CN112255991B - 一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统及其方法，系统包括炭黑母粒生产线及监控系统，监控系统包括导向滑轨、承载基座、承载柱、移动检测终端、嵌入检测终端、现场控制器及远程生产监控平台，承载基座通过行走机构与导向滑轨滑动连接，其上端面与承载柱连接，承载柱上端面通过转台机构与移动检测终端铰接，嵌入检测终端嵌于炭黑母粒生产线的管道外，移动检测终端、嵌入检测终端分别与现场控制器电气连接，现场控制器与远程生产监控平台连接。其使用方法包括系统配置和检测作业等两个步骤。本发明一方面可对生产线各环节数据进行全面检测且数据检测精度高；另一方面可极大的提高炭黑母粒生产加工控制作业的工作效率、控制精度。

Description

一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种炭黑母粒生产系统，特别是涉及一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统及其方法。
背景技术
目前在进行炭黑生产加工制备作业中，为了提高生产作业的工作效率和产品质量，同时达到降低生产成本的目的，当前的生产线中增加设置了大量的基于压力、流量、温度等传感器设备的生产线数据检测系统，虽然通过这类方式一定程度上提高了生产线监控作业的精度和效率，但检测作业的工作效率、检测精度及全面性相对较低，同时在检测及控制中，对所检测的数据运行处理能力差，同时对采集数据也缺乏有效的逻辑运行能力，从而导致的当前的炭黑生产线运行时的自动化、控制作业效率及精度和均相对较差，依然无法有效满足实际生产作业的需要。
因此针对这一问题，迫切需要开发一套炭黑生产用控制系统及相应的控制方法，从而达到解决当前实际生产生活中存在的不足。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统及其方法，以达到提高炭黑母粒生产效率和产品质量的目的。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，包括炭黑母粒生产线及监控系统，监控系统包括导向滑轨、承载基座、承载柱、移动检测终端、嵌入检测终端、现场控制器、通讯网络及远程生产监控平台，导向滑轨与地平面连接，并位于炭黑母粒生产线一侧，且导向滑轨与炭黑母粒生产线轴线平行分布，承载基座通过行走机构与导向滑轨滑动连接，其上端面与承载柱连接并垂直分布，承载柱上端面通过转台机构与移动检测终端铰接，且移动检测终端轴线与水平面呈0°—135°夹角，并与炭黑母粒生产线相交，嵌入检测终端若干，嵌于炭黑母粒生产线的管道外，并沿炭黑母粒生产线轴向方向均布，移动检测终端、嵌入检测终端间均相互并联，分别与现场控制器电气连接，并与现场控制器间通过通讯网络建立数据连接，现场控制器至少一个，位于导向滑轨外侧并与地平面连接，并通过通讯网络与远程生产监控平台连接。
进一步的，所述的移动检测终端包括承载壳、导流管、监控摄像头、3D摄像头、引流风机、移动检测温湿度传感器、空气质量传感器、移动检测驱动电路和红外测温仪，所述承载壳为横断面呈矩形的腔体结构，所述导流管嵌于承载壳内，并与承载壳前端面及水平面平行分布，所述导流管两端延长于承载壳外至少5毫米，所述引流风机、移动检测温湿度传感器、空气质量传感器均嵌于导流管内，且引流风机与导流管同轴分布，所述监控摄像头、3D摄像头嵌于承载壳前端面，且监控摄像头、3D摄像头光轴与承载壳前端面垂直分布，所述移动检测驱动电路嵌于承载壳内，并分别与监控摄像头、3D摄像头、引流风机、移动检测温湿度传感器、空气质量传感器电气连接，且所述移动检测驱动电路另与通讯网络建立数据连接。
进一步的，所述的嵌入检测终端包括定位座、导流板、嵌入检测温湿度传感器、压力传感器、流量传感器、连接滑槽及检测驱动电路，中所述定位座为横断面呈矩形的板状结构，其上端面设至少两条环绕定位座轴线均布的连接滑槽，所述连接滑槽与定位座上端面平行分布，所述定位座下端面与若干导流板垂直连接，其中所述导流板间相互平行分布，且两导流板间间距为1—10毫米，所述嵌入检测温湿度传感器、压力传感器、流量传感器若干，分别嵌于各导流板前端面，并与检测驱动电路电气连接，所述检测驱动电路嵌于导流板上端面并与通讯网络和炭黑母粒生产线连接。
