CN109147239A - 一种连退机组语音报警系统 - Google Patents

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徐刚
龚建清
汪晓华
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Abstract

本发明提供一种连退机组语音报警系统，包括连退机组控制系统、语音报警服务器、显示设备、音响系统、语音报警模块。本发明连退机组语音报警系统，在不影响连退机组控制系统的基础上，采用OPC通讯方式从可编程控制器或分散控制系统中截取过程控制用的状态数据，根据连退机组的状态数据，进行报警点设置，当出现异常情况时，可按预先设定的提示语音循环报警，直至异常情况确定；报警数据可发送到其它终端上，便于不在现场的人员查看；以语音的方式实时地播报报警信息，操作人员可以及时掌握生产过程中设备状态数据，从而提高作业效率。

Description

一种连退机组语音报警系统
技术领域
本发明涉及语音报警技术领域，具体涉及一种连退机组语音报警系统。
背景技术
在冷轧工艺中，连续退火是提升产品规格、附加值以及产品质量的重要环节。连退机组是连续生产机组，连退机组总体上分为三部分，入口段、炉子段和出口段；主要的工序包括清洗、退火、平整、表面检查及精整各主要工序。为了避免机组停机，精准的报警和及时的响应是提高生产效率的重要保障。
目前的机组还停留在HMI报警信息提示和蜂鸣器报警阶段。连退机组控制系统大多数是以可编程控制器(PLC)或分散控制系统(DCS)为主控单元，在此基础上开发适合现场的软件实现控制要求，控制系统的报警功能通常只提供文字信息提示，操作人员一般不可能长时间专注于文字信息，若忽略报警信息可能造成重大的生产事故。
专利201510871130.7，描述的多路语音报警系统从整体结构上分为离散报警模块与监控中心报警点模块两部分，通过无线射频组网形成一种可单点或组合触发方式工作的、性价比高的多路语音报警模块解决方案；专利201410392780.9，描述一种包括传感器单元、语音单元、控制单元的语音报警器。以上专利不是从工业现场控制设备中获取报警信息进行语音报警，更不是从连退机组控制器(PLC)中获取报警信息。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了克服连退机组只有文字报警提示信息，容易遗漏的不足，本发明提供一种连退机组语音报警系统，该系统在不影响连退机组控制系统的基础上，采用OPC通讯方式从PLC中截取过程控制用的状态数据，通过对截取数据进行分析，生成故障和操作信息，并通过网络保存到指定的服务器数据库中，为报警数据提供保障。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种连退机组语音报警系统，包括连退机组控制系统、语音报警服务器、显示设备、音响系统、语音报警模块、设备，所述语音报警模块包括OPC客户端、数据处理模块，OPC客户端通过OPC接口与语音报警服务器相连，所述显示设备、音响系统分别与语音报警服务器相连，语音报警服务器通过物理接口与连退机组控制系统的设备相连；语音报警模块通过数据处理模块和OPC客户端，获取连退机组控制系统的设备的数据，并对截取数据进行分析，生成故障和操作信息传输给语音报警服务器，语音报警服务器通过显示设备显示信息、音响系统播报信息。
进一步地，所述音响系统包括数个功率放大器和喇叭，语音报警服务器的语音信息经过功率放大器放大后通过喇叭播报。
进一步地，所述显示设备为液晶显示器。
进一步地，所述液晶显示器包括TFT液晶显示屏。
进一步地，所述语音报警模块还包括数据存储模块、语音播报模块、数据传输模块，数据存储模块实现现场状态数据和语音数据的存储；语音播报模块实现语音数据的播报；数据传输模块实现状态数据的传输。
进一步地，功率放大器(5)包括功率放大电路，功率放大电路包括直流电源VCC、晶体管VT1、晶体管VT2、晶体管VT3、电阻R1、电阻R2、二极管D1、地GND、输入信号Vi、输出信号Vo，所述晶体管VT1的集电极与直流电源VCC相连，晶体管VT1的基极通过电阻R1与直流电源VCC相连，晶体管VT1的基极与发射极之间连接有二极管D1；所述输入信号Vi通过电阻R2与晶体管VT3的基极、发射极、晶体管VT1发射极相连，所述输出信号Vo与晶体管VT3的发射极、晶体管VT1发射极相连；所述输入信号Vi与晶体管VT2的基极相连，晶体管VT2的集电极与晶体管VT3的基极相连，晶体管VT2的发射极与地GND相连，晶体管VT3的集电极与地GND相连。
进一步地，所述输入信号Vi与地GND之间并联有电容C1，所述输出信号Vo与地GND之间并联有电容C2。
进一步地，所述晶体管VT1、晶体管VT2为NPN型三极管，所述晶体管VT3为PNP型三极管。
进一步地，所述晶体管VT1的基极与二极管D1阳极相连，晶体管VT1的发射极之间连接有二极管D1阴极相连。
