CN104913658A - 一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法 - Google Patents

一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法 Download PDF

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CN104913658A CN201510304774.8A CN201510304774A CN104913658A CN 104913658 A CN104913658 A CN 104913658A CN 201510304774 A CN201510304774 A CN 201510304774A CN 104913658 A CN104913658 A CN 104913658A
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Abstract

本发明公开了一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法,通过高速ZigBee无线通讯系统,满足窑炉现场监控点参数的远距离通讯要求:采用蚁群优化的模糊逻辑控制算法实现窑炉系统的智能控制,窑炉变频器、流量和压力等参数与陶瓷制品的质量之间的关系很复杂,是非线性的多参数耦合系统,研究模糊逻辑的蚁群优化技术实现窑炉智能控制的新途径:采用以太网与无线通讯技术的无缝结合实现窑炉远程信息管理,将以太网和无线通讯相结合实现窑炉生产现场状态信息与企业内部网互联,开发窑炉工艺参数数据库和窑炉生产管理信息系统。

Description

一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种生产管理系统,尤其涉及的是一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法。
背景技术
陶瓷行业当前广泛使用辊道窑炉,在安装调试和生产运行中,窑炉的烧成质量好坏直接取决于安装调试和日常的维护工作,而在安装过程中需要对辊棒传动系统、燃气风量配比控制系统、温湿度控制系统进行精确的调整。传统的调整方式是采用多人分别分散在调节现场和控制室,通过对讲机的方式进行调试,由于窑炉生产车间存在大功率风机、混粉系统、辊棒传统系统等设备产生的大量噪声,给窑炉系统的调试带来诸多不便,使得窑炉的调试效率和精度大受影响。
同时,随着技术进步,窑炉结构愈来愈长,在生产过程管理中,单独依靠人工来监控窑炉系统的运行状态也愈加显得力不从心,操作工人需到现场巡查窑炉,一条大的窑就要步行500到600米以上,有时一个人还要同时管理几条窑炉,在现场巡查期间,操作人员根本无法同时顾及到在控制室的窑炉大部分运行状态信息,无法对窑炉的各种状况及时做出调整,严重影响窑炉的烧成质量。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法,旨在解决现有的窑炉调整采用人工分散在现场和控制室通过对讲机实现,影响调整效率和精度,人工无法兼顾巡查窑炉现场和根据窑炉运行状态信息及时调整窑炉生产状态的问题。
本发明的技术方案如下:
一种瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,包括:
窑炉检测子系统,实时检测窑炉各参数;
ZigBee无线通讯子系统,将窑炉检测子系统检测到的窑炉各参数通过ZigBee无线通讯方式发送至窑炉智能化变频控制子系统;
窑炉智能化变频控制子系统,根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行;
所述ZigBee无线通讯子系统包括多个ZigBee从节点装置、ZigBee主节点装置和移动手持终端:所述ZigBee从节点装置接收窑炉检测子系统采集到的权限内的各窑炉参数,向ZigBee主节点装置发送接收到的各窑炉参数;所述ZigBee主节点装置接收ZigBee从节点装置发送的各窑炉参数,向移动手持终端发送接收到的各窑炉参数,同时ZigBee主节点装置向窑炉智能化变频控制子系统发送接收到的各窑炉参数;所述移动手持终端接收ZigBee主节点装置发送的各窑炉参数,按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述窑炉检测子系统包括:
第一控制模块,控制整个窑炉检测子系统的正常运行;
第一显示模块,显示采集到的窑炉各参数和窑炉检测子系统的内部运行信息;
第一人机交互模块,根据要求输入指令;
第一电源模块,为整个窑炉检测子系统提供电源;
