一种高温设备的远程智能控制系统的制作方法

1.本发明涉及高温设备控制技术领域，具体为一种高温设备的远程智能控制系统。


背景技术：

2.目前对于碳纤维、碳化硅、高端金属等新材料的生产需要使用到高温炉、真空烧结炉等高温设备，传统高温设备存在以下问题：
3.1、智能化程度低，设备的启停、运维、巡检与应急基本由人工进行操作，劳动强度大、可靠性差；
4.2、无法实现远程控制，设备的操控必须由现场人员进行，导致经验熟练的技术人员大量的时间浪费；
5.3、故障诊断与预警功能不够完善，出现紧急情况时无法及时停止，导致经济损失扩大，严重时会造成重大安全事故；
6.4、设备运行的关键信息不能技术掌握，如设备出勤率、能耗、温度、炉内气氛、冷却水的温度与压力、工艺气体的压力与流量等；
7.5、设备状态及是否具备升温条件需靠人工判断。
8.因此，亟需设计一种高温设备的远程智能控制系统以解决上述问题，显得尤为重要。


技术实现要素：

9.1.发明要解决的技术问题
10.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温设备的远程智能控制系统，旨在解决现有技术下高温设备无法实现远程控制、故障诊断与预警功能不够完善、智能化程度低及设备状态需靠人工判断的问题。
11.2.技术方案
12.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
13.一种高温设备的远程智能控制系统，包括高温设备、plc、工控机、功率调节器、系统配电模组以及智能温控模组，所述plc与高温设备、工控机以及智能温控模组电性连接，所述高温设备内部设置有检测单元，所述智能温控模组用于检测并稳定所述高温设备的温度，所述工控机用于在人机界面上显示所述高温设备数据的检测值，所述功率调节器与高温设备电性连接，所述功率调节器用于控制所述高温设备加热，所述系统配电模组与高温设备电性连接，所述系统配电模组用于为所述功率调节器提供电源，所述智能温控模组与功率调节器电性连接。
14.作为本发明优选的方案，所述检测单元包括设备内部压力检测模块、冷却水压力模块、冷却水温度模块、工艺气体流量模块、工艺气体压力模块、氧含量模块及温度超限模块。
15.作为本发明优选的方案，所述智能温控模组包括温控仪表、三相调功器和温度检
测装置，所述温控仪表与三相调功器和温度检测装置电性连接，所述温控仪表内设置有仪表控制器，所述三相调功器内设置有测量/变送器、执行器电路和被控对象电路。
16.作为本发明优选的方案，所述温控仪表采用自整定的pid调节器。
17.作为本发明优选的方案，所述plc、工控机和智能温控模组电性连接有网关，所述网关无线连接有云平台。
18.作为本发明优选的方案，所述网关与云平台的无线连接方式为4g/wi fi/以太网络。
19.作为本发明优选的方案，所述云平台连接有移动客户端和pc端。
20.3.有益效果
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.本发明使高温设备具备开机自检功能，自动检测并判断是否具备升温条件并给出提示信号，运行时具有在线自诊断功能，让管理人员及时掌握高温度设备的温度变化、压力、液位、气体探测等运行状态，及时掌握高温设备月用电量、用气量、对高温设备进行在线监测；当判断高温设备运行在危险状态时及时报警，提前告知用户高温度设备的潜在危险及时采取必要的操作处理，避免事故发生，对安全生产、提高生产效率、节约能源等关键技术经济指标起着至关重要的作用。
附图说明
23.图1为本发明的高温设备的远程智能控制系统结构示意图；
24.图2为本发明的高温设备的远程智能控制系统的智能温控模组结构示意图；
25.图3为本发明的高温设备的远程智能控制系统的远程监控结构示意图。
26.图中：1、高温设备；2、plc；3、工控机；4、功率调节器；5、系统配电模组；6、智能温控模组；601、仪表控制器；602、测量/变送器；603、执行器电路；604、被控对象电路；7、网关；8、云平台；9、移动客户端；10、pc端。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例：
29.请参阅图1-3，本实施例提供了一种高温设备的远程智能控制系统，包括高温设备1、plc2、工控机3、功率调节器4、系统配电模组5以及智能温控模组6，plc2与高温设备1、工控机3以及智能温控模组6电性连接，高温设备1内部设置有检测单元，功率调节器4与高温设备1电性连接，系统配电模组5与高温设备1电性连接，智能温控模组6与功率调节器4电性连接，通过系统配电模组5为功率调节器4提供电源，功率调节器4根据工艺流程，控制高温设备1加热，通过智能温控模组6检测高温设备1温度，并控制输出信号功率调节器4的给定，使高温设备1的温度稳定在生产工艺所需温度范围内，通plc2检测高温设备1检测内部的数据信号根据生产工艺要求输出报警信号，同时将检测值传输到工控机3在人机界面上显示。