进一步的，所述的现场控制器包括控制箱、作业台、操控界面及现场控制驱动电路，所述控制箱为轴线与水平面垂直分布的箱体结构，作业台与控制箱上端面连接，并与水平面呈0°—90°夹角，所述现场控制驱动电路嵌于控制箱内，操控界面嵌于作业台内，且所述操控界面与现场控制驱动电路电气连接。
进一步的，所述的移动检测驱动电路为控制系统包括基于DSP、FPGA芯片中任意一种或两种共用为基础的数据处理电路，且所述移动检测驱动电路另设多路稳压电源及数据通讯装置，且所述数据通讯装置包括至少一条无线通讯模块及至少一个有线通讯模块，且无线通讯模块和有线通讯模块相互并联。
进一步的，所述的远程生产监控平台包括基于云计算为基础的数据处理服务器、至少一个物联网控制器为基础的控制终端、综合数据显示平台及智能通讯网关，其中所述基于云计算为基础的数据处理服务器、物联网控制器为基础的控制终端相互连接，并分别与综合数据显示平台及智能通讯网关电气连接。
进一步的，所述基于云计算为基础的数据处理服务器内构建采用C/S结构和B/S结构的架构，及与BP神经网络系统协同运行的基于LSTM的智能预测系统和深度学习神经网络系统，同时另设基于SOA体系为基础的主程序系统，及图像识别处理系统平台子系统、基于AR/VR基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统，且图像识别处理系统平台子系统、基于AR/VR基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统均与基于SOA体系为基础的主程序系统建立数据链接。
一种使用远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统的方法，包括如下步骤：
S1，系统配置，首先进行对炭黑母粒生产线进行组装，然后根据炭黑母粒生产线进行对导向滑轨安装、现场控制器、通讯网络及远程生产监控平台进行安装定位，同时此外将移动检测终端通过承载基座、承载柱连接定位，将嵌入检测终端嵌入到炭黑母粒生产线的生产管路中，最后将现场控制器与炭黑母粒生产线的电控系统建立连接，即可完成本发明装配；
S2，检测作业，完成S1步骤并在炭黑实际生产过程中，首先通过嵌入检测终端对生产线内部物料加工合成时的温度、湿度、压力、流量参数进行同步检测，并将检测数据反馈至现场控制器，由所述现场控制器根据反馈数据对炭黑母粒生产线的运行参数进行调节，并将采集数据发送至远程生产监控平台进行数据反馈；然后根据检测的数据，由现场控制器及远程生产监控平台驱动行走机构和转台机构运行，调整移动检测终端的工作位置，同时驱动所述移动检测终端的监控摄像头、3D摄像头、红外测温仪、引流风机、移动检测温湿度传感器、空气质量传感器运行，对炭黑母粒生产线周边的环境状态进行检测，并将检测的数据反馈至现场控制器，由现场控制器根据反馈数据对炭黑母粒生产线运行参数进行调节，并将采集数据发送至远程生产监控平台进行数据反馈和生产监控。
本发明一方面运行自动化程度、智能化程度高，可对生产线各环节数据进行全面检测且数据检测精度高；另一方面数据处理能力强，可极大的提高炭黑母粒生产加工控制作业的工作效率、控制精度，并具有良好的数据学习能力，可极大的提高对炭黑母粒生产线控制作业的自动化及自主化程度，并降低生产活动中人力成本和产品残次品率，极大的提高生产产品质量和生产效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明系统结构示意图；
图2为移动检测终端结构示意图；
图3为嵌入检测终端结构意图；
图4为现场控制器结构图；
图5为远程生产监控平台电气原理图；
图6为数据处理服务器原理图；
图7为本发明方法流程图。
其中，1、炭黑母粒生产线；2、导向滑轨；3、承载基座；4、承载柱；5、移动检测终端；6、嵌入检测终端；7、现场控制器；8、通讯网络；9、远程生产监控平台；10、行走机构；51、承载壳；52、导流管；53、监控摄像头；54、3D摄像头；55、引流风机；56、移动检测温湿度传感器；57、空气质量传感器；58、移动检测驱动电路；59、红外测温仪；61、定位座；62、导流板；63、连接滑槽；64、压力传感器；65、流量传感器；66、检测驱动电路；67、嵌入检测温湿度传感器；71、控制箱；72、作业台；73、操控界面；74、现场控制驱动电路；91、基于云计算为基础的数据处理服务器；92、物联网控制器为基础的控制终端；93、综合数据显示平台；94、智能通讯网关。