第一通讯模块,与ZigBee无线通讯子系统通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
窑炉温度检测模块,实时检测窑炉内的温度信息;
窑炉压力检测模块,实时检测窑炉内的压力信息;
窑炉面料检测模块,实时检测窑炉内的保温材料信息。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述ZigBee从节点装置包括:
第二控制模块,控制ZigBee从节点装置的正常运行;
总线通信接口,连接第二控制模块与窑炉现场对应仪表实现数据传送;
第二ZigBee通讯模块,与ZigBee主节点装置通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第二功率放大电路,对第二ZigBee通讯模块的信号进行放大;
第二电源电路,将从现场仪表获得的电源进行处理,为第二控制模块、总线通信接口和第二ZigBee通讯模块提供电源。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述ZigBee主节点装置包括:
第三控制模块,控制所述ZigBee主节点装置的正常运行;
第三ZigBee通讯模块,与ZigBee从节点装置、移动手持终端、窑炉智能化变频控制子系统通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第三功率放大电路,对第三ZigBee通讯模块的信号进行放大;
第三电源装置,为整个ZigBee主节点装置提供电源;
第三电源电路,将第三电源装置提供的电压处理至ZigBee主节点装置所需电压;
第三存储器,存储接收到的各窑炉参数和ZigBee主节点装置内的数据。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述移动手持终端包括:
第四控制模块,控制整个移动手持终端的正常运行;
第四电源装置,为整个移动手持终端提供电源;
第四电源降压装置,将第四电源装置提供的电压处理至移动手持终端所需电压;
第四显示屏,显示接收到的各窑炉参数和移动手持终端的各内部信息;
第四人机交互面板,根据实际要求输入调节信息和控制命令;
第四通讯模块,与ZigBee主节点装置通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第四存储器,存储接收到的各窑炉参数和移动手持终端内的数据。
所述第三电源装置采用可反复充放电的蓄电池;所述ZigBee主节点装置还包括第三充电装置和第三外部充电接口,所述第三充电装置和第三外部充电接口连接,第三电源装置和第三充电装置连接;所述第四电源装置采用可反复充放电的锂电池;所述移动手持终端还包括第四充电装置和第四外部充电接口,所述第四充电装置和第四外部充电接口连接,第四电源装置和第四充电装置连接。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述ZigBee主节点装置还包括第三显示屏和第三人机交互面板,第三显示屏显示接收到的各窑炉参数和ZigBee主节点装置的各内部信息,第三人机交互面板根据实际要求输入调节信息和控制命令,所述第三显示屏和第三人机交互面板分别都与第二控制模块连接。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述第二ZigBee通讯模块和第三ZigBee通讯模块采用CC2530模块。
所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其中,所述窑炉智能化变频控制子系统包括控制整个窑炉智能化变频控制子系统的正常运行的第五控制模块,与ZigBee主节点装置通过ZigBee无线通讯方式通讯连接的第五无线通讯模块,实现窑炉工艺数据的管理、更新和共享的窑炉工艺管理模块,监测窑炉温度、湿度、流量、压力和电源状态信息的窑炉状态监测模块,根据窑炉状态监测模块监测到的数据信息结合窑炉状态监测模块的窑炉工艺信息实现窑炉的温度控制决策的窑炉温度决策模块和加热控制模块,所述第五无线通讯模块、窑炉工艺管理模块、窑炉状态监测模块、窑炉温度决策模块和加热控制模块都与第五控制模块连接,加热控制模块360包括变频控制模块和变频电源模块,变频电源模块包括电源整流模块和IPM模块。
一种如上述任意一项所述的瓷砖窑炉的生产管理系统的控制方法,其中,具体包括以下步骤:
步骤A00:窑炉检测子系统实时检测窑炉各参数,并通过ZigBee无线通讯方式发送至相应的ZigBee从节点装置;
