CN111240294A - 一种用于工业自动化的仪表控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于工业自动化的仪表控制系统，包括人机交互界面模块，组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块，所述的组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块分别于人机交互界面模块相连接；所述的状态监视模块和错误报警模块分别与数据管理模块相连接；所述的人机交互界面模块设置有参数设置模块；所述的数据管理模块设置有打印输出模块。本发明能够兼容多种不同型号的仪表仪器，实现自动化的工业控制，特别是在发生故障时，能迅速有效的进行应急反应；只允许有权限的操作人员对系统工作参数进行调整或修改，并通过口令系统和设置操作权限防止非相关人员随意变更系统参数，以提高系统安全性。
Description
技术领域
本发明属于工业仪表自动控制技术领域，尤其涉及一种用于工业自动化的仪表控制系统。
背景技术
工业生产过程自动化系统经过长期不断的发展，特别是在充分利用计算机技术的基础上取得很大的进步，在生产过程中已发挥其重要作用，成为生产过程安全稳定自动化运行不可缺少的工具。工业自动化就是工业生产中的各种参数为控制目的，实现各种过程控制，在整个工业生产中，尽量减少人力的操作，而能充分利用动物以外的能源与各种资讯来进行生产工作，即称为工业自动化生产。
工业自动控制系统通过工业控制计算机对传感器及局域网所采集的各种信息的归纳、分析、整理，实现信息管理与自动控制的一体化并通过权限认证确保了信息的安全。从工业自动化仪表的发展趋势看，智能化是其核心部分，所谓智能化表现在其具有多种新功能。例如过去当流量仪表需要进行温度，压力的补偿时需要分别测量流量，温度和压力的三台变送器，并且需要运算器来计算，而现在一台智能化的流量变送器就可以包揽这一任务；又如一台智能化执行器，由于具有多种的自诊断功能，过去控制的算法，只能由调节器或DCS来完成，如今一台智能化的变送器或者执行器，只要值入PID模块，就可以与有关的现场仪表在一起，在现场实现自主调节，从而实现控制的彻底分散，从而减轻了DCS主机的负担，使调节理加及时，并提高整个系统的可靠性。
工业仪表是用量极大的电气设备，由于使用单位的建设总是按照自身的条件逐步增加设备的，而仪表的生产厂家也总是按照这些企事业的要求来配置仪表的，再加上各仪表生产厂家出于技术保密等原因的考虑，最终使工业仪表形成生产厂家众多、品种繁多、用量巨大、标准不一，各行各业用户对仪表的操作及维护人员多、人力浪费严重、仪表兼容性差、重复投资利用率不高，不利于降低仪表价格、不利于仪表的发展和更新。
另外，中国专利公开号为CN107942985A，发明创造名称为一种用于工业生产的自动化控制系统，包括工业计算机、工业控制模块、可编程序控制器和调速器，所述工业计算机通过人机界面与可编程序控制器、传感器和编码器连接，所述工业计算机通过端口与工业控制模块、数据库模块、数据分析模块、运动控制和通信连接器连接，所述工业计算机通过开关与接触器、继电器、压力器仪表、温度器仪表和流量器仪表连接。但是现有的工业仪表控制系统还存在着不能够进行实时的移动监测控制，在发生故障时应急反应较迟钝和不便于针对不同型号仪表进行兼容控制的问题。
由鉴于此，发明一种用于工业自动化的仪表控制系统是非常必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于工业自动化的仪表控制系统，以解决现有的工业仪表控制系统不能够进行实时的移动监测控制，在发生故障时应急反应较迟钝和不便于针对不同型号仪表进行兼容控制的问题。一种用于工业自动化的仪表控制系统，包括人机交互界面模块，组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块，所述的组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块分别于人机交互界面模块相连接；所述的状态监视模块和错误报警模块分别与数据管理模块相连接；所述的人机交互界面模块设置有参数设置模块；所述的数据管理模块设置有打印输出模块；所述的状态监视模块包括系统故障检测与诊断模块。
