CN107357265A - 一种基于vr技术的智能工厂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于VR技术的智能工厂系统，包括现场物联网系统、通讯设备、VR系统，现场物联网系统由现实工厂中各个自动化生产设备组网构成，VR系统由VR处理平台、VR人机交互设备构成，由VR处理平台构建虚拟工厂场景，通过现场物联网系统实现现实工厂场景与虚拟工厂场景的同步变化，以及将虚拟工厂场景中相应动作转换为现实工厂场景的动作。本发明降低了控制操作的复杂性，并减少了工作量，可实现工厂管理者远程运维的功能，提高了工作效率，让工厂管理者远离危险的作业环境，并能够完成传统操作无法完成的工作。
Description
技术领域
本发明涉及智能工厂领域，具体是一种基于VR技术的智能工厂系统。
背景技术
随着工业4.0的到来，智能工厂逐渐成为现代化工业厂房的发展趋势。智能工厂一般由多种自动化生产设备构成，各个自动化生产设备实现自动化生产的同时，还可由工厂管理者现场或远程智能控制。但现有技术的智能工厂其现场或远程控制方式多基于大量的仪表及参数实现，即工厂管理者需观察大量的仪表及参数，并基于仪表及参数现场或远程控制智能工厂中的自动化生产设备。这种工作方式无疑存在工作量大、控制操作复杂的缺点，并且在智能工厂中出现危险情况时，工厂管理者无法及时做出有效对策和反应。
发明内容 本发明的目的是提供一种基于VR技术的智能工厂系统，以解决现有技术智能工厂存在的控制操作复杂、工作量大的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于： 包括现场物联网系统、通讯设备、VR系统，其中：
现场物联网系统由现实工厂中各个自动化生产设备组网构成，每个自动化生产设备中分别具有至少一个智能仪表、至少一个传感器、至少一个执行单元；
VR系统由VR处理平台、VR人机交互设备构成，其中VR处理平台中通过三维建模程序构建与实际工厂场景一致的虚拟工厂场景， 该虚拟工厂场景中构建有工厂中每个自动化生产设备及其中的各个智能仪表、各个传感器、各个执行单元，并且VR系统通过VR人机交互设备使工厂管理者沉浸入虚拟工厂场景中；所述VR处理平台通过通讯设备接入现场物联网系统，由VR处理平台通过通讯设备接收现场物联网系统中每个自动化生产设备中各个智能仪表、各个传感器的数据，VR处理平台中对接收到的现场物联网系统中的数据进行处理，并在构建的虚拟工厂场景中虚拟出相应的场景；工厂管理者在虚拟工厂场景中对自动化生产设备进行操作，VR处理平台将工厂管理者在虚拟工厂场景中的操作参数转换为现实中自动化生产设备可识别的控制指令，并将控制指令通过通讯设备输出至现场物联网系统，现场物联网系统中各个自动化生产设备根据控制指令控制对应的智能仪表或执行单元进行相应的实际动作。
所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：所述智能仪表包括但不限于检测仪表、控制仪表、执行仪表。
所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：所述传感器包括但不限于检测用传感器、参数监测用传感器。
所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：所述执行单元包括但不限于电气类执行单元、机械类执行单元、气路类执行单元、液路类执行单元。
所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：现实工厂中各个自动化生产设备通过有线、或无线、或有线与无线结合的方式组网构成现场物联网系统。
本发明中通过VR技术即虚拟显示技术，构建与现实工厂场景对应的虚拟工厂场景，并基于现场物联网系统中的智能仪表和传感器的数据实现虚拟工厂场景与现实工厂场景的同步变化，利用VR人机交互设备供工厂管理者沉浸入虚拟工厂场景中，可为工厂管理者提供直观的观察情景，无须工厂管理者观察大量的仪表及参数，降低了控制操作的复杂性，并减少了工作量。同时工厂管理者可通过VR人机交互设备在虚拟工厂场景中对自动化生产设备进行操作，并由VR处理平台将对应的控制指令发送至现场物联网系统，现场物联网系统中现实的自动化生产设备根据控制指令控制对应的智能仪表或执行单元进行相应动作，通过现场物联网系统可实现将虚拟工厂场景中的操作转换为现实工厂中相应部件的动作，进而实现工厂管理者远程运维的功能，可以提高工作效率，让工厂管理者远离危险的作业环境，并能够完成传统操作无法完成的工作。
附图说明
图1为本发明系统原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于VR技术的智能工厂系统，包括现场物联网系统、通讯设备、VR系统，其中：