步骤B00:多个ZigBee从节点装置将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至ZigBee主节点装置;
步骤C00:ZigBee主节点装置将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至移动手持终端和窑炉智能化变频控制子系统;
步骤D00:窑炉智能化变频控制子系统根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行;移动手持终端按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行。
本发明的有益效果:本发明通过提供一种瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法,通过高速ZigBee无线通讯系统,满足窑炉现场监控点参数的远距离通讯要求;采用蚁群优化的模糊逻辑控制算法实现窑炉系统的智能控制,窑炉变频器、流量和压力等参数与陶瓷制品的质量之间的关系很复杂,是非线性的多参数耦合系统,研究模糊逻辑的蚁群优化技术实现窑炉智能控制的新途径;采用以太网与无线通讯技术的无缝结合实现窑炉远程信息管理,将以太网和无线通讯相结合实现窑炉生产现场状态信息与企业内部网互联,开发窑炉工艺参数数据库和窑炉生产管理信息系统;采用ZigBee无线通讯,可扩展性强,具有很强的移动性;本发明将远程监控与管理终端系统设计成友好的液晶人机界面,操作人员无需经过专业培训即可按指示轻松实现相关操作,大大降低了操作培训费用;本装置的机械、电子、硬件部分设计结构简单,主要采用软件实现控制,维修方便,减少了更换专用配件的成本;原来一条窑炉至少需要两个人甚至多人协同工作才能完成生产调试任务,使用本系统后一个人就可完成,甚至一个人同时管理多条窑炉也可以,大大减低了人员成本;本系统可以使窑炉的一线参数状况信息随时报告给操作员,任何不良情况将会在最短的时间内提醒操作者及时处理,将损失减到最小;本系统具有很好的兼容性,且独成体系,可以应用在现有的传统生产线上,并根据需要进行改造升级,适用性广泛。
附图说明
图1是本发明中瓷砖窑炉的生产管理系统的内部连接图。
图2是本发明中窑炉检测子系统的内部连接图。
图3是本发明中ZigBee无线通讯子系统的内部连接图。
图4是本发明中窑炉智能化变频控制子系统的内部连接图。
图5是本发明中窑炉检测子系统的控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示,本瓷砖窑炉的生产管理系统包括:
窑炉检测子系统100,实时检测窑炉各参数;
ZigBee无线通讯子系统200,将窑炉检测子系统100检测到的窑炉各参数通过ZigBee无线通讯方式发送至窑炉智能化变频控制子系统300;
窑炉智能化变频控制子系统300,根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行。
如图2所示,所述窑炉检测子系统100包括:
第一控制模块110,控制整个窑炉检测子系统100的正常运行;
第一显示模块120,显示采集到的窑炉各参数和窑炉检测子系统100的内部运行信息;
第一人机交互模块130,根据要求输入指令;
第一电源模块140,为整个窑炉检测子系统100提供电源;
第一通讯模块150,与ZigBee无线通讯子系统200通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
窑炉温度检测模块160,实时检测窑炉内的温度信息;
窑炉压力检测模块170,实时检测窑炉内的压力信息;
窑炉面料检测模块180,实时检测窑炉内的保温材料信息。
如图3所示,所述ZigBee无线通讯子系统200包括多个ZigBee从节点装置210、ZigBee主节点装置220和移动手持终端230,每个ZigBee从节点装置210同时接收多个不同温控区段的现场仪表采集到的各窑炉参数(窑炉检测子系统100负责采集整个窑炉生产线的全部参数),同时ZigBee从节点装置210通过ZigBee无线通讯方式向ZigBee主节点装置220发送接收到的各窑炉参数,ZigBee主节点装置220将接收到的各窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至移动手持终端230,移动手持终端230按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行;所述ZigBee主节点装置220还将接收到的各窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至窑炉智能化变频控制子系统300;
