CN111641711B - 一种超纯水设备语音播报系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超纯水设备语音播报系统,包括PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置;OPC服务器接收PLC控制器提供的设备运行数据生成语音播报任务;OPC客户端获取OPC服务器的语音播报任务;语音播报装置用于根据OPC客户端的语音播报任务列队进行实时语音播报;本发明采用OPC技术,不必过多硬件投入,实现设备的语音播报;OPC服务器不断向PLC进行实时数据的访问读取,并且即使数据值和质量戳都没有发生变化,时间戳也会进行更新,使得经过OPC客户端输出的播报任务通过语音播报时具有实时性;这样在进行设备巡查时,巡检人员可以在接听语音播报的同时检查超纯水设备的就地仪表,可以更加准确且快速的检查超纯水设备运行情况。
Description
技术领域
本发明涉及超纯水设备技术领域,具体而言,为一种超纯水设备语音播报系统。
背景技术
随着科技的进步以及物联网的发展,智能化成为了未来科技发展的趋势;工业作为社会经济的一大主体,推动着社会的进步,其科技的发展也朝智能化的方向发展,超纯水设备作为工业配套设备,其自动化控制已经成熟,将超纯水设备控制系统连入厂区DCS系统或者MES系统已经是超纯水设备的常规配置,在如今的大信息时代,超纯水设备的自动控制也必将会随着工业的智能化发展而改变,但是目前超纯水设备的智能化控制还没有真正开始。
就目前的超纯水设备而言,当用户巡查设备时,既需要观看设备的控制画面,又要实地检查设备的就地仪表,二者不能同时观看,所以设备的巡检缺少准确性。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种超纯水设备语音播报系统,使得巡检人员可以在接听语音播报的同时检查超纯水设备的就地仪表,可以更加准确且快速的检查超纯水设备运行情况。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
第一方面,本发明提供了一种超纯水设备语音播报系统,包括用于对所述超纯水设备控制的PLC控制器;还包括OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置;所述PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置依次通信和/或电连接;其中
所述OPC服务器:用于搭载在上位机内,接收PLC控制器提供的超纯水设备运行数据,并生成语音播报任务;
所述OPC客户端:用于搭载在所述语音播报装置的控制器内,获取所述OPC服务器的语音播报任务,并列队处理;
所述语音播报装置,用于根据OPC客户端的语音播报任务列队进行实时语音播报。
进一步的,上述的超纯水设备语音播报系统中,包括PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置之间通过Modbus RS485协议进行通讯。
进一步的,上述的超纯水设备语音播报系统中,OPC服务器内设有数据缓冲区,数据缓冲区中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;所述时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。
进一步的,上述的超纯水设备语音播报系统中,所述OPC服务器和OPC客户端构成OPC体系,OPC体系包括OPC服务器、OPC组和数据项;
其中,所述OPC服务器是OPC组对象的容器;每个OPC组具有本组的所有信息,并逻辑组织所述数据项;所述数据项提供具体的装置运行参数,用于控制语音播报装置的运行。
进一步的,上述的超纯水设备语音播报系统中,所述语音播报装置包括依次电路连接的控制器、数模转换器、信号放大器以及扬声器;其中所述控制器中加载所述OPC客户端,与OPC服务器通信。
进一步的,上述的超纯水设备语音播报系统中,OPC服务器的主任务状态机管理网络消息发送任务的任务列队,向PLC控制器发送网络消息请求数据;然后OPC服务器接收到PLC控制器的消息,根据接收任务形成任务队列,主任务状态机维护该队列,从队列中读取网络指令,获取超纯水设备的各项运行参数存在所述数据缓冲区,继而添加语音任务采用异步操作发送到对应的OPC客户端。
第二方面,本发明提供了一种超纯水设备语音播报实现方法,包括
建立OPC体系,用于设置在超纯水设备的PLC控制器与语音播报装置之间;
OPC体系包括OPC服务器和OPC客户端,其中
所述OPC服务器:用于搭载在上位机内,接收PLC控制器提供的超纯水设备运行数据,并生成语音播报任务;
所述OPC客户端:用于搭载在所述语音播报装置的控制器内,获取所述OPC服务器的语音播报任务,以控制所述语音播报装置进行实施语音播报。
