CN1108548C - 不同性质工业生产设备园区的远距离监视设备 - Google Patents

Abstract

一种不同性质的工业生产设备(18，22，26)园区的远距离监视装置，其中对于每个设备(18、20、26)都有采集关于设备运行信息的信息采集装置(20A、20B、24A、25B、32A、32B)。这些信息采集装置通过与述及的设备(18，22，26)相连的通讯装置(40)与远距离监视装置(48、50、52、54)相连接，通讯装置(40)能将述及的信息从述及的设备通信向述及的远距离监视装置。所有的通讯装置(40)都有按照统一结构将信息结构化的类似装置，和设备性质和采集的信息无关，述及的远距离监视装置都至少有一个和设备整体的通讯装置(40)连接的监视站(48、50、52、54)，一个或每个监视站都有使用统一结构的在一个或多个设备上采集来的信息的信息使用装置。

Description

不同性质工业生产设备园区的远距离监视设备

本发明涉及的是对不同性质的工业生产设备园区进行远距离监视的设备。所述的这类设备的每个设备都有关于仪器运行情况信息的采集装置。所有的信息采集装置都通过与述及的设备相连的通讯装置将仪器和远距离监视装置相连，并能将述及的信息从述及的设备到述及的远距离监视装置进行通讯。

例如，已知在气体存储设备中有装有液位传感器的贮罐。这些液位传感器都通过通讯线路和液位显示装置相连。所有的显示装置都安装在远处，特别是装在对存储容器供应服务的地方。

另外，在别的应用的情况下，例如在工业单位中检测火灾，其它类型的信息采集装置，特别是温度传感器，通过用不同的通讯装置和远处的监视中心相连。这些监视中心都装有适合应用于火灾检测的装置。

所有已知的远距离监视设备都是用适用于所考察的应用的专门的通讯装置来实施的，仅能将在给定的背景下的需要的信息传输到监视中心。

同样，对于每个应该监视的工业生产设备，对于每种监视的应用，述及的设备的构想应该完全考虑到各种约束，特别是应向远距离的监视装置发送的信息的性质、数量和传输速度方面的约束。因此，对于每种设备，都要使用不同的通讯装置，以及不同的监视装置。这就造成这样设备的造价太高。

本发明的目的在于解决前述之问题，且特别是提供一种适用于监视工业生产设备园区的监视设备，园区使用于不同性质的设备，而不需将设备的各个组件对于每种设备和每种控制和监视的应用完全重新构思。

因此，本发明的目的在于一种远距离监视至少两个不同性质的工业生产设备园区的设备，其中每个工业生产设备包括采集关于该工业生产设备运行的信息的采集装置，所述采集装置都通过与所述工业生产设备相连的通讯装置与所述工业生产设备的远距离监视装置相连接，以将所述采集的工业生产设备运行的信息从所述工业生产设备传送到所述远距离监视装置，其特征在于所述工业生产设备的所述通讯装置都有将所述采集来的运行信息按照预定的格式进行结构化的第一格式装置，所述预定的格式与工业生产设备和采集的运行信息的性质无关；所述远距离监视装置包括至少一个远距离监视站，每个所述远距离监视站都有处理从每个工业生产设备上采集来的格式化的运行信息的处理装置。

根据一些特殊的实施方式，本设备可具有下述特征中的一个或多个：

-所述的处理装置包括用于识别来自一个具体的工业生产设备的处理过的格式化运行信息；

-每个监视站包括建立用于控制至少一个工业生产设备的控制数据的建立装置和将所述控制数据以一个预定的格式结构化的第二格式装置，所述格式与该被控制的工业生产设备的性质和所述控制数据的性质无关，还有将这样格式化的控制数据传送到与述及工业生产设备连接的通讯装置的传输装置，述及的通讯装置被连接到按照接收到的控制数据操纵工业生产设备的操纵装置；

-述及的信息采集装置能够采集不超过10个的压缩数目的工业生产设备运行基本信息；

-通讯装置包括一个装有一个程序的微型计算机，所述的程序能按照述及的预定格式将采集来的运行信息结构化，述及的微型计算机具有一个和数据传输网络耦合的接口，该数据传输网络与其它设备的通讯装置以及所述至少一个监视站相连接；