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-6所示，一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，包括炭黑母粒生产线1及监控系统，监控系统包括导向滑轨2、承载基座3、承载柱4、移动检测终端5、嵌入检测终端6、现场控制器7、通讯网络8及远程生产监控平台9，导向滑轨2与地平面连接，并位于炭黑母粒生产线1一侧，且导向滑轨2与炭黑母粒生产线1轴线平行分布，承载基座3通过行走机构10与导向滑轨2滑动连接，其上端面与承载柱4连接并垂直分布，承载柱4上端面通过转台机构与移动检测终端5铰接，且移动检测终端5轴线与水平面呈0°—135°夹角，并与炭黑母粒生产线1相交，嵌入检测终端6若干，嵌于炭黑母粒生产线1的管道内，并沿炭黑母粒生产线1轴向方向均布，移动检测终端5、嵌入检测终端6间均相互并联，分别与现场控制器7电气连接，并与现场控制器7间通过通讯网络8建立数据连接，现场控制器7至少一个，位于导向滑轨2外侧并与地平面连接，并通过通讯网络8与远程生产监控平台9连接。
本实施例中，所述的移动检测终端5包括承载壳51、导流管52、监控摄像头53、3D摄像头54、引流风机55、移动检测温湿度传感器56、红外测温仪59、空气质量传感器57及移动检测驱动电路58，所述承载壳51为横断面呈矩形的腔体结构，所述导流管52嵌于承载壳51内，并与承载壳51前端面及水平面平行分布，所述导流管52两端延长于承载壳51外至少5毫米，所述引流风机55、移动检测温湿度传感器56、空气质量传感器57均嵌于导流管52内，且引流风机55与导流管52同轴分布，所述监控摄像头53、3D摄像头54、红外测温仪59嵌于承载壳51前端面，且监控摄像头53、3D摄像头54光轴与承载壳51前端面垂直分布，所述移动检测驱动电路58嵌于承载壳51内，并分别与监控摄像头53、3D摄像头54、引流风机55、移动检测温湿度传感器56、红外测温仪59、空气质量传感器57电气连接，且所述移动检测驱动电路58另与通讯网络8建立数据连接。
同时，所述的嵌入检测终端6包括定位座61、导流板62、嵌入检测温湿度传感器67、压力传感器64、流量传感器65、连接滑槽63及检测驱动电路66，所述定位座61为横断面呈矩形的板状结构，其上端面设至少两条环绕定位座61轴线均布的连接滑槽63，所述连接滑槽63与定位座61上端面平行分布，所述定位座61下端面与若干导流板62垂直连接，其中所述导流板62间相互平行分布，且两导流板62间间距为1—10毫米，所述嵌入检测温湿度传感器67、压力传感器64、流量传感器65若干，分别嵌于各导流板62前端面，并与检测驱动电路66电气连接，所述检测驱动电路66嵌于导流板62上端面并与通讯网络8和炭黑母粒生产线1连接。
此外，所述的现场控制器7包括控制箱71、作业台72、操控界面73及现场控制驱动电路74，所述控制箱71为轴线与水平面垂直分布的箱体结构，作业台72与控制箱71上端面连接，并与水平面呈0°—90°夹角，所述现场控制驱动电路74嵌于控制箱71内，操控界面73嵌于作业台内，且所述操控界面73与现场控制驱动电路74电气连接。
值得注意的，所述的移动检测驱动电路58为控制系统包括基于DSP、FPGA芯片中任意一种或两种共用为基础的数据处理电路，且所述移动检测驱动电路另设多路稳压电源及数据通讯装置，且所述数据通讯装置包括至少一条无线通讯模块及至少一个有线通讯模块，且无线通讯模块和有线通讯模块相互并联。
进一步优化的，所述的远程生产监控平台9包括基于云计算为基础的数据处理服务器91、至少一个物联网控制器为基础的控制终端92、综合数据显示平台93及智能通讯网关94，其中所述基于云计算为基础的数据处理服务器91、物联网控制器为基础的控制终端92相互连接，并分别与综合数据显示平台93及智能通讯网关94电气连接。
重点说明的，所述基于云计算为基础的数据处理服务器91内构建采用C/S结构和B/S结构的架构，及与BP神经网络系统协同运行的基于LSTM的智能预测系统和深度学习神经网络系统，同时另设基于SOA体系为基础的主程序系统，及图像识别处理系统平台子系统、基于AR/VR基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统，且图像识别处理系统平台子系统、基于AR/VR基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统均与基于SOA体系为基础的主程序系统建立数据链接。
