CN103941705A - 一种现场设备管理系统及方法 - Google Patents

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张立
刘凯
李自强
陈玮
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Abstract

本发明涉及设备管理技术领域,具体涉及一种现场设备管理系统及方法。用于对一个或多个现场设备进行管理,其特征在于,包括:与所述现场设备电连接的控制器、以及通过通讯电缆与所述控制器连接的人机界面装置;所述控制器用于保存所述现场设备的维护时间信息,对所述现场设备的运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至所述人机界面装置进行显示,并在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,向所述人机界面装置发送第一驱动信号,以触发所述人机界面装置显示提醒信息。本发明解决了传统设备管理过于依赖纸质文件的问题,实现了对现场设备的有效管理。

Description

一种现场设备管理系统及方法
技术领域
本发明涉及设备管理技术领域,具体涉及一种现场设备管理系统及方法。
背景技术
为了有效的提升设备性能、延长设备的使用寿命、缩短设备维修周期,现今国内制造企业在推行设备预防性维修制度的同时,也在寻求一种能对现场设备进行有效管理的解决方案。
目前国内制造企业在设备管理方面,如设备保养、点检、维修等,主要是依赖于纸质文件,如设备说明书、点检表等,这种传统的设备管理方法存在以下不足:
1、纸质文件不易保存,可能会导致设备关键性技术资料的丢失。设备出现故障时,维修人员需要查阅设备资料时会使得设备维修周期增长;
2、缺乏提醒机制,在生产任务繁忙时员工易出现对设备点检及保养遗忘的情况。设备在负荷运转或带病运转的情况下会缩短生命周期;
3、设备保养周期不能准确计算,只能估算,不够准确。
面对越来越多的设备需要维护管理,亟需一种高效的现场设备管理系统,用于提高现场设备的管理效率。
发明内容
本发明实施例提供一种现场设备管理系统及方法,以解决传统设备管理过于依赖纸质文件的问题,实现对现场设备的有效管理。
为此,本发明实施例提供如下技术方案:
一种现场设备管理系统,用于对一个或多个现场设备进行管理,其特征在于,包括:与所述现场设备电连接的控制器、以及通过通讯电缆与所述控制器连接的人机界面装置(Human-Machine Interaction,HMI);所述控制器用于保存所述现场设备的维护时间信息,对所述现场设备的运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至所述人机界面装置进行显示,并在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,向所述人机界面装置发送第一驱动信号,以触发所述人机界面装置显示提醒信息。
优选地,所述多个现场设备的主运行接触器辅助触头各自与控制器的一个输入/输出端口连接,用于向所述控制器传送所述现场设备的开动或断开信号;所述控制器收到所述开动信号后开始对所述现场设备的运行时间进行计时。
优选地,所述控制器的一个输入/输出端口与所述现场设备的主开关上的脱扣线圈电连接;所述控制器还用于在收到所述断开信号后,开始对所述现场设备的断开时间进行计时,如果在计时后设定时间内收到所述现场设备的开动信号,则将所述断开时间清零;否则,向所述脱扣线圈发送断电信号,使所述主开关跳闸断电。
优选地,所述控制器还用于在向所述脱扣线圈发送断电信号时,向所述人机界面装置发送第二驱动信号,以触发所述人机界面装置显示设备状态指示信息。
优选地,所述系统还包括:
报警器,与所述控制器电连接;
所述控制器还用于在所述现场设备的运行时间达到所述现场设备的维护时间后,驱动所述报警器报警。
优选地,所述系统还包括:
电气控制箱,用于安装固定所述控制器、所述人机界面系统以及所述报警器。
一种现场设备管理方法,用于对一个或多个现场设备进行管理,其特征在于,包括:
对所述现场设备的运行时间进行统计;
显示统计的运行时间;
在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,显示提醒信息。
优选地,所述方法还包括:
监测所述现场设备的开动或断开信号;
在收到所述现场设备的开动信号后开始对所述现场设备的运行时间进行计时。
优选地,所述方法还包括:
在收到所述现场设备的断开信号后,开始对所述现场设备的断开时间进行计时;
如果在计时后设定时间内收到所述现场设备的开动信号,则将所述断开时间清零;
否则,向所述现场设备的主开关上的脱扣线圈发送断电信号,使所述主开关跳闸断电。