-述及的网络是一个电话网。

阅读后面的仅仅作为例子并参照附图所给出的描述将会更好地理解本发明，附图是：

-图1是根据本发明的设备的示意图；

-图2是监视设备的一般结构示意图；而

-图3是信息结构表格的一个示例的示意图。

图1中示出的监视设备用来监视3个工业场所，分别记做12、14、16。假定这些工业场所中的一个和另一个都相互隔开，即分布在一个国家的版图上或在一个大陆上。

所有这些工业场所使用不同性质的工业生产设备。这样，所述的监视设备应用于不同性质的设备的园区。

述及的工业场所12使用一个存储容器18，其中的装盛例如是液氮，图中没有画出该容器所供给的消耗液氮的设备。容器中有第一个传感器20A和第二个传感器20B，20A是高液位传感器，20B是低液位传感器，用来监测容器中的最高液位和最低液位。

所述的第一传感器和第二传感器都是用压强传感器构成的，在容器的顶部和底部进行测量，都和计算装置相连，用测出的两个压强来确定液位。

工业场所14使用一个冷却管道22，用于食品的冷冻或深冻。这个管道22有一个腔，传送装置从这边到那边穿过这个腔，要处理的产品在传送装置上循环。用冷却液体对管道腔供冷，例如用来自存储容器23的液氮供冷。

第一个传感器24A例如为一流量计，装在液氮供应管道上，用来测定在管道中使用致冷液体的量，并证明致冷液体的循环是正常的。第二个传感器24B装有传送装置上，特别用来确定其移动的速度。

工业场所16有一玻璃炉26，炉中燃烧器28燃烧来自存储容器30的可燃性气体。

第一个传感器32A是装在燃烧器28上，用来确定燃烧器的运行状态和消耗的可燃性气体的流量。第二个传感器32B装在炉腔内，用来确定炉内的温度。

由与各仪器相连的所有传感器所构成的信息采集装置都是用来提取关于仪器运行的缩小了个数的基本信息。这个信息个数例如小于100甚至小于10。

根据本发明，每个信息采集装置在每个场所和通讯装置相连，后者在图中用40标出。

图2示出述及的通讯装置40的结构。图中装在同一个仪器上的所有的传感器通用一个号码41标出。

这些通讯装置40上都有将从与之相连的仪器上采集下来的信息结构按照统一的结构结构化的类似装置40A。

在通讯装置40中还装有将这样结构化了的信息暂时存储的装置。这种装置将述及的信息存储到将之传输到监视装置时。下面描述监视装置。

将全部信息所组织成的统一的结构是和仪器的性质和采集的信息的性质无关的。

对于每个仪器，信息的结构具有如在图3中示意性地示出的表格，这个表格用42标出。

在该表的第一列44中列出所考察的传感器的名称，在第二列46中列出每个传感器在给定时刻所采集的数值或特征。

在图3中作为例子给出的表格42对应于工业场所16的通讯装置所生成的表。

在列44的第一行中列出传感器32A，用“流量#32A”标出，将这个传感器在给定时刻测得的值列入列46同一行中。等于22m³/h。

同样，第二个传感器用“温度#32B”标明，在给定时刻记录到温度的值为1200℃。

类似地，场所12的通讯装置40也按照一个表格给出数据的结构，表中列有两个液位传感器20A和20B的名称，以及这两个传感器的状态。

同样，场所14的通讯装置40所生成的表格中对于用传感器24A所采集的流量和对于用传感器24B所测量的传送装置的速度具有不同的名称。这个表中还有这两个传感器所测量的数值。

与每个仪器设备相联系的各个通讯装置40具有一个例如PC机型的微型计算机，计算机上装有和仪器上的传感器连接的接口。将一个和从仪器设备上采集到的信息结构相适应的同一个的程序加载到每个微型计算机中。

这个将各种信息按照统一的结构结构化的程序特别适于将从各传感器接收到的数值引入一个或多个表格中。

各个表格是在程序配置时由操作员预先确定的。配置这一步主要是在列入表中之前确定各传感器的名称，并将这样确定的变量和实际安装在所考察的设备上的传感器联系起来。

还有，述及的程序在配置时接收场所和设备的标识信息，而此后，在与该设备相联系的表中所再产生的标识信息都是为了对它的识别。

不管与通讯装置40相连的设备是什么，在仪器设备上所采集的信息都是用述及的程序按照统一的结构将之结构化的，结构的形式和采集到的信息的性质和信息的量没有关系。

这些这样结构化了的信息都暂时存储在与每个设备相连的通讯装置的微型计算机的存储器中。

还有，用于各通讯装置中的微型计算机都有一个与电话网络耦合的接口40B(图2)，在各图中用47标出。

根据本发明的设备还具有对在各个场所所安装的设备园区的远距离监视装置。

这些监视装置具有一些监视站，分布于区域的几个分开的场所。在图1中画出四个与分开的场所相连的监视站，分别用48、50、52和54标出。

每个监视站都有一个通过耦合接口与电话网47相连的微型计算机。图2示意性地示出一个监视站的结构，其中与电话网耦合的接口用56标出。

监视站48到54都具有在与本设备连接的一个或多个设备上采集到的统一结构的信息的信息使用装置58，这些信息使用装置都主要是由加载到构成监视站的微型计算机内的一个程序构成的。