现场物联网系统由现实工厂中各个自动化生产设备组网构成，每个自动化生产设备中分别具有至少一个智能仪表、至少一个传感器、至少一个执行单元；
VR系统由VR处理平台、VR人机交互设备构成，其中VR处理平台中通过三维建模程序构建与实际工厂场景一致的虚拟工厂场景， 该虚拟工厂场景中构建有工厂中每个自动化生产设备及其中的各个智能仪表、各个传感器、各个执行单元，并且VR系统通过VR人机交互设备使工厂管理者沉浸入虚拟工厂场景中；所述VR处理平台通过通讯设备接入现场物联网系统，由VR处理平台通过通讯设备接收现场物联网系统中每个自动化生产设备中各个智能仪表、各个传感器的数据，VR处理平台中对接收到的现场物联网系统中的数据进行处理，并在构建的虚拟工厂场景中虚拟出相应的场景；工厂管理者在虚拟工厂场景中对自动化生产设备进行操作，VR处理平台将工厂管理者在虚拟工厂场景中的操作参数转换为现实中自动化生产设备可识别的控制指令，并将控制指令通过通讯设备输出至现场物联网系统，现场物联网系统中各个自动化生产设备根据控制指令控制对应的智能仪表或执行单元进行相应的实际动作。
智能仪表包括但不限于检测仪表、控制仪表、执行仪表。
传感器包括但不限于检测用传感器、参数监测用传感器。
执行单元包括但不限于电气类执行单元、机械类执行单元、气路类执行单元、液路类执行单元。
现实工厂中各个自动化生产设备通过有线、或无线、或有线与无线结合的方式组网构成现场物联网系统。
具体实施例：
以某化工厂为例，在VR处理平台中通过使用三维建模程序构建与实际工程场景一致的虚拟工厂场景，在生产现场安装有现场物联网系统，其管路采用自动化生产设备：安装温度传感器检测环境状态信息、安装智能仪表用于检测管路中流体的压力及流速，安装电控阀门等作为执行单元。由于传感器及智能仪表种类繁多，通讯协议不统一，本发明中所述的通讯设备中含有采集模块，其下端可以兼容各种通讯协议，通过采集模块采集传感器以及智能仪表中的数据，运算处理成以太网信号或CAN总线信号，然后通过有线或者无线的通讯网络传输至VR处理平台。VR处理平台通过程序运算，使用采集到的现场数据驱动虚拟场景产生相应的变化响应，在虚拟场景中复原现场场景信息，使厂区的温度、风速以及管路中的压力、流量事实、准确地表现出来。
当生产环境或者生产现场出现异常情况，比如环境风速过高，或者管路压力过高，其异常的数据会迅速通过通讯设备传到至VR处理平台，工厂管理人员在虚拟场景中发现异常情况，通过VR人机交互设备对虚拟场景中的电控阀门进行关闭操作。VR处理平台将操作人员对电控阀门的操作参数转换电控阀门可以识别的控制指令，通过通讯设备下发给电控阀门，使其关闭，避免危险事故的发生。
Claims (5)
1.一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于： 包括现场物联网系统、通讯设备、VR系统，其中：
现场物联网系统由现实工厂中各个自动化生产设备组网构成，每个自动化生产设备中分别具有至少一个智能仪表、至少一个传感器、至少一个执行单元；
VR系统由VR处理平台、VR人机交互设备构成，其中VR处理平台中通过三维建模程序构建与实际工厂场景一致的虚拟工厂场景， 该虚拟工厂场景中构建有工厂中每个自动化生产设备及其中的各个智能仪表、各个传感器、各个执行单元，并且VR系统通过VR人机交互设备使工厂管理者沉浸入虚拟工厂场景中；所述VR处理平台通过通讯设备接入现场物联网系统，由VR处理平台通过通讯设备接收现场物联网系统中每个自动化生产设备中各个智能仪表、各个传感器的数据，VR处理平台中对接收到的现场物联网系统中的数据进行处理，并在构建的虚拟工厂场景中虚拟出相应的场景；工厂管理者在虚拟工厂场景中对自动化生产设备进行操作，VR处理平台将工厂管理者在虚拟工厂场景中的操作参数转换为现实中自动化生产设备可识别的控制指令，并将控制指令通过通讯设备输出至现场物联网系统，现场物联网系统中各个自动化生产设备根据控制指令控制对应的智能仪表或执行单元进行相应的实际动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：所述智能仪表包括但不限于检测仪表、控制仪表、执行仪表。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：所述传感器包括但不限于检测用传感器、参数监测用传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：所述执行单元包括但不限于电气类执行单元、机械类执行单元、气路类执行单元、液路类执行单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的智能工厂系统，其特征在于：现实工厂中各个自动化生产设备通过有线、或无线、或有线与无线结合的方式组网构成现场物联网系统。
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