所述ZigBee从节点装置210接收现场仪表采集到的各窑炉参数,向ZigBee主节点装置220发送接收到的各窑炉参数,包括:
第二控制模块211,控制ZigBee从节点装置210的正常运行;
总线通信接口212,连接第二控制模块211与窑炉现场对应仪表实现数据传送;
第二ZigBee通讯模块213,与ZigBee主节点装置220通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第二功率放大电路214,对第二ZigBee通讯模块213的信号进行放大;
第二电源电路215,将从现场仪表获得的电源进行处理,为第二控制模块211、总线通信接口212和第二ZigBee通讯模块213提供电源;
所述ZigBee主节点装置220接收ZigBee从节点装置210发送的各窑炉参数,向移动手持终端230发送接收到的各窑炉参数,同时ZigBee主节点装置220向窑炉智能化变频控制子系统300发送接收到的各窑炉参数,包括:
第三控制模块221,控制所述ZigBee主节点装置210的正常运行;
第三ZigBee通讯模块222,与ZigBee从节点装置210、移动手持终端230、窑炉智能化变频控制子系统300通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第三功率放大电路223,对第三ZigBee通讯模块222的信号进行放大;
第三电源装置224,为整个ZigBee主节点装置220提供电源;
第三电源电路225,将第三电源装置224提供的电压处理至ZigBee主节点装置220所需电压;
第三存储器226,存储接收到的各窑炉参数和ZigBee主节点装置220内的数据;
所述移动手持终端230接收ZigBee主节点装置220发送的各窑炉参数,按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行,包括:
第四控制模块231,控制整个移动手持终端230的正常运行;
第四电源装置232,为整个移动手持终端230提供电源;
第四电源降压装置233,将第四电源装置232提供的电压处理至移动手持终端230所需电压;
第四显示屏234,显示接收到的各窑炉参数和移动手持终端230的各内部信息;
第四人机交互面板235,根据实际要求输入调节信息和控制命令;
第四通讯模块236,与ZigBee主节点装置220通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第四存储器237,存储接收到的各窑炉参数和移动手持终端230内的数据。
所述ZigBee从节点装置210同时接收多个不同温控区段的现场仪表采集到的各窑炉参数,ZigBee从节点装置210可以根据实际需要设置同时连接的不同温控区段数量,本实施例中,ZigBee从节点装置210同时接收4个温控区段的窑炉参数,即同时接收包括由4组变频器、温湿度、流量和压力表等现场仪表收集到的窑炉参数。
具体地,所述第二ZigBee通讯模块213和第三ZigBee通讯模块222采用ZigBee无线通讯(本实施例中,所述第二ZigBee通讯模块213和第三ZigBee通讯模块222采用CC2530模块),ZigBee无线通讯常用频段为2.4GHZ、868MHz和915MHz,均为免执照频段,用户可自由组网;ZigBee具有完备的标准协议,包括MAC层、路由、网络层、应用层,用户组网方便,在增加信号功率放大电路条件下,传输距离可达1000m,传输速率最大可达250kbps,完全能满足系统组网,通信距离和实时性要求;ZigBee无线通讯网络采用单主多从结构,支持单播模式(主机请求从机发送数据)和广播方式。为减低网络复杂度,本实施例中,ZigBee从节点装置210与ZigBee从节点装置210之间禁止数据传输,网络采用星型拓扑结构。
所述第二功率放大电路214和第三功率放大电路223为实现较长距离数据传输提供可能,结合现场测试,调整第二ZigBee通讯模块213和第三ZigBee通讯模块222的发射功率,避免出现信号盲点,同时必须兼顾整个传输系统的功耗。
为减低设备成本,同时兼顾装置稳定性要求,具体地,所述第二控制模块211采用STM8的8位型单片机。第三控制模块221采用MSP430单片机。为延长移动手持终端230单次充电后的使用时间,降低装置功耗,具体地,所述第四控制模块231采用超低功耗16位单片机MSP430。
具体地,所述第三电源装置224采用可反复充放电的蓄电池,所述ZigBee主节点装置220还包括第三充电装置227和第三外部充电接口228,所述第三充电装置227和第三外部充电接口228连接,第三电源装置224和第三充电装置227连接。