优选地,所述方法还包括:
在向所述脱扣线圈发送断电信号时,显示设备状态指示信息。
优选地,所述方法还包括:
在所述现场设备的运行时间达到所述现场设备的维护时间后,进行报警。
本发明实施例提供的现场设备管理系统及方法的有益效果在于:通过控制器对现场设备的运行状态进行实时监测,并对其运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至所述人机界面装置进行显示,在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,进行维护提醒,从而提高了现场设备运行维护的效率,也提高了设备运行维护的准确性及有效性,有效的降低了设备故障率,延长了设备使用寿命。
进一步地,通过控制器对现场设备的断开状态进行实时监测,并对其断开时间进行计时,在计时后设定时间内未收到现场设备的开动信号,则向现场设备的主开关上的脱扣线圈发送断电信号,使所述主开关跳闸断电,不但节约了能源,而且保证了现场设备运行的安全。
附图说明
图1是本发明实施例现场设备管理系统的一种结构示意图;
图2是本发明实施例现场设备管理系统的另一种结构示意图;
图3是本发明实施例现场设备管理系统中控制器与现场设备电连接的一种示意图;
图4是本发明实施例现场设备管理方法的一种流程图;
图5是本发明实施例现场设备管理方法中设备断电保护方法的一种流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员便于理解本发明实施例的方案,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。
针对目前国内制造企业在设备管理方面过于依赖纸质文件、缺乏提醒机制以及设备保养周期不能准确估计等问题,本发明实施例提供一种现场设备管理系统及方法,以使现场设备管理更加有效。
如图1所示,是本发明实施例现场设备管理系统的一种结构示意图。
该现场设备管理系统用于对一个或多个现场设备101进行管理,该系统包括:与现场设备101电连接的控制器102、以及通过通讯电缆与控制器102连接的人机界面装置103。其中,控制器102用于保存现场设备101的维护时间信息,对现场设备101的运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至人机界面装置103进行显示,并在所述运行时间达到现场设备101的维护时间后,向人机界面装置103发送第一驱动信号,以触发人机界面装置103显示提醒信息。
在本实施例中,现场设备101可以有一个或者多个,它们分别与控制器102并行电连接,在实际应用中,单套现场设备管理系统可以同时对现场50台左右的现场设备101进行管理,大大提高了管理效率。
控制器102保存现场设备101的维护时间信息,监测现场设备101的状态信息,统计现场设备101的运行时间,一方面将统计的运行时间传输至人机界面装置103进行显示,另一方面判断所述运行时间是否达到其存储的现场设备101的维护时间;一旦运行时间达到其存储的现场设备101的维护时间,控制器102向人机界面装置103发送第一驱动信号,从而触发人机界面装置103显示提醒信息。
在本实施例中,控制器102可以选用PLC(可编程逻辑控制器)。PLC主要用于存储数据和编写数控程序,当然也可以选用其他逻辑控制器进行替代,比如单片机、数字信号处理器、现场可编程逻辑门阵列等,对此本实施例不做限定。
人机界面装置103又称为用户界面或人机交互界面,是人与设备之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是设备的重要组成部分。人机界面装置103可以与可编程逻辑控制器、变频器、微控制器等工业控制设备连接,也可以集成到上述控制设备中。人机界面装置103利用显示屏显示输出信息,通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)接收用户指令,实现人机信息交互。在本发明实施例中,所述人机对话界面103主要用于显示现场设备运行信息,接收用户的操作指令。具体地,所述第一驱动信号触发人机界面装置103显示提醒信息,人机界面装置103显示提醒信息的方式可以有多种,比如可以是通过编程在人机界面出现信息提示窗口,或者窗口抖动、提醒标签闪烁等,对此本实施例不做限定。
进一步地,在本实施例中,控制器102与人机界面装置103可以采用串行接口或并行接口实现通讯连接,以传送设备运行信息和用户操作指令。实际应用中,通讯方式可以根据具体应用场景进行选择:如果是短距离通讯可以选用RS232通讯方式或者并行通讯方式;如果是长距离通讯可以选用RS485通讯方式或者LVDS(Low Voltage Differential Signaling,低压差分信号)通讯方式;在布线受限制的应用场景下,也可以选用无线连接方式;对此本实施例不做限定。
