关传输至PLC控制器执行指令内容。

上述指令内容主要包括工业过滤器启动/停车、电磁阀开/闭、气动阀开/闭、泵与风机的开/闭、反吹系统或者反洗系统的启动/停车、排渣系统开/闭等。

如图1所示，一种基于物联网的工业过滤器控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：将工业过滤器内传感器和控制器与物联网智能网关通讯连接，并调试端口信号、接口信号和设备地址信息；

步骤2：将物联网智能网关、物联网云平台和远程客户端通讯连接，并调试端口信号、接口信号、设备地址信息以及远程客户端域名；

步骤3：工业过滤器运行时，通过传感器和控制器将运行参数送至物联网智能网关并上传物联网云平台，经过数据分析处理后发送至远程客户端；

步骤4：远程客户端接收信号再做分析之后，发出指令，经物联网云平台和物联网智能网关传输至控制器执行；

步骤5：控制器执行命令后，将工业过滤器运行参数再次反馈至远程客户端使用，依次循环。

所述运行参数包括工业过滤器的进出口压力、料液温度、各种泵的料液的实时流量和累计流量、工业过滤器内的料液液位、料液浓度等；所述运行参数还包括固定周期内，工业过滤器的运行状态、异常情况、报警事件等。

这些现场数据、运行参数均会存储于物联网云平台，然后经过数据解析处理后，以图形、表格或曲线方式展示于所述远程客户端使用。

所述远程客户端可以对工业过滤器现场数据、运行参数进行分析处理，可以通过远程视频监控、历史数据分析、系统设置、指令操控、故障管理、报警事件处理等方式进行。待远程客户端确定指令内容后，并将所述指令内容通过物联网云平台下发至工业过滤器的各个子设备执行。

指令首先通过物联网云平台下发到物联网智能网关，所述物联网智能官网解析指令内容，根据解析后的结果将不同指令发送给多个PLC控制器，使工业过滤器执行与指令内容相对应的操作。

所述物联网智能网关通过GPRS无线通讯模式与物联网云平台连接。GPRS无线通讯模式采用TCP或者IP协议。

远程客户端还可以连接有技术平台PLM，根据工业过滤器现场使用情况，将数据在PLM内存储，技术人员通过采集回来的现场数据在PLM内做相应的设计调整。该方案对于工程项目周期较长、要求很严的核工程领域有着很好的推广应用。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。