进一步的,上述的超纯水设备语音播报实现方法中,所述OPC服务器内设有数据缓冲区,数据缓冲区中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;所述时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。
第三方面,本发明提供了一种OPC服务器,包括处理器和存储器,存储器中存储有程序,程序被处理器运行时,执行:
接收超纯水设备的PLC控制器提供的运行数据,并生成语音播报任务,采用异步操作发送到OPC客户端。
进一步的,上述的OPC服务器中,所述OPC服务器内设有数据缓冲区,数据缓冲区中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;所述时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
本发明超纯水设备语音播报系统采用OPC技术,不必过多硬件投入,实现PLC控制器到语音播报装置的数据传输和处理,OPC服务器不断向PLC进行实时数据的访问读取,并且即使数据值和质量戳都没有发生变化,时间戳也会进行更新,使得经过OPC客户端输出的播报任务通过语音播报时具有实时性;这样在进行设备巡查时,巡检人员可以在接听语音播报的同时检查超纯水设备的就地仪表,可以更加准确且快速的检查超纯水设备运行情况;而且基于本发明超纯水设备语音播报系统,利于延伸到超纯水设备机器人的研发,具有更广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明超纯水设备语音播报系统在一个具体实施例中的结构框图;
图2为本发明OPC体系结构图;
图3为图1所示系统内执行语音播报任务的流程图。
图4为图1所示语音播报装置的逻辑框图;
图5为本发明一种OPC服务器的逻辑框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1所示,一种超纯水设备语音播报系统,包括依次通信和/或电连接的PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置;
所述PLC控制器:用于对所述超纯水设备的控制;
所述OPC服务器:用于搭载在上位机内,接收PLC控制器提供的超纯水设备运行数据,并生成语音播报任务;
所述OPC客户端:用于搭载在所述语音播报装置的控制器内,获取所述OPC服务器的语音播报任务,并列队处理;
所述语音播报装置,用于根据OPC客户端的语音播报任务列队进行实时语音播报。
本发明播报系统采用OPC技术,实现超纯水系统语音播报的实时性,以补超纯水领域中设备语音播报的空白。
本发明给出的一个具体实施例中,整个语音播报系统内使用Modbus RS485协议进行PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置之间的通信。
其中,PLC控制器采用的型号为Siemens S7-200PLC,在实时模式下具有速度快、具有网络通讯能力和较高的处理能力的特点。OPC服务器所在上位机为Windows PC机。本发明整个系统采用Modbus通信协议,可以允许多个设备(PLC控制器、上位机和OPC客户端等)连接在同一个网络上进行通信,接口方式均为RS485,以实现超纯水设备就地仪表输出信号的联网;系统中OPC服务器、OPC客户端的编程语言采用支持可视化编程的VB语言,分别搭载在上位机和语音播报装置控制器内,采用自动化接口连接,硬件设备方面投入的成本低,且更加适合工业设备的控制。该OPC服务器和OPC客户端的数据交互形式为异步方式,使系统可以处理大量数据,这样通过采用OPC技术,利用OPC客户端控制语音播报装置,可以实现超纯水设备的语音播报实时性。
具体工作时,所述PLC控制器对超纯水设备进行控制,具有整个超纯水设备的实时运行数据,包括就地仪表的数据等。
在上位机端的OPC服务器以设定的速率不断同PLC控制器进行数据交互,OPC服务器是数据源,通过以太网读取PLC控制器的IO数据运行状态,并将IO组态的数据传递给OPC客户端(client)。
所述OPC服务器内有一个数据缓冲区,其中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;数据质量戳表明数据的可靠度,在数据读取时自行产生;时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。OPC服务器对数据的读取是不断进行的,时间戳也在不断更新,这样即使数据值和质量戳都没有发生变化,时间戳也会进行更新,继而达到超纯水设备语音播报的实时性。