本发明实施例的现场设备管理系统,通过控制器102对现场设备101的运行状态进行实时监测,并对其运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至所述人机界面装置103进行显示,在所述运行时间达到所述现场设备101的维护时间后,进行维护提醒,从而提高了现场设备101运行维护的效率,缩短了机器维护周期,减少了人工工作量。而且使现场设备管理更加有效,进一步提高现场设备管理系统的可视化程度。
如图2所示,是本发明实施例现场设备管理系统的另一种结构示意图。
与图1所示实施例不同的是,在该实施例中,所述系统还包括:报警器204和电气控制箱205。
其中,控制器202分别与现场设备201及报警器204电连接,与人机界面装置203通过通讯电缆连接;控制器202、人机界面装置203、报警器204、安装固定在电气控制箱205内。
在该实施例中,控制器202用于保存现场设备201的维护时间信息,对现场设备201的运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至人机界面装置203进行显示,并在所述运行时间达到现场设备201的维护时间后,向人机界面装置203发送第一驱动信号,以触发人机界面装置203显示提醒信息。另外,在现场设备201的运行时间达到其维护时间后,控制器202还驱动报警器204报警。
需要说明的是,还可以将为整个系统提供电源的电源模块(未图示)安装到电气控制箱205内。
上述电气控制箱205可以直接选购市场已有的工控箱,也可以根据系统的实际需求进行定做,满足安装方便,运行可靠的需求即可。对电气控制箱205的结构、外观、材质等,本实施例不做限定。
在本实施例中,现场设备201可以有一个或者多个,它们分别与控制器202并行电连接。通常,单套现场设备管理系统可以同时对现场50台左右的现场设备201进行管理,大大提高了管理效率。
另外,需要说明的是,如果需要同时管理多个现场设备201,则每个现场设备201各自独立与控制器202电连接。在实际应用中,可以将每个现场设备201的主运行接触器辅助触头各自与控制器202的一个输入/输出端口连接,这样,当主运行接触器辅助头结合或断开时,相对应地向控制器202提供开动或断开信号(可以是高、低电平信号),当控制器202接收到现场设备201的开动信号后开始对现场设备201的运行时间进行计时,并实时地在人机界面装置203进行显示;当控制器202收到现场设备201的断开信号后停止对现场设备201的运行时间进行统计,直到再次接收到该现场设备的开动信号。当然,在需要同时管理多个现场设备的情况下,控制器202也需要分别对每个现场设备的运行时间分别进行统计。
当统计的一个现场设备的累积运行时间达到预先设定的维护时间后,控制器202向人机界面装置203发送第一驱动信号,该信号触发人机界面装置203显示提醒信息。同时,控制器202驱动报警器204报警提醒工作人员进行设备维护。也就是说,利用本发明实施例的系统,不仅可以通过视觉,还可以通过听觉,提醒工作人员进行设备维护。
所述报警器204可以是指示灯、蜂鸣器等硬件结构,也可以是语音播放器等,通过播报特定语音来提醒工作人员,比如“某现场设备维护时间到”等。
进一步地,为了防止操作人员离开现场而忘记关闭现场设备主电源的情况发生,在本发明系统的另一实施例中,还可以将控制器202的一个输入/输出端口与现场设备201的主开关上的脱扣线圈电连接。需要说明的是,与现场设备201的主开关上的脱扣线圈电连接的输入/输出端口与前面提到的与现场设备201的主运行接触器辅助触头电连接的输入/输出端口是两个不同的输入/输出端口,为了描述方便,后文中将前者称为第二端口,将后者称为第一端口。
如图3所示,是本发明实施例现场设备管理系统中控制器与现场设备电连接的一种示意图。
在该实施例中,控制器202在第一端口收到现场设备201的开动信号后,开始对现场设备201的运行时间进行计时,当控制器202在在第一端口收到现场设备201的断开信号后,开始对现场设备201的断开时间进行计时。如果是现场设备运行中间短时间间歇停止,比如,10min内操作人员再次对设备进行了相关操作,即在计时后设定时间(比如10min)内在第一端口又收到上述开动信号,则将断开时间清零;否则,可以判断为设备断开但主电源未关闭的情况,在这种情况下,为了保证设备的安全,控制器202从第二端口向现场设备201的脱扣线圈发送断电信号,驱动现场设备201的主开关跳闸断电。另外,在这种情况下,控制器202还可进一步向上述人机界面装置203发送第二驱动信号,以触发人机界面装置203显示设备状态指示信息,比如可以是文本信息,当然也可以是其它方式的显示信息,对此本发明实施例不做限定。