优选的，所述的系统故障检测与诊断模块包括故障检测模块，故障分离模块，故障评价模块和故障决策模块；所述的故障检测模块，故障分离模块，故障评价模块和故障决策模块相互之间连接设置。
优选的，所述的一种用于工业自动化的仪表控制系统的硬件设备包括总控制台，打印机，移动巡检控制设备，分控制台，通讯控制柜和仪表仪器，所述的仪表仪器与通讯控制柜电性连接；所述的总控制台和分控制台分别于通讯控制柜电性连接；所述的总控制台与打印机电性连接；所述的移动巡检控制设备分别与总控制台和分控制台电性连接。
优选的，所述的打印输出模块与打印机相连接。
优选的，所述的移动巡检控制设备通过WiFi或者移动网络与总控制台和分控制台相连接。
优选的，所述的错误报警模块对于从状态监视模块输入的错误报警采用多媒体方式(视频、语音)进行报警、及时通知组态控制模块，确保安全，并分析故障点，以供参考。
优选的，所述的参数设置模块包含权限认证，只允许有权限的操作人员对系统工作参数进行调整或修改，并通过口令系统和设置操作权限防止非相关人员随意变更系统参数，以提高系统安全性。
优选的，所述的仪表仪器设置有多个；所述的仪表仪器的参数通过参数设置模块进行录入登记。
优选的，所述的数据分析模块主要完成从预报系统中提取数据并进行分析，分析由下位机采集并传输给上位机的各分支电流值、电压值和光照度值。
优选的，所述的打印输出模块可以从历史数据库中提取用户所需数据，并据用户要求进行均值、最大最小值、求和等运算，并填充至规定格式的报表栏目中；所述的打印输出模块可以输出Word、Excel和JPG的一种或多种格式。
优选的，所述的移动巡检控制设备包括手机和平板电脑；所述的移动巡检控制设备包括Android系统的手机和IOS系统的手机。
优选的，所述的人机交互界面模块内设置有PLC控制器；所述的人机交互界面模块的屏幕为液晶显示屏。
优选的，所述的故障决策模块与错误报警模块和打印输出模块相连接。
优选的，所述的故障评价模块与打印输出模块相连接。
优选的，所述的数据库模块包括数据创建、数据表创建和数据表约束，且数据创建与参数设置模块相连接；所述的数据库模块采用的数据库为Oracle，ACCESS或者MySQL。
优选的，所述的人机交互界面模块基本基于WINDOWS平台。
优选的，所述的故障检测模块是大型可编程控制器，其输入输出点数大于1024。
优选的，所述的仪表仪器包含温度仪表仪器，流量仪表仪器和压力仪表仪器。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：能够兼容多种不同型号的仪表仪器，实现自动化的工业控制，特别是在发生故障时，能迅速有效的进行应急反应；通过人机交互界面模块让操作人员通过界面上的各个仿真按钮或开关图素进行操作控制，并用各种图素属性的变化来直观反映操作效果和现场状态；状态监视模块主要判断采集的电流、电压值是否在界限以内，如过界则输出报警到错误报警模块；遇到网络故障、PLc供电不良、各支路控制不正常等情况，输出报警到错误报警模块；只允许有权限的操作人员对系统工作参数进行调整或修改，并通过口令系统和设置操作权限防止非相关人员随意变更系统参数，以提高系统安全性；日常信息可以实时的传输到移动巡检控制设备上，不受距离的限制，移动巡检控制设备包括Android系统的手机和IOS系统的手机，满足市场多数移动设备的使用，增加了控制的灵活性和便捷性，节约了工业生产的成本。
附图说明
图1是本发明用于工业自动化的仪表控制系统的结构示意图；
图2是本发明的系统故障检测与诊断模块的结构示意图；
图3是本发明的实施例硬件连接的示意图；
图4是本发明的应急响应状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1所示，本发明提供一种用于工业自动化的仪表控制系统，包括人机交互界面模块，组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块，所述的组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块分别于人机交互界面模块相连接；所述的状态监视模块和错误报警模块分别与数据管理模块相连接；所述的人机交互界面模块设置有参数设置模块；所述的数据管理模块设置有打印输出模块；所述的状态监视模块包括系统故障检测与诊断模块。