进一步地，所述二极管D1为快恢复二极管。
(三)有益效果
本发明的有益效果：一种连退机组语音报警系统，在不影响连退机组控制系统的基础上，采用OPC通讯方式从可编程控制器或分散控制系统中截取过程控制用的状态数据，根据连退机组的状态数据，进行报警点设置，当出现异常情况时，可按预先设定的提示语音循环报警，直至异常情况确定；同时可根据异常情况的紧迫程度设定优先级，依据优先级的不同选择报警；历史报警信息可导出为EXCEL文件，便于追溯和查阅；报警数据可发送到其它终端上，便于不在现场的人员查看；以语音的方式实时地播报报警信息，操作人员可以及时掌握生产过程中设备状态数据，从而提高作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明语音报警系统原理框图；
图2为本发明音响系统原理框图；
图3为本发明语音报警模块原理框图；
图4为本发明功率放大电路原理图；
图中：1连退机组控制系统、2语音报警服务器、3显示设备、4音响系统、5功率放大器、6喇叭、7语音报警模块、8OPC客户端、9数据存储模块、10语音播报模块、11数据传输模块、12数据处理模块、13OPC接口、14物理接口、15设备；VCC直流电源、R1电阻、R2电阻、C1电容、C2电容、D1二极管、VT1晶体管、VT2晶体管、VT3晶体管、Vi输入信号、Vo输出信号、GND地。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1-3，一种连退机组语音报警系统，包括连退机组控制系统1、语音报警服务器2、显示设备3、音响系统4、功率放大器5、喇叭6、语音报警模块7、OPC客户端8、数据存储模块9、语音播报模块10、数据传输模块11、数据处理模块12、OPC接口13、物理接口14、设备15。
语音报警模块7包括OPC客户端8、数据存储模块9、语音播报模块10、数据传输模块11、数据处理模块12。语音报警模块7可实现语音信息录制、语音信息调试、语音信息播报、语音播报的触发、语音信息记录功能。OPC客户端8实现语音报警模块7与连退机组控制系统1数据交换；数据存储模块9实现现场状态数据和语音数据的存储；语音播报模块10实现语音数据的播报；数据传输模块11实现状态数据的传输。OPC客户端8通过OPC接口13与语音报警服务器2相连。显示设备3、音响系统4分别与语音报警服务器2相连。语音报警服务器2通过物理接口14与连退机组控制系统1的设备15相连；语音报警模块7通过数据处理模块12和OPC客户端8，获取连退机组控制系统1的设备15的数据，并对截取数据进行分析，生成故障和操作信息传输给语音报警服务器2，语音报警服务器2通过显示设备3显示信息、音响系统4播报信息。
音响系统3包括数个功率放大器5和喇叭6，语音报警服务器2的语音信息经过功率放大器5放大后通过喇叭6播报。显示设备3可以为液晶显示器，液晶显示器可以包括TFT液晶显示屏，TFT液晶显示屏具有亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳的优点。
功率放大器5包括功率放大电路，结合图4功率放大电路原理图，功率放大电路包括直流电源VCC、晶体管VT1、晶体管VT2、晶体管VT3、电阻R1、电阻R2、二极管D1、地GND、输入信号Vi、输出信号Vo。晶体管VT1的集电极与直流电源VCC相连，晶体管VT1的基极通过电阻R1与直流电源VCC相连，晶体管VT1的基极与发射极之间连接有二极管D1；输入信号Vi通过电阻R2与晶体管VT3的基极、发射极、晶体管VT1发射极相连，输出信号Vo与晶体管VT3的发射极、晶体管VT1发射极相连；输入信号Vi与晶体管VT2的基极相连，晶体管VT2的集电极与晶体管VT3的基极相连，晶体管VT2的发射极与地GND相连，晶体管VT3的集电极与地GND相连。输入信号Vi与地GND之间并联有电容C1，输出信号Vo与地GND之间并联有电容C2。晶体管VT1、晶体管VT2为NPN型三极管，晶体管VT3为PNP型三极管。晶体管VT1的基极与二极管D1阳极相连，晶体管VT1的发射极之间连接有二极管D1阴极相连。二极管D1为快恢复二极管。
功率放大电路为单端推挽式无输出变压器功率放大电路，采用电源供电，从两组串联的晶体管输出中点通过电容耦合输出信号。功率放大电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证。采用互补对称电路，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。
本发明实施例在连退机组中废水坑排污系统作为清洗过滤辅助系统，起到对清洗段及中央段废水回收，并将废水排放到能介车间(废水处理部门)，为机组正常稳定运行起到关键作用。一旦废水坑排水能力无法达到标准要求，其液位过高而未发现，废水坑满溢。溢流出的废水会造成清洗段各供液泵被淹掉，造成电机烧毁，机组被迫停机。在连退机组中高度外径对中装置用于自动测量钢卷的直径。卷径测量是运用布置在结构钢框架上的超声波测量装置，卷径要求：900～2080mm。语音报警系统通过OPC读取废水坑的液位信息和卷径信息，根据故障的紧迫性和阈值设定报警的信息，表1为报警信息属性表。