本发明实施例的现场设备管理系统,不仅提高了现场设备的运行维护效率,缩短了机器维护周期,减少了人工工作量,而且还进一步保证了现场设备的安全。
相应地,本发明实施例还提供了一种现场设备管理方法,如图4所示,是本实施例现场设备管理方法的一种流程图,包括以下步骤:
步骤401,控制器监测到现场设备的开动信号后,对现场设备的运行时间进行统计。
控制器实时监测现场设备的运行状态,一旦监测到现场设备的开动信号,就触发计时器进行计时,并统计此现场设备的所有运行时间。
现场设备的运行状态信号是指开动信号或断开信号,转换为电信号“0”或“1”后,供控制器采集,所述控制器应具有分段计时、存储、时间统计等功能,或者通过编程能够实现上述功能。
进一步地,现场设备的运行状态信号可由现场设备的主运行接触器辅助触头提供,当其闭合时提供开动信号,当其断开时提供断开信号,当然也可以采用其它方式提供上述开动信号和断开信号,对此本实施例不做限定。
步骤402,显示统计的运行时间。
所述统计的运行时间是指当前现场设备的各段运行时间的总和,由控制器进行计时、统计、存储,并发送到人机界面装置进行显示。
需要说明的是,步骤402与步骤401可同步进行,实现运行时间的实时显示。
步骤403,在运行时间达到所述现场设备的维护时间后,显示提醒信息。
进一步地,在本发明现场设备管理方法的另一实施例中,控制器统计到现场设备的运行时间达到该现场设备的维护时间后,还可以驱动报警器进行报警,也就是说,通过听觉方式提醒操作人员对现场设备进行维护。
当然,在实际应用中,还可以进一步通过语音播放方式,实现对操作人员的提醒,对此本发明实施例不做限定。
控制器统计现场设备的运行时间,并与预先存储的设备维护时间进行比较,当所述运行时间小于设备维护时间时,设备继续运行,并继续统计运行时间;一旦运行时间达到设备维护时间,控制器向人机界面装置发送设备维护提醒信息,并在人机界面装置上显示提醒信息。所述提醒信息可以有多种形式,具体可参见前面本发明实施例现场设备管理系统中的说明。
需要说明的是,现场设备的维护时间的资料信息(如:10000小时)可以通过人工输入到人机界面装置中进行保存,方便随时查阅,也可以根据设备的运行状况进行在线调整,在保证设备安全、稳定运行的前提下,实现经济效益的最大化。
本发明实施例提供的现场设备管理方法,通过控制器与人机界面装置对现场设备的运行时间进行累计统计,在到达设定维护时间后进行维护提醒。从而可以提高设备维护的效率,减少人工干预,实现现场设备的高效、可视化管理。
进一步地,为了防止操作人员离开现场而忘记关闭现场设备主电源的情况发生,在本发明实施例现场设备管理方法的另一实施例中,还可实现对现场设备断电保护,从而保证现场设备的安全。
如图5所示,是本发明实施例中对现场设备实现断电保护的一种流程图,包括以下步骤:
步骤501,控制器监测到现场设备的断开信号后,停止运行时间的统计,开始断开时间的统计。
控制器实时监测现场设备的运行状态,一旦监测到现场设备的断开信号,就关闭运行时间计数器并保存累计运行时间;同时开启断开时间计数器进行计时。
具体的,现场设备的断开信号可由现场设备的主运行接触器辅助触头提供,当其断开时,提供现场设备断开信号,当然也可以采用其它方式向控制器提供现场设备的断开信号,对此本实施例不做限定。
步骤502,判断设定时间内是否监测到所述现场设备的开动信号;如果是,执行步骤503,否则执行步骤504。
需要说明的是,设定时间可以根据实际情况自行设置,如设置为10min,则控制器在接收到断开信号后开始进行断开时间的计时,当断开时间超过10min后则执行步骤503;若在10min内,控制器接收到现场设备开动信号,则执行步骤504。
步骤503,将断开时间清零,重新开始运行时间的统计。
具体的,控制器在统计断开时间的过程中,一旦监测到现场设备的开动信号,就关闭断开时间计时器,并进行计时器清零操作;同时开启运行时间计时器进行计时,重新开始运行时间的统计;运行时间的统计可参见前面本发明实施例现场设备管理方法中的说明。
步骤504,控制器向现场设备主开关的脱扣线圈发送断电信号,使主开关跳闸断电。
超过预定时间,控制器仍未接收到现场设备的开动信号时,则自动向现场设备主开关的脱扣线圈发送断电信号,使主开关跳闸断电,以切断现场设备的主电源。在操作人员长时间离开现场忘记关电源的情况下,及时切断主电源,不仅节约了能源,而且保障了设备安全。
进一步地,控制器向现场设备主开关的脱扣线圈发送断电信号时,还可以同时触发人机界面装置显示设备状态信息。
本发明实施例提供了现场设备断电保护方法,通过控制器统计现场设备断开时间,在超过预定时间无人管理时,切断设备电源。从而节约了能源,保障了设备安全。
