CN112330909A

CN112330909A - 一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法及系统

Info

Publication number: CN112330909A
Application number: CN202011028335.6A
Authority: CN
Inventors: 黄辉; 何扬帆
Original assignee: Baosteel Special Steel Shaoguan Co Ltd
Current assignee: Baosteel Special Steel Shaoguan Co Ltd
Priority date: 2020-09-26
Filing date: 2020-09-26
Publication date: 2021-02-05

Abstract

本发明涉及一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法，生产系统包含多个子系统，每个子系统中包含控制模块及相连接的设备，所述方法包括：与所述生产系统中的每个子系统的控制模块建立通讯连接；获取每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，识别生产系统的作业状态；在与任一所述子系统的控制模块失去通讯连接时，根据生产系统的作业状态，启动对应的报警方式。本发明还相应提供了一种智能防盗系统。本发明实施例，与生产系统中所有子系统的控制模块进行通讯连接，在与某个控制模块失去通讯连接时，能够根据作业状态启动相应的报警，因此可以全面监控生产系统中的所有控制模块，成本较低，并且报警的及时性很高。

Description

一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法及系统

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域及智能防盗技术领域，尤其是涉及一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法及系统。

背景技术

智能制造是未来工业化发展的重要方向。在智能制造的工业生产系统中，表现为多个子系统之间的智能连接，每个子系统都在一个控制模块(通常为CPU模块)的监控下进行作业，子系统间由控制模块进行通讯，以知悉之间的工作状态，从而进行生产上的分工和协作。以钢铁企业为例，棒线材轧制主要的工艺流程包括加热、轧制和精整，钢铁企业可以将整个生产系统划分为相应的子系统，以PLC控制系统对以上工艺流程的设备进行连接和控制，各子系统间单独控制又相互通讯。

发明人在研究中发现，一般的，各个子系统的控制模块，如CPU，都是比较昂贵的设备，容易吸引盗贼作案，而现有的防盗手段对于有多个子系统(通常意味着场地面积较大)的工业生产系统难以做到全面监控，且报警滞后性很高。同样的，这里以前述钢铁棒线材轧制系统为例，因工艺流程长，整个车间范围可以达到几公里范围，各个子系统的控制单元分布在各个电气室，电气室分散独立，在放假停产的时段里，由于巡检人数有限，难以同时巡检到所有的电气室，这就给盗贼以可乘之机，其它的防盗手段，例如在电气室加装监控摄像头，这种方法一是存在监控死角的问题，二是根据生产系统的规模可能需要很多的摄像头才能全面监控，成本高，三是视频监控报警比较滞后，在偷盗行为正在发生时一般也不能立即进行报警。故，需要对生产系统的防盗手段进行改进。

发明内容

有鉴于此，针对上述的问题，本发明提供一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法及系统，可以针对生产系统中包含的多个子系统的控制模块进行全面的防盗监控，成本较低，并且报警的及时性很高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一方面提供一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法，所述生产系统包含多个子系统，每个所述子系统中包含控制模块及相连接的设备，所述的智能防盗方法包括：

与所述生产系统中的每个子系统的控制模块建立通讯连接；

获取每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，识别生产系统的作业状态；

在与任一所述子系统的控制模块失去通讯连接时，根据生产系统的作业状态，启动对应的报警方式。

在本发明的其中一个实施例中，所述生产系统的作业状态包括：正常生产、正常停工以及检修状态。

在本发明的其中一个实施例中，所述方法具体包括：

在生产系统处于正常生产状态，当与任一所述子系统的控制模块失去通讯连接时，启动第一报警方式；

在生产系统处于正常停工状态，当与任一所述子系统的控制模块失去通讯连接时，启动第二报警方式；

在生产系统处于检修状态，当与任一所述子系统的控制模块失去通讯连接时，启动第三报警方式。

在本发明的其中一个实施例中，所述方法包括：

所述第一报警方式为：在集中监控的防盗监控人机界面提示失去通讯连接的子系统及控制模块，在该地点进行第一形式的声光报警，并在子系统控制模块的现场进行第一形式的声光报警；

所述第二报警方式为：在集中监控的防盗监控人机界面提示失去通讯连接的子系统及控制模块，在该地点进行第二形式的声光报警，并在子系统控制模块的现场进行第二形式的声光报警；

所述第三报警方式为：在集中监控的防盗监控人机界面提示失去通讯连接的子系统及控制模块，但无声光报警；或者在集中监控的防盗监控人机界面提示失去通讯连接的子系统及控制模块，在该地点进行第三形式的声光报警，并在子系统控制模块的现场进行第三形式的声光报警。