30.需要说明的是，在本实施例中，系统配电模组5选用高性能抽屉式智能断路器作为系统主断路器，该断路器具备过载、欠压、短路单相接地等保护功能，同时配备三相电量表实时测量三相电量信息。
31.功率调节器4采用三相晶闸管调功器作为高温设备1的加热功率调整，三相晶闸管调功器采用数字电路触发晶闸管实现稳压和功率调节，电压调整采用移相控制方式，功率调整有固定周期功率调整和可变周期功率调整两种方式，控制板配备锁相环同步电路、自动相位识别、缺相保护、上电慢启动、慢关机、散热器超温检测、恒流输出、限流、过流保护、串行工作状态。
32.在本实施例中，检测单元包括设备内部压力检测模块、冷却水压力模块、冷却水温度模块、工艺气体流量模块、工艺气体压力模块、氧含量模块及温度超限模块，通过plc2检测高温设备1内部压力、冷却水压力、冷却水温度、工艺气体流量、工艺气体压力、氧含量及温度超限信号根据生产工艺要求输出报警信号。
33.在本实施例中，智能温控模组6包括温控仪表、三相调功器和热电偶，温控仪表采用自整定的pid调节器，自动运算达到最佳控制状态，温控仪表与三相调功器和温度检测装置电性连接，温控仪表内设置有仪表控制器601，三相调功器内设置有测量/变送器602、执行器电路603和被控对象电路604，控制原理如图2所示：
34.在本实施例中，温控仪表设定目标温度，实际测量温度由温度检测装置输入信号提供，通过测量/变送器602计算偏差值给仪表控制器601提供信号再由它将信号传递给执行器电路603，给温控仪表内部被控对象电路604电路输出，控制三相调功器的功率输出。
35.在本实施例中，为了便于高温设备1的远程监控，设置有设备工况实时监控系统平台，如图1和图3所示，plc2、工控机3和智能温控模组6电性连接有网关7，网关7无线连接有云平台8(即为设备工况实时监控系统平台)，网关7与云平台8的无线连接方式为4g/wi f i/以太网络，云平台8连接有移动客户端9和pc端10，移动客户端9优选为手机。
36.进一步的，网关7和高温设备1连接后，再把采集到的实时数据通过4g/wi f i/以太网络传送到云平台8，由于无线传输不受距离的限制，多个无线可同时连接到一个监控中心，因此一个监控中心可以检测多台高温设备1，云平台主要负责处理高温设备发送过来的数据，并在pc端10和手机app端实时显示，系统通过远程采集高温设备1运行数据来实现对设备的远程监控、提前故障危险预警、并实现设备管理集中化，故障服务响应自动化，维护售后人员调度智能化，利用工业物联网技术来降低客户运维成本，提升企业管理水平。
37.更进一步的，在高温度设备1生产时，网关7接收plc2中各区实时温度、压力、流量、气体、报警等数据信息通过网关7发送到云平台8，手机或监控pc端；监控pc或手机对接收到的数据信息等进行判断，如果高于预设值，进行报警，并由通信模块发送短信。
38.更进一步的，云平台8接收4g发送过来的高温设备1温度、设备内部压力、气体流量、气体含量等信息在云服务器内部进行数据处理，在云服务器上进行大数据挖掘，进行数据分析，判断利用数据库，气体浓度、压力等，采集设备电压、电流及故障等信息，得到一个设备温度场的分布以方便控制能耗。
39.更进一步的，工作人员在crt监控中心的pc上通过i nternet网络进入云平台8，在web浏览器上查看相关信息，实现对高温设备生产以及系统设备运行状况的监控。
40.通过上述实施例，该设备工况实时监控系统平台可以进行实时数据展现，包括各
区温度、压力、流量、气体含量、用电量、用气量等；统计报表对接入平台的设备各项历史运行数据进行统计，并按汇总值自动生成报表，对设备管理提供各种参数依据；实时显示设备运行状态信息，关键信息可通过手机短信发送给客户，在紧急情况下可远程停机，避免故障扩大，为设备的维护提供数据支撑。
41.该设备工况实时监控系统平台对高温设备1远程监控的优势如下所示：
42.一、无缝广泛兼容：凡具有modbus协议的串口设备，只需简单配置即可接入云平台真正做到即插即用；
43.二、安全性：数据采用加密方式进行传送，避免数据被他人获取。每个用户有着严格权限包含，可绝对避免自己的账号被他人入侵；
44.三、稳定性：稳定的硬件设计、优化的数据库结构，保证设备24小时实时在线；
45.四、实时故障报警：可设定各监控点的报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，平台自动将报警信息推送到管理人员的手机app；
46.五、多样化展示：用户通过电脑web网页、手机app、手机网页远程管理设备；