具体地,所述第四电源装置232采用可反复充放电的锂电池,为避免重复更换锂电池,或取出锂电池脱机充电,所述移动手持终端230还包括第四充电装置238和第四外部充电接口239,所述第四充电装置238和第四外部充电接口239连接,第四电源装置232和第四充电装置238连接。为提高锂电池寿命,本实施例中,所述第四充电装置238采用专用锂电池充电IC(即带IC保护功能的充电器)。
具体地,所述第四电源降压装置233采用LDO(low dropout regulator,是一种低压差线性稳压器)芯片,将锂电池电压降压至移动手持终端230所需电压后输出供移动手持终端230使用。
为增加显示效果和方便工作人员查看,所述第四显示屏234采用TFT彩屏;为方便工作人员输入,所述第四人机交互面板235设计包括触摸屏输入和键盘输入双重方式,触摸屏采用电阻屏,第四显示屏234和触摸屏一体设置,采用TFT电阻彩屏;为减少IO开支和支持更多输入按键,所述键盘采用矩阵键盘输入方式,并选用专用矩阵键盘管理IC-zlg7290。
为更好地监测管理系统,方便工作人员查看历史数据记录,同时也防止掉电数据丢失及,让系统具有“记忆”效果,必须保存相关信息数据,所述第四存储器237采用64Mbyte串行FLASH存储器。
为了更优化ZigBee主节点装置220的使用效果,所述ZigBee主节点装置220还包括第三显示屏和第三人机交互面板,第三显示屏显示接收到的各窑炉参数和ZigBee主节点装置220的各内部信息,第三人机交互面板根据实际要求输入调节信息和控制命令,所述第三显示屏和第三人机交互面板分别都与第三控制模块221连接。具体地,所述第三显示屏采用TFT彩屏;所述第三人机交互面板设计包括触摸屏输入和键盘输入双重方式,触摸屏采用电阻屏,第三显示屏和触摸屏一体设置,采用TFT电阻彩屏;为减少IO开支和支持更多输入按键,所述键盘采用矩阵键盘输入方式,并选用专用矩阵键盘管理IC-zlg7290。
具体地,为方便工作人员使用,不受空间位置限制,所述ZigBee主节点装置220采用手持终端方式。
如图4所示,所述窑炉智能化变频控制子系统300包括控制整个窑炉智能化变频控制子系统300的正常运行的第五控制模块310,与ZigBee主节点装置220通过ZigBee无线通讯方式通讯连接的第五无线通讯模块320,实现窑炉工艺数据的管理、更新和共享的窑炉工艺管理模块330,监测窑炉温度、湿度、流量、压力和电源状态信息的窑炉状态监测模块340,根据窑炉状态监测模块340监测到的数据信息结合窑炉状态监测模块340的窑炉工艺信息实现窑炉的温度控制决策的窑炉温度决策模块350和加热控制模块360,所述第五无线通讯模块320、窑炉工艺管理模块330、窑炉状态监测模块340、窑炉温度决策模块350和加热控制模块360都与第五控制模块310连接,加热控制模块360包括变频控制模块和变频电源模块,变频电源模块包括电源整流模块和IPM模块。
如图5所示,一种如上述所述的瓷砖窑炉的生产管理系统的控制方法,具体包括以下步骤:
步骤A00:窑炉检测子系统100实时检测窑炉各参数,并通过ZigBee无线通讯方式发送至相应的ZigBee从节点装置210:
步骤B00:多个ZigBee从节点装置210将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至ZigBee主节点装置220;
步骤C00:ZigBee主节点装置220将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至移动手持终端230和窑炉智能化变频控制子系统300;
步骤D00:窑炉智能化变频控制子系统300根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行;移动手持终端230按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行。
根据上述所述的瓷砖窑炉的生产管理系统及其控制方法,现列举以下具体实施例加以说明:
把本瓷砖窑炉的生产管理系统对工厂内的窑炉生产线进行控制管理,把每4组变频器、温湿度、流量和压力表等现场仪表进行分组,整体窑炉生产线包括多组现场仪表组,每个ZigBee从节点装置210对应一组现场仪表组的数据传输(整个系统包括多个ZigBee从节点装置210);利用窑炉检测子系统100对窑炉生产线的各参数进行采集,并将相应的现场仪表组参数通过ZigBee无线通讯方式发送至相应的ZigBee从节点装置210,每个ZigBee从节点装置210将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至ZigBee主节点装置220(整个系统只包括1个ZigBee主节点装置220),ZigBee主