在本发明的其中一个实施例中，设置至少一个用于集中监控的防盗监控站点。

本发明实施例提供的一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法，与生产系统中所有子系统的控制模块进行通讯连接，在与某个控制模块失去通讯连接时，能够根据作业状态启动相应的报警，因此，就可以全面监控生产系统中的所有控制模块，成本较低，并且报警的及时性很高。

本发明另一方面提供一种用于生产系统控制模块的智能防盗系统，所述生产系统包含多个子系统，每个所述子系统中包含控制模块及相连接的设备，所述智能防盗系统包括：

通讯模块，用于与所述生产系统中的每个子系统的控制模块建立通讯连接；

主控模块，用于获取每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，识别生产系统的作业状态，并且在与任一所述子系统的控制模块失去通讯连接时，根据生产系统的作业状态，发出对应的报警方式指令；

报警模块，用于根据所述报警方式指令，启动对应的报警方式。

在本发明的其中一个实施例中，所述通讯模块为工业以太网通讯模块或以太网通讯模块。

在本发明的其中一个实施例中，所述主控模块为西门子PLC模块。

在本发明的其中一个实施例中，所述主控模块，用于根据所述通讯模块获取的每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，将所述生产系统识别为正常生产、正常停工或检修状态。

在本发明的其中一个实施例中，所述报警模块，具体包括至少一处的用于集中监控的防盗监控人机界面，以及集中监控处的声光报警器，以及设置在子系统控制模块现场的声光报警器。

本发明实施例提供的一种用于生产系统控制模块的智能防盗系统，与生产系统中所有子系统的控制模块进行通讯连接，在与某个控制模块失去通讯连接时，能够根据作业状态启动相应的报警，因此，就可以全面监控生产系统中的所有控制模块，成本较低，并且报警的及时性很高。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的用于生产系统控制模块的智能防盗方法的流程示意图；

图2是本发明一个实施例提供的用于生产系统控制模块的智能防盗系统的功能结构示意图；

图3是本发明实施例的一种智能防盗系统的应用场景示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅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做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。

值得注意的是，本发明实施例部分可能会涉及“上”、“下”、“左”、“右”等等方位词，也可能包含构件数目的词语，这些词仅仅是相对附图而定，仅仅是为了便于描述，是为了能够简化举例，而不能理解成对技术方案的限制。

首先参见图1，为本发明的一个用于生产系统控制模块的智能防盗方法的流程示意图。本发明实施例的生产系统可以是工业生产中的各种系统，可以但不限于是钢铁企业中的棒线材轧制系统。如背景技术所述，随着智能制造和工业4.0的提出，越来越多的工业生产逐步采用智能控制系统。工业生产系统可以但不限于根据作业流程，划分为多个协作的子系统，每个子系统中包含了用于工业生产或作业的设备，子系统中还包括驱动和控制，以及监视设备运行状态的控制模块，控制模块中包含了必要的控制逻辑器件，如CPU、可编程逻辑器件等等。在本发明所有实施例中，可以用PLC控制模块来作为举例，读者可以理解，控制模块还可以是其它的模块或器件。

图1中，所提供的智能防盗方法的具体流程包括：

步骤101，与生产系统中的每个子系统的控制模块建立通讯连接。

具体的，为便于叙述，子系统包括子系统1、子系统2……直至子系统N(其中，N为不小于2的整数)，每个系统中包含了各自的控制模块和设备，其中控制模块仅以PLC控制模块来举例，记为PLC控制模块1……PLC控制模块N，每个子系统中设备的数目可能不一，记为设备11、设备12……、设备21、设备22……，依次类推。本发明实施例是通过一个用于监控的主控模块来与各个子系统的控制模块进行连接，从而实现监控。所述的主控模块，可以是各种可写入程序的逻辑控制器件。

具体的，本步骤101中，与各个子系统的控制模块建立通讯连接，在某些情形下可能需要添加新的连接设备或线路。但是如背景技术所述，现有的各个子系统已经是通讯连接的，所以某些情形，本步骤可能无需添加新的通讯设备，依靠生产系统现有的以太网或工业以太网(考虑到生产系统一般占地较广，工业以太网的应用成为首选)设备，编写和添加相应的通讯协议，以实现用于监控的主控模块与各个PLC控制模块的通讯连接。