47.六、实时性强：系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个及所有监测点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求；
48.七、冗余设计：系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。
49.另外，该高温设备1启动时自动进行开机自检，判断设备状态是否能正常工作，自动判断是否具备升温条件并给信息提示，同时在人机界面显示相关信息并推送到手机端及远程监控中心。
50.综上所述，本发明采用“互联网+”、通信技术、传感技术、网络技术、云平台和大数据等技术，使高温设备1具备开机自检功能，自动检测并判断是否具备升温条件并给出提示信号，运行时具有在线自诊断功能，让管理人员及时掌握高温度设备的温度变化、压力、液位、气体探测等运行状态，及时掌握高温设备月用电量、用气量、对高温设备进行在线监测；当判断高温设备1运行在危险状态时及时报警，提前告知用户高温度设备1的潜在危险及时采取必要的操作处理，避免事故发生，对安全生产、提高生产效率、节约能源等关键技术经济指标起着至关重要的作用。
51.本实施例中的所有技术特征均可根据实际需要而进行自由组合。
52.上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：包括高温设备(1)、plc(2)、工控机(3)、功率调节器(4)、系统配电模组(5)以及智能温控模组(6)，所述plc(2)与高温设备(1)、工控机(3)以及智能温控模组(6)电性连接，所述高温设备(1)内部设置有检测单元，所述智能温控模组(6)用于检测并稳定所述高温设备(1)的温度，所述工控机(3)用于在人机界面上显示所述高温设备(1)数据的检测值，所述功率调节器(4)与高温设备(1)电性连接，所述功率调节器(4)用于控制所述高温设备(1)加热，所述系统配电模组(5)与高温设备(1)电性连接，所述系统配电模组(5)用于为所述功率调节器(4)提供电源，所述智能温控模组(6)与功率调节器(4)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：所述检测单元包括设备内部压力检测模块、冷却水压力模块、冷却水温度模块、工艺气体流量模块、工艺气体压力模块、氧含量模块及温度超限模块。3.根据权利要求1所述的一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：所述智能温控模组(6)包括温控仪表、三相调功器和温度检测装置，所述温控仪表与三相调功器和温度检测装置电性连接，所述温控仪表内设置有仪表控制器(601)，所述三相调功器内设置有测量/变送器(602)、执行器电路(603)和被控对象电路(604)。4.根据权利要求3所述的一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：所述温控仪表采用自整定的pid调节器。5.根据权利要求1所述的一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：所述plc(2)、工控机(3)和智能温控模组(6)电性连接有网关(7)，所述网关(7)无线连接有云平台(8)。6.根据权利要求5所述的一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：所述网关(7)与云平台(8)的无线连接方式为4g/wifi/以太网络。7.根据权利要求6所述的一种高温设备的远程智能控制系统，其特征在于：所述云平台(8)连接有移动客户端(9)和pc端(10)。

技术总结
本发明公开了一种高温设备的远程智能控制系统，包括高温设备、PLC、工控机、功率调节器、系统配电模组以及智能温控模组，所述PLC与高温设备、工控机以及智能温控模组电性连接，本发明使高温设备具备开机自检功能，自动检测并判断是否具备升温条件并给出提示信号，运行时具有在线自诊断功能，让管理人员及时掌握高温度设备的温度变化、压力、液位、气体探测等运行状态，及时掌握高温设备月用电量、用气量、对高温设备进行在线监测；当判断高温设备运行在危险状态时及时报警，提前告知用户高温度设备的潜在危险及时采取必要的操作处理，避免事故发生，对安全生产、提高生产效率、节约能源等关键技术经济指标起着至关重要的作用。键技术经济指标起着至关重要的作用。键技术经济指标起着至关重要的作用。


技术研发人员：刘斌 宋光伟 赵光
受保护的技术使用者：湖南碳源科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/28