如附图2所示，上述实施方案中，具体的，所述的系统故障检测与诊断模块包括故障检测模块，故障分离模块，故障评价模块和故障决策模块；所述的故障检测模块，故障分离模块，故障评价模块和故障决策模块相互之间连接设置。
如附图3所示，上述实施方案中，具体的，所述的一种用于工业自动化的仪表控制系统的硬件设备包括总控制台，打印机，移动巡检控制设备，分控制台，通讯控制柜和仪表仪器，所述的仪表仪器与通讯控制柜电性连接；所述的总控制台和分控制台分别于通讯控制柜电性连接；所述的总控制台与打印机电性连接；所述的移动巡检控制设备分别与总控制台和分控制台电性连接；所述的移动巡检控制设备包括Android系统的手机和IOS系统的手机。
上述实施方案中，具体的，所述的打印输出模块与打印机相连接。
上述实施方案中，具体的，所述的移动巡检控制设备通过WiFi或者移动网络与总控制台和分控制台相连接。
上述实施方案中，具体的，所述的错误报警模块对于从状态监视模块输入的错误报警采用多媒体方式(视频、语音)进行报警、及时通知组态控制模块，确保安全，并分析故障点，以供参考。
上述实施方案中，具体的，所述的人机交互界面模块内设置有PLC控制器；所述的人机交互界面模块的屏幕为液晶显示屏。
上述实施方案中，具体的，所述的参数设置模块包含权限认证，只允许有权限的操作人员对系统工作参数进行调整或修改，并通过口令系统和设置操作权限防止非相关人员随意变更系统参数，以提高系统安全性。
上述实施方案中，具体的，所述的仪表仪器设置有多个；所述的仪表仪器的参数通过参数设置模块进行录入登记。
上述实施方案中，具体的，所述的数据分析模块主要完成从预报系统中提取数据并进行分析，分析由下位机采集并传输给上位机的各分支电流值、电压值和光照度值。
上述实施方案中，具体的，所述的数据管理模块采用开发平台内嵌的报表和数据库管理系统。可实现实时数据和历史数据的数据查询、向报表输出模块提出报表的生成和打印请求。
上述实施方案中，具体的，所述的打印输出模块可以从历史数据库中提取用户所需数据，并据用户要求进行均值、最大最小值、求和等运算，并填充至规定格式的报表栏目中；所述的打印输出模块可以输出Word、Excel和JPG的一种或多种格式。
上述实施方案中，具体的，所述的人机交互界面模块它所要实现的功能就是让操作人员通过界面上的各个仿真按钮或开关图素进行操作控制，并用各种图素属性的变化来直观反映操作效果和现场状态。
上述实施方案中，具体的，所述的故障检测模块尽可能早地检测出超过预定范围的影响输出的过程参数过程状态或特征量。
上述实施方案中，具体的，所述的故障检测模块是大型可编程控制器，其输入输出点数大于1024。
上述实施方案中，具体的，所述的故障分离模块根据检测到的故障信息，寻找故障源，确定故障部位及类型。
上述实施方案中，具体的，所述的故障评价模块根据故障源的部位，分析估计故障对系统性能指标功能的影响，给出故障等级。
上述实施方案中，具体的，所述的故障决策模块根据故障评价的等级，对系统作出早期报警、紧急报警、修改操作或控制，甚至停机进行维修等相应决定。
上述实施方案中，具体的，所述的仪表仪器包含温度仪表仪器，流量仪表仪器和压力仪表仪器。
上述实施方案中，具体的，所述的故障评价模块与打印输出模块相连接。
上述实施方案中，具体的，所述的数据库模块包括数据创建、数据表创建和数据表约束，且数据创建与参数设置模块相连接；所述的数据库模块采用的数据库为Oracle，ACCESS或者MySQL。
上述实施方案中，具体的，所述的人机交互界面模块基本基于WINDOWS平台。
上述实施方案中，具体的，所述的故障决策模块与错误报警模块和打印输出模块相连接。