步骤102，获取每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，识别生产系统的作业状态。

具体的，用于监控的主控模块，与各PLC控制模块的通讯方式，具体是与编写的通讯协议是相关的，主控模块按照标准协议与各个PLC控制模块通信，以确定是否是通信连接的状态，并获取生产系统中所有设备的状态参数。

例如，具体的过程，可以但不限于是：主控模块向PLC控制模块1发送握手信号，PLC控制模块1向主控模块返回应答信号，以确定通信正常。主控模块再向PLC控制模块1发送请求数据信号，PLC控制模块1应答为“设备11标识号-XXX”、“设备12标志号-XXX”等数据(其中XXX表示为设备状态、校验等二进制数据)，紧接之后，主控模块与PLC控制模块2进行类似的通讯，直至完成所有的通信过程。主控模块即获取到所有设备的工作状态。

在主控模块获取到所有设备的状态数据后，就可以识别整个生产系统的作业状态。具体的，主控模块是可编程的逻辑控制器件，写入识别生产系统作业状态的程序以及存储作业状态的查找表。通常理解，查找表中记录生产系统处于各个作业状态的各设备应该有的状态、阀值或者参数范围。在本发明实施例中，生产系统的作业状态包括正常生产、正常停工和检修状态，简单容易理解，在正常生产、正常停工、和检修状态下，各个设备参数(通常是电路中用于监控设备运行的参考点的电压、电流信号)的组合，相互之间的差别是很大的。

步骤103，在与任一子系统的控制模块失去通信连接时，根据生产系统的作业状态，启动对应的报警方式。

具体的，主控模块是按照标准协议与各个PLC控制模块通信，当主控模块向PLC模块发送握手信号，无法收到应答信号时即失去通信连接，这时可能已发生子系统现场的PLC控制模块的偷盗行为，主控模块需产生报警指令，以进行报警。

在本发明实施例中，生产系统的作业状态主要包括正常生产、正常停工以及检修状态。本发明实施例的主要应用场景，是针对正常停工(尤其是工厂放假)的防盗监控。故，本发明实施例在生产系统处于正常停工的状态下，发生PLC控制模块失去通信连接的情形，需要产生最高安全级别的报警，因为此时发生偷盗的可能性是很高的，在最高安全级别的报警情形下，工厂内用于值班的集中监控的防盗监控人机界面需要进行提示，在集中监控点需要声光报警，在子系统的现场也需要进行声光报警，以震慑偷盗者。最高安全级别的声光报警，可以但不限于设定为频率很高的报警声，光线设为耀眼的红光。

在正常生产过程中，发生偷盗行为的可能性就会降低，此时，主控模块与子系统的PLC控制模块失去通信，可能就是工业故障或者事故，但也不完全排除偷盗行为。所以此种情况的报警，可以采用安全级别低一点的方式，例如频次相对低的报警声，以及黄色的报警光线。当然，在正常生产过程中，由于现场人员可能较多，也可以选择关闭智能防盗的功能。

而在生产系统处于检修状态时，可以关闭智能防盗，无报警，以便于现场设备的维护和检修。当然，与正常生产过程类似，也不能完全排除其他地点的偷盗行为，只不过可能性略低，所以此种场景也可以进行报警，报警方式可以采用安全级别最低的报警方式，具体的报警方式就不再赘述举例。

上述本发明实施例提供的一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法，与生产系统中所有子系统的控制模块进行通讯连接，在与某个控制模块失去通讯连接时，能够根据作业状态启动相应的报警，因此，就可以全面监控生产系统中的所有控制模块，成本较低，并且报警的及时性很高。

下面参见图2，为本发明实施例提供的一种智能防盗系统，可以应用在一生产系统中。所述的生产系统可以是工业生产中的各种系统，划分为多个协作的子系统，每个子系统中包含了用于工业生产或作业的设备，子系统中还包括驱动和控制，以及监视设备运行状态的控制模块。

本实施例提供的智能防盗系统包括：通讯模块201，主控模块202以及报警模块203。其中，通讯模块201用于与生产系统中的每个子系统的控制模块建立通讯连接。主控模块202用于获取每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，识别生产系统的作业状态，并且在与任一子系统的控制模块失去通讯连接时，根据生产系统的作业状态，生产对应的报警方式指令。报警模块203用于根据报警方式指令，启动对应的报警方式。

上述本发明实施例提供的一种用于生产系统控制模块的智能防盗系统，与生产系统中所有子系统的控制模块进行通讯连接，在与某个控制模块失去通讯连接时，能够根据作业状态启动相应的报警，因此，就可以全面监控生产系统中的所有控制模块，成本较低，并且报警的及时性很高。