如图2所示，对于所有的监视站，各个信息使用装置58都有对统一结构的信息处理的类似装置58A，在这些同样的装置58中都有对表42的阅读装置和分析装置，由装置58所做的处理和采集信息所在的仪器的性质无关，和采集的信息的性质无关。述及的处理主要对这个或这些不同表格的标识，特别是有关表的来源的和述及的表格在用作构成监视站的微型计算机的存储器中的存储。述及的存储形式与信息的性质无关，并能使监视站的其它程序使用这些信息。

信息使用装置58还有将来自信息处理装置58A的信息进行翻译的翻译装置58B。

和对统一结构的信息进行处理的装置58A相反，所有的翻译装置58B都是对于仪器类型专用的，其中的信息都来自考察的监视，并用于考察的监视。

这些装置58都是由加载到每个监视站的一个或多个程序构成的，这些程序例如都能将信息表示出来，以使操作员可以理解。这些装置还可以有根据接收到的信息启动报警过程的自动装置，例如发送一个声信号或者一个光信号，自动呼叫持手机的一个操作员，或者发送一个传真。

同一个监视站有多个翻译程序，以能使用来自不同性质的仪器的信息。这样，同一个监视站就能存取在任何与本设备相连的仪器上采集的信息。

这些监视站可有多个实体，为了说明，现在描述监视站48至54以及它们的信息使用装置。

在图1所示的设备中，假定站48是和一个液态气体分配中心相连。这样该监视站借助于根据本发明的设备为媒体，通过对由传感器20A和20B所采集的压强进行计算，就能保证监视与该设备相连的各个容器中的液位。

在工业场所12的情况下，例如，传感器20A和20B可以采集容器18的液位的信息。这些信息是在有规则的时间间隔内采集的，并由信息结构化装置40A按统一的结构将这些信息成形，并将之存储在与容器18连接的通讯装置40中。

根据监视站48的要求，将暂时存储了的结构化了的信息从通讯装置40传输到监视站48，后者就使用接收到的信息。为此，信息处理装置58A将信息存储在监视站的存储器中，信息的形式是翻译装置58B可使用的形式。翻译装置58B例如将信息显示在屏幕上，成为操作员可以访问的信息。

当容器中的液位低于某个预定的水平时，操作员查阅在监视站48中的所有可能的信息，决定派一辆卡车去对述及的容器补充液体。

尽管在图中没有画出，容器23和30上同样装有与相应场所的通讯装置40相连的液位传感器。

前述的通讯装置40还能够自己起动向监视站48发送一个警报。监视站48按照预先确定的标准通过相应的接口发散信息，所说的接口例如是传真机、电话或移动电文接收机或打印机。

监视站50是用来对安装在远处的各个场所的设备园区中的各个仪器所提供的服务开发票的。

和监视站48的方法相类似，监视站50能够询问各个场所的通讯装置40，以能收集包含由所有传感器所采集到的所有信息的表格。这些信息可以是任何性质的，然后用会计专用的翻译装置58B处理。这些翻译装置，根据信息来源的设备，对信息进行不同的翻译。

人们知道，特别是借助于设备所使用的液体流量，或者设备中传送装置循环的速度，才能进行会计操作，为设备所提供的服务开发票。

这样，不管是什么样的设备类型，不管采集来的是什么信息类型，都使用统一的信息结构，这就能使唯一的监视站50进行开票，并分析不同性质的设备所生产的服务产品。

监视站52安装在管理整个园区的所有设备的公司总部，它可以咨询整个设备园区所采集到的所有的信息。

这可以在每个工业场所实施信息结构化装置，在各个通讯装置40中的将信息按照同一个统一的结构结构化。

实际上，不管在设备上采集到的是什么信息，其结构都是相似的，不管是在哪个监视站都能读出这些信息，这些监视站都具有将这样结构化了的信息进行处理的类似装置58A。

监视站54是安装在不同设备的维修单元，这个站中的信息使用装置58具有有关各个设备运行情况的信息咨询装置，以能觉察通常的故障或停机。

另外，所有监视站的整体或者其中只有某一些具有与监视设备的设备相连远距离控制装置60。

各个控制装置60主要都是用加载到构成监视站的微型计算机内的一个程序来实施的。图2画出这些控制装置，其中有控制数据的建立装置60，用于一个或多个与本设备相连的设备。这些装置60A特别能够确定这些设备的控制命令。这些控制命令可以由操作员直接在一个键盘上获得，或者根据相应仪器上的采集来的信息按照某一种规定的算法自动计算得出。