本发明在使用时，巡检控制人员通过配套的移动巡检控制设备，利用WiFi或者移动网络，对仪表仪器的工作状态进行实时的控制，不受距离的限制，移动巡检控制设备包括Android系统的手机和IOS系统的手机，满足市场多数移动设备的使用，增加了控制的灵活性和便捷性，节约了工业生产的成本；为了兼容不同型号的仪表仪器，通过人机交互界面模块和参数设置模块进行参数的设置，从而根据需要对数据库模块内的数据进行比对，达到对不同型号仪表仪器控制的目的；在发生意外紧急情况时，故障检测模块首先检测到紧急情况，并触发故障分离模块，并根据紧急情况的不同触发故障评价模块或者是组态控制模块进行数据的传输，从而启动故障决策模块进而启动错误报警模块，进行紧急情况的报警，最终对仪表仪器进行紧急制动，保证工业生产的安全；日常信息可以实时的传输到移动巡检控制设备上，增加了控制的灵活性和便捷性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，该用于工业自动化的仪表控制系统，包括人机交互界面模块，组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块，所述的组态控制模块，状态监视模块，错误报警模块和数据管理模块分别于人机交互界面模块相连接；所述的状态监视模块和错误报警模块分别与数据管理模块相连接；所述的人机交互界面模块设置有参数设置模块；所述的数据管理模块设置有打印输出模块；所述的状态监视模块包括系统故障检测与诊断模块。
2.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的系统故障检测与诊断模块包括故障检测模块，故障分离模块，故障评价模块和故障决策模块；所述的故障检测模块，故障分离模块，故障评价模块和故障决策模块相互之间连接设置。
3.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的一种用于工业自动化的仪表控制系统的硬件设备包括总控制台，打印机，移动巡检控制设备，分控制台，通讯控制柜和仪表仪器，所述的仪表仪器与通讯控制柜电性连接；所述的总控制台和分控制台分别于通讯控制柜电性连接；所述的总控制台与打印机电性连接；所述的移动巡检控制设备分别与总控制台和分控制台电性连接。
4.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的人机交互界面模块内设置有PLC控制器；所述的人机交互界面模块的屏幕为液晶显示屏。
5.如权利要求3所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的移动巡检控制设备通过WiFi或者移动网络与总控制台和分控制台相连接。
6.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的错误报警模块对于从状态监视模块输入的错误报警采用多媒体方式(视频、语音)进行报警、及时通知组态控制模块，确保安全，并分析故障点，以供参考。
7.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的参数设置模块包含权限认证，只允许有权限的操作人员对系统工作参数进行调整或修改，并通过口令系统和设置操作权限防止非相关人员随意变更系统参数，以提高系统安全性。
8.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的数据分析模块主要完成从预报系统中提取数据并进行分析，分析由下位机采集并传输给上位机的各分支电流值、电压值和光照度值。
9.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的打印输出模块可以从历史数据库中提取用户所需数据，并据用户要求进行均值、最大最小值、求和等运算，并填充至规定格式的报表栏目中；所述的打印输出模块可以输出Word、Excel和JPG的一种或多种格式；所述的数据库模块包括数据创建、数据表创建和数据表约束，且数据创建与参数设置模块相连接；所述的数据库模块采用的数据库为Oracle，ACCESS或者MySQL。
10.如权利要求1所述的用于工业自动化的仪表控制系统，其特征在于，所述的移动巡检控制设备通过WiFi或者移动网络与总控制台和分控制台相连接；所述的移动巡检控制设备包括Android系统的手机和IOS系统的手机。
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