基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能廠房控制系統(tǒng)設計

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，許多大型生產(chǎn)企業(yè)通過采用該項技術實現(xiàn)了工廠設備與場景的遠程監(jiān)控，最終實現(xiàn)了企業(yè)的智能化管理。但是目前許多中小型企業(yè)因為資金和技術方面等問題沒有安裝合適的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，導致企業(yè)在生產(chǎn)過程中存在諸多問題，集中表現(xiàn)為斷電產(chǎn)生的生產(chǎn)問題和因電或火災等事故引發(fā)的人身安全問題。針對上述問題提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智能廠房控制系統(tǒng)方案，該方案采用HC2000控制器作為主控制器，不僅可以遠程實時監(jiān)測廠房的溫濕度和用電狀態(tài)，還可以進行遠程定時斷電以及溫濕度、斷電報警等，既能夠保障廠房的正常生產(chǎn)，也能夠保證員工的人身安全。除此之外，按照企業(yè)計劃通過添加定時斷電功能還能為企業(yè)節(jié)省電費開支，減少夜間事故的發(fā)生，對中小企業(yè)的發(fā)展具有巨大的促進作用。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)；HC2000控制器；溫濕度監(jiān)測；用電狀態(tài)監(jiān)測；溫濕度報警；斷電報警；遠程斷電

中圖分類號：TP13 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）10-00-02

0 引 言

中國存在許多中小型民營企業(yè)，這些中小型企業(yè)對我國經(jīng)濟的發(fā)展起到了很大的推動作用，不僅解決了人員的就業(yè)問題，也促進了當?shù)亟?jīng)濟的快速發(fā)展。但是部分中小型企業(yè)因為資金問題，一般不采購安全監(jiān)控系統(tǒng)，難以保障廠房安全和人身安全[1-2]。除此之外，這些企業(yè)因為缺少完善的管理制度，廠房空間狹窄，容易造成用電事故和火災事故等，抑或忘記斷電給企業(yè)造成損失。

針對上述問題，本文設計了一種監(jiān)控管理系統(tǒng)。采用HC2000控制器作為主控制器不僅可以遠程實時了解廠房的溫濕度和用電狀態(tài)，還可以實現(xiàn)遠程斷電、斷電報警以及溫濕度監(jiān)測等，既能夠保障廠房的正常生產(chǎn)，也能夠保證員工的人身安全[3]。除此之外，加裝定時斷電模塊還能為企業(yè)節(jié)省電費開支，減少企業(yè)用電事故的發(fā)生[4-5]。

1 智能廠房控制系統(tǒng)的整體設計

1.1 智能廠房控制系統(tǒng)的整體結構

采用HC2000控制器作為主控制器，輸入部分連接廠房的溫濕度傳感器以及電位傳感器，HC2000控制器輸出部分控制廠房用電和消防滅火裝置的通斷，同時HC2000控制器將采集的數(shù)據(jù)上傳給手機和電腦端，實現(xiàn)遠程控制，并通過為控制器設計定時功能，以滿足全天定時斷電與來電需求[6-7]。系統(tǒng)整體設計如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)硬件部分設計

系統(tǒng)硬件中的KM2繼電器為斷電控制單元，KM1交流接觸器為停電監(jiān)控單元，接收來自HC2000的控制信號[8]。

1.3 系統(tǒng)軟件設計

HC2000控制器采集傳感器數(shù)據(jù)并處理后，將數(shù)據(jù)上傳至手機和電腦端，并在手機和電腦端實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與狀態(tài)顯示。系統(tǒng)軟件設計流程如圖2所示。

HC2000控制器通過其自身配置的軟件，可以對系統(tǒng)進行溫濕度、斷電報警以及遠程控制等。除此之外，系統(tǒng)還提供了豐富的界面組態(tài)元素，可以通過設置MQTT協(xié)議等登錄手機和電腦端查看實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)曲線，如圖3所示。

該監(jiān)控系統(tǒng)通過采集工廠廠房的溫濕度，并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，能夠讓廠房負責人實時了解工廠的作業(yè)環(huán)境。未來通過收集這些數(shù)據(jù)并進行建模分析，為實現(xiàn)智能化廠房提供條件。

設備短信報警界面如圖4所示，對廠房某時間段出現(xiàn)的異常進行報警。

為了對系統(tǒng)進行驗證測試，搭建了由溫濕度傳感器、電位傳感器、HC2000控制器、燈泡、空氣開關等組成的模擬廠房控制測試環(huán)境。控制系統(tǒng)模擬測試如圖5所示。

圖5中，燈泡代表廠房的供電設備，主控制器通過采集溫濕度傳感器和用電監(jiān)控單元數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)上傳到手機和電腦端，實現(xiàn)手機和電腦端溫濕度及用電狀態(tài)的實時監(jiān)測和報警，同時還能遠程斷電[9]。

最終，此系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試，在硬件和軟件上都實現(xiàn)了預期功能。

2 實驗數(shù)據(jù)結果分析

將此套系統(tǒng)應用于某小型工廠，得到該廠房月耗電量和廠房斷電報警次數(shù)，見表1所列。

通過數(shù)據(jù)分析得知，裝上該系統(tǒng)后通過定時斷電每月能夠為企業(yè)節(jié)省約3 000元的電費。此外，通過斷電和溫濕度報警等功能可以方便廠房負責人及時了解工廠環(huán)境，大大提高了企業(yè)生產(chǎn)的安全性，有助于提高企業(yè)的智能化生產(chǎn)和管理水平[10]。

3 結 語

綜上所述，此系統(tǒng)通過連接各模塊，最終實現(xiàn)了廠房溫濕度報警、計劃定時斷電以及斷電報警功能。不僅為工廠節(jié)省了開支，更為安全生產(chǎn)提供了良好保障。該系統(tǒng)的應用提高了廠房的智能化管理水平，對中小企業(yè)的發(fā)展具有很大的促進作用。該系統(tǒng)的設計模式可以推廣到其他類型的廠房，為中小型企業(yè)安全生產(chǎn)、實現(xiàn)“碳中和”做出貢獻。

參考文獻

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