节点装置220将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至移动手持终端230和窑炉智能化变频控制子系统300;窑炉智能化变频控制子系统300根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行;操作人员通过移动手持终端230实时掌握窑炉的一线参数状况信息,任何不良情况将会在最短的时间内提醒操作人员及时处理,操作人员通过移动手持终端230按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行,以使窑炉生产线实现智能的控制管理。
本发明实现了现场控制节点与控制室的智能交互,利用嵌入式组态软件、变频控制技术以及模糊逻辑的控制算法对窑炉生产过程进行数字化和智能化控制,将工业以太网络与ZigBee无线通讯无缝链接,实现陶瓷窑炉生产过程的远程监制和信息管理,极大地节约能源,提高生产效率;通过高速ZigBee无线通讯系统,满足窑炉现场监控点参数的远距离通讯要求;采用蚁群优化的模糊逻辑控制算法实现窑炉系统的智能控制,窑炉变频器、流量和压力等参数与陶瓷制品的质量之间的关系很复杂,是非线性的多参数耦合系统,研究模糊逻辑的蚁群优化技术实现窑炉智能控制的新途径;采用以太网与无线通讯技术的无缝结合实现窑炉远程信息管理,将以太网和无线通讯相结合实现窑炉生产现场状态信息与企业内部网互联,开发窑炉工艺参数数据库和窑炉生产管理信息系统;采用ZigBee无线通讯,可扩展性强,具有很强的移动性;本发明将远程监控与管理终端系统设计成友好的液晶人机界面,操作人员无需经过专业培训即可按指示轻松实现相关操作,大大降低了操作培训费用;本装置的机械、电子、硬件部分设计结构简单,主要采用软件实现控制,维修方便,减少了更换专用配件的成本;原来一条窑炉至少需要两个人甚至多人协同工作才能完成生产调试任务,使用本系统后一个人就可完成,甚至一个人同时管理多条窑炉也可以,大大减低了人员成本;本系统可以使窑炉的一线参数状况信息随时报告给操作员,任何不良情况将会在最短的时间内提醒操作者及时处理,将损失减到最小;本系统具有很好的兼容性,且独成体系,可以应用在现有的传统生产线上,并根据需要进行改造升级,适用性广泛。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,包括:
窑炉检测子系统,实时检测窑炉各参数;
ZigBee无线通讯子系统,将窑炉检测子系统检测到的窑炉各参数通过ZigBee无线通讯方式发送至窑炉智能化变频控制子系统;
窑炉智能化变频控制子系统,根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行;
所述ZigBee无线通讯子系统包括多个ZigBee从节点装置、ZigBee主节点装置和移动手持终端:所述ZigBee从节点装置接收窑炉检测子系统采集到的权限内的各窑炉参数,向ZigBee主节点装置发送接收到的各窑炉参数;所述ZigBee主节点装置接收ZigBee从节点装置发送的各窑炉参数,向移动手持终端发送接收到的各窑炉参数,同时ZigBee主节点装置向窑炉智能化变频控制子系统发送接收到的各窑炉参数;所述移动手持终端接收ZigBee主节点装置发送的各窑炉参数,按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行。
2.根据权利要求1所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述窑炉检测子系统包括:
第一控制模块,控制整个窑炉检测子系统的正常运行;
第一显示模块,显示采集到的窑炉各参数和窑炉检测子系统的内部运行信息;
第一人机交互模块,根据要求输入指令;
第一电源模块,为整个窑炉检测子系统提供电源;
第一通讯模块,与ZigBee无线通讯子系统通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
窑炉温度检测模块,实时检测窑炉内的温度信息;
窑炉压力检测模块,实时检测窑炉内的压力信息;
窑炉面料检测模块,实时检测窑炉内的保温材料信息。
3.根据权利要求1所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述ZigBee从节点装置包括:
第二控制模块,控制ZigBee从节点装置的正常运行;
总线通信接口,连接第二控制模块与窑炉现场对应仪表实现数据传送;
第二ZigBee通讯模块,与ZigBee主节点装置通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第二功率放大电路,对第二ZigBee通讯模块的信号进行放大;