具体的,参见图2所示的OPC体系(即OPC服务器和客户端构成的体系)的结构图,从逻辑上包括:OPC服务器、OPC组、数据项;“OPC服务器”为软件系统,采用VB编程语言根据控制逻辑人工编程实现,“OPC服务器”所在的机器即为上位机,支持自动化接口,是“OPC组”的容器;每个“OPC组”拥有本组的所有信息,并逻辑组织“数据项”,“数据项”提供具体的装置运行参数。所述OPC客户端采用VB编程语言实现,连接所述OPC服务器,作为OPC组(即OPC组对象),建立数据项,用于控制后续装置的运行。
结合图3,工作时,控制现场超纯水设备的PLC控制器与OPC服务器所在上位机进行网络交互:OPC服务器的主任务状态机管理网络消息发送任务的任务列队,向PLC控制器发送网络消息请求数据;然后OPC服务器接收到PLC控制器的消息(读取的超纯水设备运行状态IO数据),根据接收任务形成任务列队,主任务状态机维护该队列,从队列中读取网络指令(消息);获取超纯水设备的各项运行参数存在所述数据缓冲区,继而添加语音任务到对应的OPC客户端(即OPC组对象)。各语音任务采用异步操作对应发送到各OPC客户端。
OPC客户端生成语音任务任务队列,根据队列输出数字信号并经过D/A信号转换,输出电信号,电信号进入语音播报装置,经由信号放大器进入播报装置传输出来。
如图4所示的,所述语音播报装置包括控制器、数模转换器、信号放大器以及扬声器,控制器中加载所述OPC客户端,与OPC服务器通信,接收任务指令,形成任务队列,输出数字信号经过数模转换器转换为模拟信号,进入信号放大器处理,最终由所述扬声器播报语音。
本发明超纯水设备语音播报系统采用OPC技术,不必过多硬件投入,实现PLC控制器到语音播报装置的数据传输和处理,OPC服务器不断向PLC进行实时数据的访问读取,并且即使数据值和质量戳都没有发生变化,时间戳也会进行更新,使得经过OPC客户端输出的播报任务通过语音播报时具有实时性;这样在进行设备巡查时,巡检人员可以在接听语音播报的同时检查超纯水设备的就地仪表,可以更加准确且快速的检查超纯水设备运行情况;而且基于本发明超纯水设备语音播报系统,利于延伸到超纯水设备机器人的研发,具有更广阔的应用前景。
实施例2
本发明还提供了一种超纯水设备语音播报实现方法,包括
建立OPC体系,用于设置在超纯水设备的PLC控制器与语音播报装置之间;
参考图2-3所示,OPC体系包括OPC服务器和OPC客户端,其中
所述OPC服务器:用于搭载在上位机内,接收PLC控制器提供的超纯水设备运行数据,并生成语音播报任务;
所述OPC客户端:用于搭载在所述语音播报装置的控制器内,获取所述OPC服务器的语音播报任务,以控制所述语音播报装置进行实施语音播报。
所述OPC服务器和OPC客户端通过VB编程语言根据工作逻辑编写,二者所在设备采用Modbus RS485协议进行网络通信。该OPC服务器和OPC客户端的数据交互形式为异步方式,使系统可以处理大量数据。
该OPC服务器和OPC客户端的数据交互形式为异步方式,使系统可以处理大量数据,这样通过采用OPC技术,利用OPC客户端控制语音播报装置,可以实现超纯水设备的语音播报实时性。所述OPC服务器内有一个数据缓冲区,其中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;数据质量戳表明数据的可靠度,在数据读取时自行产生;时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。OPC服务器对数据的读取是不断进行的,时间戳也在不断更新,这样即使数据值和质量戳都没有发生变化,时间戳也会进行更新,继而达到超纯水设备语音播报的实时性。
具体的,参见图2所示的OPC体系的结构图,从逻辑上包括:OPC服务器、OPC组、数据项;“OPC服务器”为软件系统,采用VB编程语言根据控制逻辑人工编程实现,“OPC服务器”所在的机器即为上位机,支持自动化接口,是“OPC组”的容器;每个“OPC组”拥有本组的所有信息,并逻辑组织“数据项”,“数据项”提供具体的装置运行参数。所述OPC客户端采用VB编程语言实现,连接所述OPC服务器,作为OPC组(即OPC组对象),建立数据项,用于控制后续装置的运行。
结合图3,工作时,控制现场超纯水设备的PLC控制器与OPC服务器所在上位机进行网络交互:OPC服务器的主任务状态机管理网络消息发送任务的任务列队,向PLC控制器发送网络消息请求数据;然后OPC服务器接收到PLC控制器的消息(读取的超纯水设备运行状态IO数据),根据接收任务形成任务列队,主任务状态机维护该队列,从队列中读取网络指令(消息);获取超纯水设备的各项运行参数存在所述数据缓冲区,继而添加语音任务到对应的OPC客户端(即OPC组对象)。各语音任务采用异步操作对应发送到各OPC客户端。
OPC客户端生成语音任务任务队列,根据队列输出数字信号并经过D/A信号转换,输出电信号,电信号进入语音播报装置,经由信号放大器进入播报装置传输出来。
