风机油液平台系统远程数据采集模块的设计应用

叶峰

摘 要：本文阐述了风机油液平台系统中数据采集模块的内容、构成及相关功能，同时提出了其运行过程及部署实现方法。

关键词：油液检测；变送器；RS485

1 背景

新疆维吾尔自治区风能研究所承担了2012年度自治区科技基础条件平台建设项目《风机油液检测数据分析管理平台系统》，本项目研究的系统采用先进的计算机技术、网络技术、数据库技术和动态网页技术，基于B/S网络架构搭建，系统软件主要由数据采集导入模块，数据管理模块，检测报告设置模块，分析模块，参数设置模块，报告输出模块等构成，系统硬件主要由数据采集模块、数据库服务器、WEB应用服务器、网络通讯设备等构成。

本系统是一套软硬件集成系统，通过互联网WEB浏览的方式提供给广大用户共享油液检测信息，系统面向新疆风电场用户，采用“抽样免费，信息共享，专业分析，科学决策”的原则，本着服务大众，科学第一、质量第一的宗旨为广大风电用戶提供高技术支持。

在系统的建设实施过程中，油液分析实验室的温度、湿度等环境参数需要进行远程无线传输，最终上传至服务器，并提供一般用户远程访问。同时要求数据采集模块实现成本低廉，便于扩展。为实现这些目标，对远程数据采集模块的各项组成部分只要求实现通用功能，而不要求实现特殊需要，如此设计将为以后模块升级和增加监测点等一般应用变化预留空间。

2 远程数据采集模块构成及主要功能

该模块主要由开关电源，数据采集变送器，串口服务器，无线路由等模块构成。

开关电源：主要负责给变送器和串口服务器提供12v和5v的稳定电源，我们采用200w双输出开关电源，DC V1：12V/4A；V2：5V/2A。具有过压，过流及短路保护，输出过压保护：115%-135%，输出过载保护：105%-150%。自然风冷。工作环境：-10℃-+60℃，20%-90%RH，无冷凝。

数据采集变送器：主要负责采集参数数据，如温度、湿度、电压、电流等，本系统选用设备主要采集温湿度信号，输入电压5V，温度测量范围-30℃～50℃，精度为±0.5℃。湿度测量范围20%C～90%RH，精度为 ±5%RH。输出为遵循MODBUS协议的RS485信号。该组成部分可以进行扩展，还可接电压、电流、速度、压力等其它模拟或数字信号参数采集。

串口服务器：主要实现将RS485串口信号转换为网络信号，并提供外部设备通过IP地址进行访问，本系统采用NP-5230设备，工作环境：0～550C（32～1310F），5～95%RH。提供1口RS-232，和1口RS-422/485输入，能够提供TCP Server、TCP Client和UDP等多种socket操作模式。支持自动IP设定协议（DHCP，BootP），以及通过Web Browser console手动设置。模块提供1KV突破保护 （EFT）和0.5KV浪涌保护。

无线路由：主要负责将数据通过无线WIFI网络传输到服务器。我们采用的设备无线传输速度为300Mbps，有线传输率100Mbps，网络标准：802.11b、802.11g、802.11a等，支持AP模式和WDS无线桥接模式，支持DHCP设置、端口映射转发等功能。

3 数据采集模块的实现和部署

远程数据采集模块部署示意图参见图1。

数据采集模块的运行过程是：数据采集变送器负责采集环境参数，包括温度、湿度等信号，并将这些信号转换成对应的RS485信号，串口服务器负责将这些485信号转换成网络数据，并通过无线路由和外部网络进行连接，从而可以提供外部网络实时访问，服务器上部署的应用程序通过TCP/IP协议，访问串口服务器对应IP所提供的服务，获取对应的环境参数转换的socket数据包，从而获取对应温湿度等信号的实时数据。

本模块部署完成后，将实现以下功能：

⑴实时获取油液实验室温度、湿度环境参数。

⑵自动填充实验报告中的温度、湿度数据，方便报告生成。

4 展望

本模块在技术上采用了当前最新的物联网技术，同时面向油液检测实验室实际应用，选取了较普通的设备，成本低廉，且便于后期扩展应用，具有较广阔的应用前景。

[参考文献]

[1]新疆维吾尔自治区风能研究所.风机油液检测数据分析管理平台系统需求分析报告[Z].需求分析报告，2013（3）.