作为变种，述及的命令可以表示成为控制一个设备停止，或重新启动这个设备，特别是在因为故障而停机以后。

所有的控制装置60中还都有将这样建立的控制数据按照统一结构作结构化的类似装置68B。述及的统一结构和要控制的设备的性质无关，和控制数据无关。

例如，控制数据结构化装置60B都能生成在形式上大体和图3中所示出的表格相同的表格。表格的第一列列出所能控制的仪器设备的运行参数的名称，表的第二列列出命令的数值，构成与这个参数相关的控制数据。

与网络耦合的接口56中有将这样结构化了的控制数据传向要控制的设备的传输装置。

还有，每个可以受到控制的设备都和控制数据的处理装置62相关，这些控制数据的处理装置对于所有的设备都是类似的，都用一个程序的形式集成在通讯装置40中。

特别是这些控制数据的处理装置62都是能够从用统一的方式结构化了的控制数据中提取控制命令，并将这些控制命令传输给设备操纵装置64。

这些操纵装置64对于所考察的设备都是专用的，例如都是用可编程的自动装置构成的，保证设备能按控制数据而操纵。

人们知道，使用这样的设备，可以从不管哪一个装有控制装置的监视站出发来决定控制数据，并将控制数据传送到该设备上一个设备以改变其运行。

事实上，不管是什么类型的设备，不管应该传送的控制数据的性质是什么，各结构化装置60B将数据按照统一的结构结构化，述及的结构可以为到达的设备上的处理装置62所翻译。

这些数据最终为被控制的设备上的专用的操纵装置64所执行。

在这里所描述的例子中，每个监视站已访问本设备的所有仪器设备的通讯装置，然而这个访问可以由使用访问码，或者通过废除所应用的任何程序的某些功能来减少到监视站连接的可能性来加以限制。

众所周知，尽管每个监视站和每个通讯装置40的处理能力较来自采集装置的处理了的信息的压缩了的数目超过很多，而安装这样的监视设备的价格是有限制的。事实上，对所有的设备和所有的监视站使用同一个信息结构和控制数据结构，能在设备中使用标准器件，只需要一个简单的配置，而不再需要对所有的器件都要根据设备和监视的应用而完全重新确定。

还有，本设备可以对于多种监视应用，特别是对于在不同类型的设备上进行的多种应用，使用同一个监视站。

还有，和一个设备相关的所有相同的通讯装置40都可用于多个监视应用，并特别是来自多个监视站的多个应用。

Claims (6)

1.一种远距离监视至少两个不同性质的工业生产设备(18，22，26)园区的设备，其中每个工业生产设备包括采集关于该工业生产设备运行的信息的采集装置，所述采集装置都通过与所述工业生产设备相连的通讯装置与所述工业生产设备的远距离监视装置相连接，以将所述采集的工业生产设备运行的信息从所述工业生产设备传送到所述远距离监视装置，其特征在于所述工业生产设备的所述通讯装置(40)都有将所述采集来的运行信息按照预定的格式进行结构化的第一格式装置(40A)，所述预定的格式与工业生产设备和采集的运行信息的性质无关；所述远距离监视装置包括至少一个远距离监视站(48，50，52，54)，每个所述远距离监视站都有处理从每个工业生产设备上采集来的格式化的运行信息的处理装置。

2.根据权利要求1的远距离监视设备，其特征在于所述的处理装置包括用于识别来自一个具体的工业生产设备的处理过的格式化运行信息。

3.根据权利要求1的远距离监视设备，其特征在于每个监视站(48、50、52、54)包括建立用于控制至少一个工业生产设备的控制数据的建立装置和将所述控制数据以一个预定的格式结构化的第二格式装置，所述格式与该被控制的工业生产设备的性质和所述控制数据的性质无关，还有将这样格式化的控制数据传送到与述及工业生产设备连接的通讯装置的传输装置，述及的通讯装置被连接到按照接收到的控制数据操纵工业生产设备的操纵装置(62、64)。

4.根据权利要求1的远距离监视设备，其特征在于述及的信息采集装置能够采集不超过10个的压缩数目的工业生产设备运行基本信息。

5.根据权利要求1的远距离监视设备，其特征在于通讯装置包括一个装有一个程序的微型计算机，所述的程序能按照述及的预定格式将采集来的运行信息结构化，述及的微型计算机具有一个和数据传输网络耦合的接口，该数据传输网络与其它设备的通讯装置(40)以及所述至少一个监视站相连接。

6.根据权利要求5的远距离监视设备，其特征在于述及的网络是一个电话网。

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