本发明方法基于本发明实施例1中的超纯水设备语音播报系统实现,采用VB编程建立的OPC体系,实现超纯水设备的实时语音播报,方便巡查人员的工作。
实施例3
本发明还提供了一种OPC服务器,如图5所示,包括处理器和存储器,存储器中存储有程序,程序被处理器运行时,执行:
接收超纯水设备的PLC控制器提供的运行数据,并生成语音播报任务,采用异步操作发送到OPC客户端。
OPC服务器的程序采用VB编程语言,与OPC客户端通过自动化接口进行异步数据传输。该OPC服务器为上述实施例2中构成OPC体系的所述服务器,其程序执行的工作流程与原理,可对应参考上述实施例2的相关描述,此处不在赘述。
其中存储器中有一个数据缓冲区,其中存有最新的数据值、数据质量截和时间戳。时间戳表明服务器最近一次从设备读取数据的时间。服务器对数据的读取是不断进行的,时间戳也在不断更新。即使数据值和质量戳都没有发生变化,时间戳也会进行更新,这样传输到OPC客户端的语音播报任务具有实时性,继而可以达到超纯水系统语音播报的实时性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种超纯水设备语音播报系统,包括用于对所述超纯水设备控制的PLC控制器;其特征在于,还包括OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置;所述PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置依次通信和/或电连接;其中
所述OPC服务器:用于搭载在上位机内,接收PLC控制器提供的超纯水设备运行数据,并生成语音播报任务;
所述OPC客户端:用于搭载在所述语音播报装置的控制器内,获取所述OPC服务器的语音播报任务,并列队处理;
所述语音播报装置,用于根据OPC客户端的语音播报任务列队进行实时语音播报;
OPC服务器内设有数据缓冲区,数据缓冲区中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;所述时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。
2.根据权利要求1所述的超纯水设备语音播报系统,其特征在于,包括PLC控制器、OPC服务器、OPC客户端以及语音播报装置之间通过Modbus RS485协议进行通讯。
3.根据权利要求1所述的超纯水设备语音播报系统,其特征在于,所述OPC服务器和OPC客户端构成OPC体系,OPC体系包括OPC服务器、OPC组和数据项;
其中,所述OPC服务器是OPC组对象的容器;每个OPC组具有本组的所有信息,并逻辑组织所述数据项;所述数据项提供具体的装置运行参数,用于控制语音播报装置的运行。
4.根据权利要求1-3任一项所述的超纯水设备语音播报系统,其特征在于,所述语音播报装置包括依次电路连接的控制器、数模转换器、信号放大器以及扬声器;其中所述控制器中加载所述OPC客户端,与OPC服务器通信。
5.根据权利要求4所述的超纯水设备语音播报系统,其特征在于,OPC服务器的主任务状态机管理网络消息发送任务的任务列队,向PLC控制器发送网络消息请求数据;然后OPC服务器接收到PLC控制器的消息,根据接收任务形成任务队列,主任务状态机维护该队列,从队列中读取网络指令,获取超纯水设备的各项运行参数存在所述数据缓冲区,继而添加语音任务采用异步操作发送到对应的OPC客户端。
6.一种超纯水设备语音播报实现方法,其特征在于:包括
建立OPC体系,用于设置在超纯水设备的PLC控制器与语音播报装置之间;
OPC体系包括OPC服务器和OPC客户端,其中
所述OPC客户端:用于搭载在所述语音播报装置的控制器内,获取所述OPC服务器的语音播报任务,以控制所述语音播报装置进行实施语音播报。
7.根据权利要求6所述的超纯水设备语音播报实现方法,其特征在于,所述OPC服务器内设有数据缓冲区,数据缓冲区中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;所述时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。
8.一种OPC服务器,其特征在于,包括处理器和存储器,存储器中存储有程序,程序被处理器运行时,执行:
接收超纯水设备的PLC控制器提供的运行数据,并生成语音播报任务,采用异步操作发送到OPC客户端。
9.根据权利要求8所述的OPC服务器,其特征在于,所述OPC服务器内设有数据缓冲区,数据缓冲区中存储有最新的数据值、数据质量戳和时间戳;所述时间戳表明该服务器最近一次从PLC控制器读取数据的时间。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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