如图7所示，一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统的使用方法，包括如下步骤：
S1，系统配置，首先进行炭黑母粒生产线进行组装，然后根据炭黑母粒生产线进行导向滑轨安装、现场控制器、通讯网络及远程生产监控平台安装定位，同时此外将移动检测终端通过承载基座、承载柱连接定位，将嵌入检测终端嵌入到炭黑母粒生产线的生产管路中，最后将现场控制器与炭黑母粒生产线的电控系统建立连接，即可完成本发明装配；
S2，检测作业，完成S1步骤并在炭黑实际生产过程中，首先通过嵌入检测终端对生产线内部物料加工合成时的温度、湿度、压力、流量参数进行同步检测，并将检测数据反馈至现场控制器，由现场控制器根据反馈数据对炭黑母粒生产线运行参数进行调节，并将采集数据发送至远程生产监控平台进行数据反馈；然后根据检测的数据，由现场控制器及远程生产监控平台驱动行走机构和转台机构运行，调整移动检测终端的工作位置，同时驱动移动检测终端的监控摄像头、3D摄像头、红外测温仪、引流风机、移动检测温湿度传感器、空气质量传感器运行，对炭黑母粒生产线周边的环境状态检测，并将检测的数据反馈至现场控制器，由现场控制器根据反馈数据对炭黑母粒生产线运行参数进行调节，并将采集数据发送至远程生产监控平台进行数据反馈和生产监控。
本发明一方面运行自动化程度、智能化程度高，可对生产线各环节数据进行全面检测且数据检测精度高；另一方面数据处理能力强，可极大的提高炭黑母粒生产加工控制作业的工作效率、控制精度，并具有良好的数据学习能力，可极大的提高对炭黑母粒生产线控制作业的自动化及自主化程度，并降低生产活动中人力成本和产品残次品率，极大的提高生产产品质量和生产效率。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，包括炭黑母粒生产线（1）及监控系统，其特征在于：所述监控系统包括导向滑轨（2）、承载基座（3）、承载柱（4）、移动检测终端（5）、嵌入检测终端（6）、现场控制器（7）、通讯网络（8）及远程生产监控平台(9)；所述导向滑轨（2）与地平面连接，并位于炭黑母粒生产线（1）一侧，且导向滑轨（2）与炭黑母粒生产线（1）轴线平行分布，所述承载基座（3）通过行走机构（10）与导向滑轨（2）滑动连接，其上端面与承载柱（4）连接并垂直分布，承载柱（4）上端面通过转台机构与移动检测终端（5）铰接，且所述移动检测终端（5）轴线与水平面呈0°—135°夹角，并与炭黑母粒生产线（1）相交，所述嵌入检测终端（6）若干，嵌于炭黑母粒生产线（1）的管道外，并沿炭黑母粒生产线（1）轴向方向均布，所述移动检测终端（5）、嵌入检测终端（6）间均相互并联，分别与现场控制器（7）电气连接，并与现场控制器（7）间通过通讯网络（8）建立数据连接，所述现场控制器（7）至少一个，位于导向滑轨（2）外侧并与地平面连接，并通过通讯网络（8）与远程生产监控平台(9)连接；所述的远程生产监控平台(9)包括基于云计算为基础的数据处理服务器（91）、至少一个物联网控制器为基础的控制终端（92）、综合数据显示平台（93）及智能通讯网关（94），其中所述基于云计算为基础的数据处理服务器（91）、物联网控制器为基础的控制终端（92）相互连接，并分别与综合数据显示平台（93）及智能通讯网关（94）电气连接，所述的嵌入检测终端（6）包括定位座（61）、导流板（62）、嵌入检测温湿度传感器（67）、压力传感器（64）、流量传感器（65）、连接滑槽（63）及检测驱动电路（66），所述定位座（61）为横断面呈矩形的板状结构，其上端面设至少两条环绕定位座（61）轴线均布的连接滑槽（63），所述连接滑槽（63）与定位座（61）上端面平行分布，所述定位座（61）下端面与若干导流板（62）垂直连接，其中所述导流板（62）间相互平行分布，且两导流板（62）间间距为1—10毫米，所述嵌入检测温湿度传感器（67）、压力传感器（64）、流量传感器（65）若干，分别嵌于各导流板（62）前端面，并与检测驱动电路（66）电气连接，所述检测驱动电路（66）嵌于导流板（62）上端面并与通讯网络（8）和炭黑母粒生产线（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，其特征在于：所述的移动检测终端（5）包括承载壳(51)、导流管（52）、监控摄像头（53）、3D摄像头（54）、引流风机（55）、移动检测温湿度传感器（56）、空气质量传感器（57）、移动检测驱动电路（58