一种基于 DTU 数据传输的 自动巡检系统

文:天津南玻节能玻璃有限公司设备部 齐士新2023年第二期

  1 引言

  随着社会的发展与进步,各行各业对设备巡检工作的力 度和要求越来越高,但传统人工巡视、手工纸质记录的工作 方式存在一定的缺点:人工录入效率低、出错率高;手工巡 检工作量大、难到位、常漏检;信息传递慢、追溯难;意外 事故不能及时处理,安全没保障;巡检运维成本高等等。很 显然,这种巡检方式很不科学,管理者既难核实巡查情况, 又很容易让某些巡检人员的巡检工作流于形式。要想提高巡 检工作质量,最大限度消除巡检过程中的安全隐患,自动巡 检系统替代人工巡检,实现巡检工作的规范化、信息化、数 据化成为当今社会发展的必然趋势。

  2 基于DTU数据传输的自动巡检系统

  这种基于DTU数据传输的自动巡检系统的组成包括:

  (1) 现场传感器:通常我们要巡检设备的项目主要包 括温度、压力、振动等数据,需要在巡检点处安装相应的 传感器,将温度、压力、振动等信号采集后转换为RS485信 号。

  (2)现场DTU 模块:主要是将现场传感器采集的 RS485信号进行无线传输。

  (3)智能网关:集中DTU模块收集的现场数据信号并 进行处理,同时以4G形式上传至云端。

  (4)手机APP:将智能网关上传到云端的数据在手机上 显示。

  3 现场传感器介绍

  温度和振动传感器主要用于监测电机,尤其是功率较 大的电机,出现异常时需及时处理。振动的强弱用振动量来 衡量,振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。在需要 检测的点处安装振动传感器,振动传感器将振动信号转换成RS485信号。振动传感器与电机的连接方式一般为螺纹连 接。振动传感器的振动速度量程一般为0-50mm/s。

  温度传感器一般采用磁吸式,安装时用将电机表面清洁 干净,将温度传感器直接吸附于被测量位置。压力传感器一 般测量液体或气体的压力,传感器一般安装于气体或液体的 管路上。

  4 DTU模块

  数据传输单元DTU(Data Transfer unit),是专门用于将现 场串口数据进行无线通讯网络传送或转换为IP数据的无线终端设 备。DTU模块可设置为发送和接收两种模式。根据现场情况可设置 为多发一收和一发多收两种模式,(见图1)。发送和接收数据通 过无线传输的模式,并可灵活进行星型自组网。

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1 DTU 模块发送和接收两种模式


  DTU模块参数设置如图2所示。

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2 DTU 模块参数设置界面

  DTU模块的工作模式可设置为协调器(接收方)和普通 节点(发射方),其他设置参数有波特率、校验位等必须与 I/O串口模块一致,频率信道为星型组网的重要参数,一组发 射/接收星型组网内的DTU模块必须一致,频率信道时区分不 同组网的重要标志。

  模块的工作模式除了在软件内设置外, 还需要在模块的 拨码开关上设置,如图3所示,模式0为接收数据模式,模式 1为发送数据模式,模式3为配置模式,当修改模块内部参数 时,必须将模块的拨码设置在此模式。

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                                                                                           模式 0   模式 1  模式 2  模式 3


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                                                                                              图 3 模块工作模式设置

  5 智能网关

  智能网关的作用主要是将DTU模块接收到的数据进行处 理后以4G或网络的形式发送到云端。智能网关可以实现系统 的信息采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、 联动控制等功能,集中管理多种产品,和多种智能产品进行 搭配,实现智能产品联动,支持APP远程网络数据的读取和 操作控制。

  (1)手机APP

  手机APP主要作用是将智能网关上传到云端的数据在手 机界面上显示。手机APP的开发主要使用WEBGUI软件。通 过点主界面中的相关按钮可进入子界面画面,可查看相应的 温度及振动值,同时子界面还可显示相对应的实时曲线图。

  编辑显示值时可将显示值与对应的变量绑定,当现场数据变化时,手机界面显示值也随之改变。同时还可设置报警值,当实际值超出设定的报警值时进行微信推送,使设备管理人员第一时间知道设备出现异常,从而及时采取处理措施。

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                                                                         图 4 系统界面图

  6 结束语

  该自动巡检系统采用智能化的无线IOT技术,通过智能 传感器将设备状态信号采集到具有边缘计算功能的智能终 端,再由智能网关将数据上传到云端的系统平台,数据经过 分析后,以工业APP展示和异常推送。与传统人工巡检的方 法相比,该系统具有无间断、准确、及时的特点,通过大数 据分析,实现了设备运行状态预警,促进了设备故障预处理 和计划性维护,从而保证了设备的稳定运行。该技术是一种 智能化的设备巡检技术,通用性强,现场施工方便,可简单 复制和推广,是玻璃行业智能化设备管理的先进方法。


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