综上所述,本发明实施例提供的现场设备管理系统及方法:通过控制器对现场设备的运行状态进行实时监测,并对其运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至所述人机界面装置进行显示,在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,进行维护提醒,在超过预定时间无人管理时,切断设备电源。节约了能源,保障了设备安全,提高了现场设备运行维护的效率、准确性及有效性,有效的降低了设备故障率,延长了设备的使用寿命。
本发明的各个模块实施例可以以硬件实现,或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现,或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解,可以在实践中使用微处理器或者可编程逻辑控制器来实现根据本发明实施例的现场设备管理系统中的一些或者全部模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如,软件IP核)。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种现场设备管理系统,用于对一个或多个现场设备进行管理,其特征在于,包括:与所述现场设备电连接的控制器、以及通过通讯电缆与所述控制器连接的人机界面装置;所述控制器用于保存所述现场设备的维护时间信息,对所述现场设备的运行时间进行统计,将统计的运行时间传输至所述人机界面装置进行显示,并在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,向所述人机界面装置发送第一驱动信号,以触发所述人机界面装置显示提醒信息。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述多个现场设备的主运行接触器辅助触头各自与控制器的一个输入/输出端口连接,用于向所述控制器传送所述现场设备的开动或断开信号;所述控制器收到所述开动信号后开始对所述现场设备的运行时间进行计时。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述控制器的一个输入/输出端口与所述现场设备的主开关上的脱扣线圈电连接;所述控制器还用于在收到所述断开信号后,开始对所述现场设备的断开时间进行计时,如果在计时后设定时间内收到所述现场设备的开动信号,则将所述断开时间清零;否则,向所述脱扣线圈发送断电信号,使所述主开关跳闸断电。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述控制器还用于在向所述脱扣线圈发送断电信号时,向所述人机界面装置发送第二驱动信号,以触发所述人机界面装置显示设备状态指示信息。
5.根据权利要求1至4任一项所述的系统,其特征在于,还包括:
报警器,与所述控制器电连接;
所述控制器还用于在所述现场设备的运行时间达到所述现场设备的维护时间后,驱动所述报警器报警。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,还包括:
电气控制箱,用于安装固定所述控制器、所述人机界面装置以及所述报警器。
7.一种现场设备管理方法,用于对一个或多个现场设备进行管理,其特征在于,包括:
对所述现场设备的运行时间进行统计;
显示统计的运行时间;
在所述运行时间达到所述现场设备的维护时间后,显示提醒信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
监测所述现场设备的开动或断开信号;
在收到所述现场设备的开动信号后开始对所述现场设备的运行时间进行计时。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在收到所述现场设备的断开信号后,开始对所述现场设备的断开时间进行计时;
如果在计时后设定时间内收到所述现场设备的开动信号,则将所述断开时间清零;
否则,向所述现场设备的主开关上的脱扣线圈发送断电信号,使所述主开关跳闸断电。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在向所述脱扣线圈发送断电信号时,显示设备状态指示信息。
11.根据权利要求7至10任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述现场设备的运行时间达到所述现场设备的维护时间后,进行报警。
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