基于物联网的远程控制监测工业系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于物联网的远程控制监测工业系统，属于物联网技术领域。
2.

背景技术：
现有产品的工业控制需要控制人员到现场对设备进行操作，不能进行远程操控，对设备的历史运行状况也不可查询，历史数据只能通过人员手动去记录，某些现场操作还具有一定的危险性，如果故障处理的不及时，影响监测反馈时效，给工业生产带来不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于利用4g无线网络及云服务器进行数据的传输和控制以解决工业控制中人员需到现场，浪费人力，存在危险性以及历史数据无法储存和影响生产效率等问题的一种基于物联网的远程控制监测工业系统。
4.本实用新型所提出的基于物联网的远程控制监测工业系统包括手机终端，即监测操控端，云服务器，4g
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dtu数据无线网络传输模块，ai/ao采集模块，di/do采集模块，rs
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485/232总线，上位机，现场plc控制器，现场仪表电机工业元件，接线端子，现场仪表电机工业元件与plc为实体线连，传输电流电压信号到plc， plc到上位机触摸屏为实体线485连接，触摸屏与dtu为实体线 485连接，通过4gdtu或网口dtu将现场plc控制器等设备进行联网，将现场设备数据传输到远程云服务器，dtu通过2g、3g、 4g或internet连接云服务器，云服务器通过internet将数据发送到手机终端或电脑，用户通过特定网址和手机app从服务器获取数据进行查看，达到远程监测的目的。
5.所述用户可通过网址和app向设备内的数据储存点进行写入数值的操作，达到远程控制的目的。
6.所述手机终端app通过以太网与下位机arduino实现通信， arduino与工业端通过i/o口与工业系统进行通信。
7.所述的4g
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dtu数据无线网络传输模块与ai/ao采集模块、 di/do采集模块及rs
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485/232总线之间采用标准modbus协议通讯，4g
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dtu数据无线网络传输模块通过rs
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485/232总线、 modbus
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ascii或modbus
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rtu协议将接收到的所有数据上传给云服务器的云数据库，由云服务器将数据发送到用户电脑和手机app 中，远程控制为反向流程，用户将需要写入的点通过本地电脑或手机 app发送到云服务器，云服务器通过与dtu通讯将指令发送给dtu，由dtu通过modbus485通讯方式发送到下位控制器，以此方式来完成对现场工业设备的控制。
8.所述服务器会将读取到的设备运行数据进行储存，做到历史运行数据可查询，会根据具体运行数据生成各类图表，以便用户分析设备运行趋势等。
9.所述云服务器接收4g
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dtu上传的数据、对数据进行分类管理和存储后，pc客户端和手机app通过无线网络实时访问云服务器的云数据库，各现场仪器仪表的信号及总线通过接线端子接入，plc 对设备的供电进行控制，通过dc24v电源对各电气元件及现场仪表进
行电源供给。
10.所述该系统使用条件为电脑:windowsxp、windows7、 windows10
11.本实用新型所提出的基于物联网的远程控制监测工业系统程序为bs架构，通过4gdtu或网口dtu将现场plc控制器等设备进行联网，将现场设备数据传输到远程云服务器，用户通过特定网址和手机app从服务器获取数据进行查看，以达到远程监控设备运行的目的，同时用户可通过网址和app向设备内的数据储存点进行写入数值的操作，以达到远程控制的目的；服务器会将读取到的设备运行数据进行储存，做到历史运行数据可查询，再根据具体运行数据生成各类图表，以便用户分析设备运行趋势等。
12.数据传输流程为：各类传感器将其他信号转化为电流电压信号，传感器信号输出输出连接到plc，plc通过网口通讯或modbus485 通讯将数据传送到上位触摸屏，上位触摸屏通过modbus485与 dtu相连接，dtu通过4g网络或internet将数据传输到云服务器，由云服务器将数据发送到用户电脑和手机app中，远程控制为反向流程，用户将需要写入的点通过本地电脑或手机app发送到云服务器，云服务器通过与dtu通讯将指令发送给dtu，由dtu通过modbus485通讯方式发送到下位控制器，以此方式来完成对现场工业设备的控制。
13.该系统对设备运行情况可以做到随时随地查看和调整运行状态，节约劳动力，节省时间，用户可根据设备具体运行状态做远程报警报警，当设备发生报警时，指定网站和手机app会实时发出声光报警，并提示报警具体信息，以便用户快速查找原因并处理险情。工业与物联网结合的工业控制方式避开了工厂总线控制的弊端，例如操作人员必须亲临现场，某些操作具有一定的危险性，故障处理的不及时，监测反馈的滞后性等。工业物联网实现了人、机器、系统的智能化，可交互式无缝连接，给工业生产带来极大便捷，对工业生产发展的需要具有重大意义。
附图说明
14.附图1为本实用新型所提出的基于物联网的远程控制监测工业系统流程图；
具体实施方式
15.参见图1，该图给出本实用新型所提出的基于物联网的远程控制监测工业系统实施例的整体架构图。该系统包括手机终端1，即监测操控端，云服务器2，4g
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dtu数据无线网络传输模块3，ai/ao 采集模块4，di/do采集模块5，rs