表1报警信息属性表
通过报警信息属性进行报警设置，当采集到得信号达到报警阈值时，进行语音报警，并根据其优先级对高优先级报警信号优先报警。
综上所述，本发明实施例在连退机组控制系统中上位机中安装OPC服务器软件，并通过TCP/IP协议与语音报警服务器相连，实现PLC或DCS状态数据的截取，根据截取的状态数据实现语音报警的功能。语音报警的内容可以由系统自动生成，也可由操作人员自行录音。语音文件可以根据需要进行修改，报警语音播报的触发信号可以依据连退机组的需求进行更改。报警数据包括报警点位、报警触发时间、报警解除时间以及报警触发和解除时的对应点位的现场数据。播放采用多点广播方式。历史报警信息可导出为EXCEL文件，便于追溯和查阅。报警数据可发送到其它终端上，便于不在现场的人员查看。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种连退机组语音报警系统，其特征在于：包括连退机组控制系统(1)、语音报警服务器(2)、显示设备(3)、音响系统(4)、语音报警模块(7)、设备(15)，所述语音报警模块(7)包括OPC客户端(8)、数据处理模块(12)，OPC客户端(8)通过OPC接口与语音报警服务器(2)相连，所述显示设备(3)、音响系统(4)分别与语音报警服务器(2)相连，语音报警服务器(2)通过物理接口(14)与连退机组控制系统(1)的设备(15)相连；语音报警模块(7)通过数据处理模块(12)和OPC客户端(8)，获取连退机组控制系统(1)设备(15)的数据，并对截取数据进行分析，生成故障和操作信息传输给语音报警服务器(2)，语音报警服务器(2)通过显示设备(3)显示信息、音响系统(4)播报信息。
2.如权利要求1所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述音响系统(2)包括数个功率放大器(5)和喇叭(6)，语音报警服务器(2)的语音信息经过功率放大器(5)放大后通过喇叭(6)播报。
3.如权利要求1所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述显示设备(3)为液晶显示器。
4.如权利要求3所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述液晶显示器包括TFT液晶显示屏。
5.如权利要求1所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述语音报警模块(7)还包括数据存储模块(9)、语音播报模块(10)、数据传输模块(11)，数据存储模块(9)实现现场状态数据和语音数据的存储；语音播报模块(10)实现语音数据的播报；数据传输模块(11)实现状态数据的传输。
6.如权利要求1所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，功率放大器(5)包括功率放大电路，功率放大电路包括直流电源VCC、晶体管VT1、晶体管VT2、晶体管VT3、电阻R1、电阻R2、二极管D1、地GND、输入信号Vi、输出信号Vo，所述晶体管VT1的集电极与直流电源VCC相连，晶体管VT1的基极通过电阻R1与直流电源VCC相连，晶体管VT1的基极与发射极之间连接有二极管D1；所述输入信号Vi通过电阻R2与晶体管VT3的基极、发射极、晶体管VT1发射极相连，所述输出信号Vo与晶体管VT3的发射极、晶体管VT1发射极相连；所述输入信号Vi与晶体管VT2的基极相连，晶体管VT2的集电极与晶体管VT3的基极相连，晶体管VT2的发射极与地GND相连，晶体管VT3的集电极与地GND相连。
7.如权利要求6所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述输入信号Vi与地GND之间并联有电容C1，所述输出信号Vo与地GND之间并联有电容C2。
8.如权利要求6所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述晶体管VT1、晶体管VT2为NPN型三极管，所述晶体管VT3为PNP型三极管。
9.如权利要求6所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述晶体管VT1的基极与二极管D1阳极相连，晶体管VT1的发射极之间连接有二极管D1阴极相连。
10.如权利要求7所述的一种连退机组语音报警系统，其特征在于，所述二极管D1为快恢复二极管。
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