参见图3，在一个具体的应用场景中提供了一种智能防盗系统。本智能防盗系统是应用在某钢铁企业的棒线材轧制系统中。按照作业流程，棒线材轧制包括加热、轧制和精整工艺。各个工艺在不同的电气室完成，本应用场景中的生产系统采用PLC控制系统对工艺流程的设备进行连接控制。如图3，主要的电气室有三。其中连轧PLC系统和1-3飞剪PLC系统设置在1号主电室，1号主电室中也设有整个系统网络连接的主交换机。2号主电室中有4-5飞剪PLC系统及减定径PLC系统。3号主电气室设有在线精整PLC系统等。之外的PLC系统还包括实现加热炉功能、高压水、冷却等功能。

本场景中的智能防盗系统，具体方式是：

1、增加PLC模块智能防盗系统需要的CPU及相应的输入输出模块、通讯模块。

2、与大系统内的各控制单元建立工业以太网通讯连接，编写通讯源程序，一旦网络通讯出现中断，防盗监控系统能立即识别。

3、增加防盗系统HMI监控主机，定置于现场24小时有人值班的加热炉集中操作室，所有防盗系统呈现出来的各生产系统的运行信息均显示在监控主机HMI画面上。一旦远程生产控制系统出现模块被盗导致的通讯中断，则立即在HMI画面出现报警信息。

4、增加声光报警器于加热炉集中操作室，通过警报声在盗贼还没有完全得逞的情况，操作室的值班人员得到警报信息后通过HMI画面立即定点知道报警来自于哪个系统，安排人员赶去现场查看。同时在各生产控制系统的现场设置声光报警器同步警报，通过警报声驱离偷盗者。

5、为区别各生产控制系统的检修状态与偷盗状态，在防盗控制系统中专门设置智能识别功能。通过取生产状态下各系统内变化的不同变量，结合棒材热轧产线的生产特点，来识别目前是否处于生产状态，再配合通讯上的逻辑判断，作出智能报警。非生产状态下，如果需要检修某一控制系统的PLC模块，通过检修人员在加热炉集中操作室的防盗监控电脑上进行定位设置，使防盗监控系统的智能判断更真实、准确。

上述场景中，通过一种PLC模块智能防盗系统的开发，使分布于大范围棒材热轧产线内各生产控制系统的CPU模块免于被盗的风险，保证了车间财物的损失。更重要的是避免了CPU被盗后导致的生产长时间停产及可能的现场人员安全风险。

综上，以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。如前所述，本发明还可以有更多改进，在不脱离本装置原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于生产系统控制模块的智能防盗方法，所述生产系统包含多个子系统，每个所述子系统中包含控制模块及相连接的设备，其特征在于，包括：

与所述生产系统中的每个子系统的控制模块建立通讯连接；

2.根据权利要求1所述的用于生产系统控制模块的智能防盗方法，其特征在于，所述生产系统的作业状态包括：正常生产、正常停工以及检修状态。

3.根据权利要求2所述的用于生产系统控制模块的智能防盗方法，其特征在于，所述方法具体包括：

4.根据权利要求3所述的用于生产系统控制模块的智能防盗方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的用于生产系统控制模块的智能防盗方法，其特征在于，设置至少一个用于集中监控的防盗监控站点。

6.一种用于生产系统控制模块的智能防盗系统，所述生产系统包含多个子系统，每个所述子系统中包含控制模块及相连接的设备，其特征在于，所述智能防盗系统包括：

7.根据权利要求6所述的用于生产系统控制模块的智能防盗系统，其特征在于，所述通讯模块为工业以太网通讯模块或以太网通讯模块。

8.根据权利要求6所述的用于生产系统控制模块的智能防盗系统，其特征在于，所述主控模块为西门子PLC模块。

9.根据权利要求8所述的用于生产系统控制模块的智能防盗系统，其特征在于，所述主控模块，用于根据所述通讯模块获取的每个子系统的控制模块的设备参数数据，并综合所有子系统的设备参数数据，将所述生产系统识别为正常生产、正常停工或检修状态。

10.根据权利要求9所述的用于生产系统控制模块的智能防盗系统，其特征在于，所述报警模块，具体包括至少一处的用于集中监控的防盗监控人机界面，以及集中监控处的声光报警器，以及设置在子系统控制模块现场的声光报警器。