）和红外测温仪（59），所述承载壳(51)为横断面呈矩形的腔体结构，所述导流管（52）嵌于承载壳(51)内，并与承载壳(51)前端面及水平面平行分布，所述导流管（52）两端位于承载壳(51)外至少5毫米，所述引流风机（55）、移动检测温湿度传感器（56）、空气质量传感器（57）均嵌于导流管（52）内，且引流风机（55）与导流管（52）同轴分布，所述监控摄像头（53）、3D摄像头（54）嵌于承载壳(51)前端面，且监控摄像头（53）、3D摄像头（54）光轴与承载壳(51)前端面垂直分布，所述移动检测驱动电路（58）嵌于承载壳(51)内，并分别与监控摄像头（53）、3D摄像头（54）、引流风机（55）、移动检测温湿度传感器（56）、空气质量传感器（57）电气连接，且所述移动检测驱动电路（58）另与通讯网络（8）建立数据连接。
3.根据权利要求1所述的一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，其特征在于：所述的现场控制器（7）包括控制箱（71）、作业台（72）、操控界面（73）及现场控制驱动电路（74），所述控制箱（71）为轴线与水平面垂直分布的箱体结构，作业台（72）与控制箱（71）上端面连接，并与水平面呈0°—90°夹角，所述现场控制驱动电路（74）嵌于控制箱（71）内，操控界面（73）嵌于作业台（72）内，且所述操控界面（73）与现场控制驱动电路（74）电气连接。
4.根据权利要求2所述的一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，其特征在于：所述的移动检测驱动电路（58）为控制系统，包括基于DSP、FPGA芯片中任意一种或两种共用为基础的数据处理电路，且所述移动检测驱动电路（58）另设多路稳压电源及数据通讯装置，且所述数据通讯装置包括至少一条无线通讯模块及至少一个有线通讯模块，且无线通讯模块和有线通讯模块相互并联。
5.根据权利要求1所述的一种远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统，其特征在于：所述基于云计算为基础的数据处理服务器（91）内构建采用C/S结构和B/S结构的架构，及与BP神经网络系统协同运行的基于LSTM的智能预测系统和深度学习神经网络系统，同时另设基于SOA体系为基础的主程序系统，及图像识别处理系统平台子系统、基于AR/VR基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统，且图像识别处理系统平台子系统、基于AR/VR基础的虚拟现实展示平台子系统及高清视频信号传输子系统均与基于SOA体系为基础的主程序系统建立数据链接 。
6.一种使用权利要求2所述远程监控式炭黑母粒生产制备控制系统的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，系统配置，首先对炭黑母粒生产线（1）进行组装，然后根据炭黑母粒生产线（1）对导向滑轨（2）、现场控制器（7）、通讯网络（8）及远程生产监控平台(9)进行安装定位，同时将移动检测终端（5）通过承载基座（3）、承载柱（4）连接定位，将嵌入检测终端（6）嵌入到炭黑母粒生产线（1）的生产管路中，最后将现场控制器（7）与炭黑母粒生产线（1）的电控系统建立连接，即可完成装配；
S2，检测作业，完成S1步骤并在炭黑实际生产过程中，首先通过嵌入检测终端（6）对生产线内部物料加工合成时的温度、湿度、压力、流量参数进行同步检测，并将检测数据反馈至现场控制器（7），由所述现场控制器（7）根据反馈数据对炭黑母粒生产线（1）的运行参数进行调节，并将采集数据发送至远程生产监控平台(9)进行数据反馈；然后根据检测的数据，由现场控制器（7）及远程生产监控平台(9)驱动行走机构（10）和转台机构运行，调整移动检测终端（5）的工作位置，同时驱动所述移动检测终端（5）的监控摄像头（53）、3D摄像头（54）、红外测温仪（59）、引流风机（55）、移动检测温湿度传感器（56）、空气质量传感器（57）运行，对炭黑母粒生产线（1）周边的环境状态进行检测，并将检测的数据反馈至现场控制器（7），由现场控制器（7）根据反馈数据对炭黑母粒生产线（1）运行参数进行调节，并将采集数据发送至远程生产监控平台(9)进行数据反馈和生产监控。
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