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485/232总线6，上位机7，现场plc控制器8，现场仪表电机工业元件9，接线端子，现场仪表电机工业元件9与plc为实体线连，传输电流电压信号到plc， plc到上位机触摸屏为实体线485连接，其中上位机是基于 andriod系统设计的一款专用远程控制工业系统的人机交互界面，软件的功能实现了向下位机发送字符的发送控制工业端，app分为四个界面，首先是欢迎界面，点击登录进入登录界面，为了增加工业系统的操控安全性，需要输入用户名及密码，进入网络登录界面，进行网络连接，需要输入ip地址及端口。
16.网络连接成功将进入操作界面，操控界面包括文本显示区域，执行区域，故障区域，急停区域。文本显示区域可以显示网络连接状况，工业系统运行状况，故障提示，故障类型显示，故障处理结果。执行区域，可以实现对工业系统的运行，停止，复位，急停等各项功能。其中的故障区域，可以远程根据故障类型处理故障。当系统出现异常情况时，故障灯开
始闪烁，手机app将在文本栏显示故障类型，用户可以根据故障类型操作，排除故障，当系统需要急操作时，点击急停按钮，系统将紧急停止。
17.上位机与下位机的通信分为两个过程，一个过程是下位机向上位机反馈工业系统的运行状态，上位机将在文本区域显示运行、停止、复位、及故障类型等状态；另一过程为上位机向下位机发送指令，以不同的字符方式来执行不同的操作。其中，触摸屏与dtu为实体线 485连接，通过4gdtu或网口dtu将现场plc控制器等设备进行联网，将现场设备数据传输到远程云服务器2，dtu通过2g、3g、4g或internet连接云服务器2，云服务器2通过internet将数据发送到手机终端1或电脑，用户通过特定网址和手机app从云服务器2获取数据进行查看，达到远程监测的目的。
18.其中用户可通过网址和app向设备内的数据储存点进行写入数值的操作，达到远程控制的目的。远程控制软件分为两部分：一端是客户端程序client，一端是服务端程序sever，控制程序一般都编写在服务端中，客户端访问服务端程序并发送接收信号，建立一个远程服务系统，通过这种远程服务，使用各种控制程序发送各种控制命令执行各种操作，设备端的信息也可以随时在远程控制端采集显示。所述手机终端app通过以太网与下位机arduino实现通信， arduino与工业端通过i/o口与工业系统进行通信。
19.其中的4g
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dtu数据无线网络传输模块与ai/ao采集模块、di/do 采集模块及rs
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485/232总线之间采用标准modbus协议通讯， 4g
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dtu数据无线网络传输模块通过rs
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485/232总线、 modbus
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ascii或modbus
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rtu协议将接收到的所有数据上传给云服务器2的云数据库，由云服务器2将数据发送到用户电脑和手机app中，远程控制为反向流程，用户将需要写入的点通过本地电脑或手机app发送到云服务器2，云服务器通过2与dtu通讯将指令发送给dtu，由dtu通过modbus485通讯方式发送到下位控制器，以此方式来完成对现场工业设备的控制。
20.所述服务器会将读取到的设备运行数据进行储存，做到历史运行数据可查询，会根据具体运行数据生成各类图表，以便用户分析设备运行趋势等，所述云服务器接收4g
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dtu上传的数据、对数据进行分类管理和存储后，pc客户端和手机app通过无线网络实时访问云服务器的云数据库，各现场仪器仪表的信号及总线通过接线端子接入， plc对设备的供电进行控制，通过dc24v电源对各电气元件及现场仪表进行电源供给。
21.上位机是基于andriod系统设计的一款专家用远程控制工业系统的人机交互界面，软件的功能实现了向下位机发送字符的发送控制工业端，app分为四个界面，首先是欢迎界面，点击登录进入登录界面，为了增加工业系统的操控安全性，需要输入用户名及密码，进入网络登录界面，进行网络连接，需要输入ip地址及端口。网络连接成功将进入操作界面，操控界面包括文本显示区域，执行区域，故障区域，急停区域。文本显示区域可以显示网络连接状况，工业系统运行状况，故障提示，故障类型显示，故障处理结果。执行区域，可以实现对工业系统的运行，停止，复位，急停等各项功能。其中的故障区域，可以远程根据故障类型处理故障。当系统出现异常情况时，故障灯开始闪烁，手机app将在文本栏显示故障类型，专家可以根据故障类型操作，排除故障，当系统需要急操作时，点击急停按钮，系统将紧急停止。完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。
22.上位机与下位机的通信分为两个过程，一个过程是下位机向上位机反馈工业系统的运行状态，上位机将在文本区域显示运行、停止、复位、及故障类型等状态；另一过程为上
位机向下位机发送指令，以不同的字符方式来执行不同的操作。所述该系统使用条件为电脑:windowsxp、windows7、windows10
23.该系统结合物联网应用与工业控制来实现远程手机客户端实时监测工业过程中的工作情况，出现异常情况时，手机客户端会得到相应的信息及故障类型，继而通过手机客户端直接操控电控系统，处理故障，故障完全处理之后，会返回信息给手机客户端。
24.工业与物联网结合的工业控制方式避开了工厂总线控制的弊端，例如操作人员必须亲临现场，某些操作具有一定的危险性，故障处理的不及时，监测反馈的滞后性等。该系统对设备运行情况可以做到随时随地查看和调整运行状态，节约劳动力，节省时间，用户可根据设备具体运行状态做远程报警，当设备发生报警时，指定网站和手机 app会实时发出声光报警，并提示报警具体信息，以便用户快速查找原因并处理险情。工业与物联网结合的工业控制方式避开了工厂总线控制的弊端，例如操作人员必须亲临现场，某些操作具有一定的危险性，故障处理的不及时，监测反馈的滞后性等。工业物联网实现了人、机器、系统的智能化，可交互式无缝连接，给工业生产带来极大便捷，对工业生产发展的需要具有重大意义。