第二电源电路,将从现场仪表获得的电源进行处理,为第二控制模块、总线通信接口和第二ZigBee通讯模块提供电源。
4.根据权利要求3所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述ZigBee主节点装置包括:
第三控制模块,控制所述ZigBee主节点装置的正常运行;
第三ZigBee通讯模块,与ZigBee从节点装置、移动手持终端、窑炉智能化变频控制子系统通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第三功率放大电路,对第三ZigBee通讯模块的信号进行放大;
第三电源装置,为整个ZigBee主节点装置提供电源;
第三电源电路,将第三电源装置提供的电压处理至ZigBee主节点装置所需电压;
第三存储器,存储接收到的各窑炉参数和ZigBee主节点装置内的数据。
5.根据权利要求4所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述移动手持终端包括:
第四控制模块,控制整个移动手持终端的正常运行;
第四电源装置,为整个移动手持终端提供电源;
第四电源降压装置,将第四电源装置提供的电压处理至移动手持终端所需电压;
第四显示屏,显示接收到的各窑炉参数和移动手持终端的各内部信息;
第四人机交互面板,根据实际要求输入调节信息和控制命令;
第四通讯模块,与ZigBee主节点装置通过ZigBee无线通讯方式通讯连接;
第四存储器,存储接收到的各窑炉参数和移动手持终端内的数据。
6.根据权利要求5所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述第三电源装置采用可反复充放电的蓄电池;所述ZigBee主节点装置还包括第三充电装置和第三外部充电接口,所述第三充电装置和第三外部充电接口连接,第三电源装置和第三充电装置连接;所述第四电源装置采用可反复充放电的锂电池;所述移动手持终端还包括第四充电装置和第四外部充电接口,所述第四充电装置和第四外部充电接口连接,第四电源装置和第四充电装置连接。
7.根据权利要求5所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述ZigBee主节点装置还包括第三显示屏和第三人机交互面板,第三显示屏显示接收到的各窑炉参数和ZigBee主节点装置的各内部信息,第三人机交互面板根据实际要求输入调节信息和控制命令,所述第三显示屏和第三人机交互面板分别都与第二控制模块连接。
8.根据权利要求5所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述第二ZigBee通讯模块和第三ZigBee通讯模块采用CC2530模块。
9.根据权利要求1所述的瓷砖窑炉的生产管理系统,其特征在于,所述窑炉智能化变频控制子系统包括控制整个窑炉智能化变频控制子系统的正常运行的第五控制模块,与ZigBee主节点装置通过ZigBee无线通讯方式通讯连接的第五无线通讯模块,实现窑炉工艺数据的管理、更新和共享的窑炉工艺管理模块,监测窑炉温度、湿度、流量、压力和电源状态信息的窑炉状态监测模块,根据窑炉状态监测模块监测到的数据信息结合窑炉状态监测模块的窑炉工艺信息实现窑炉的温度控制决策的窑炉温度决策模块和加热控制模块,所述第五无线通讯模块、窑炉工艺管理模块、窑炉状态监测模块、窑炉温度决策模块和加热控制模块都与第五控制模块连接,加热控制模块360包括变频控制模块和变频电源模块,变频电源模块包括电源整流模块和IPM模块。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的瓷砖窑炉的生产管理系统的控制方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤A00:窑炉检测子系统实时检测窑炉各参数,并通过ZigBee无线通讯方式发送至相应的ZigBee从节点装置;
步骤B00:多个ZigBee从节点装置将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至ZigBee主节点装置;
步骤C00:ZigBee主节点装置将接收到的窑炉参数通过ZigBee无线通讯方式发送至移动手持终端和窑炉智能化变频控制子系统;
步骤D00:窑炉智能化变频控制子系统根据模糊逻辑的蚁群优化算法处理分析接收到的窑炉参数,得出指令,控制窑炉按要求运行;移动手持终端按实际需要输入指令控制窑炉按要求运行。
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