CN204347579U - 纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，包括均与处理模块连接的开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块。本装置实现全厂纺织生产设备的联网、运行状态监测、运行信息和运行数据采集、生产过程实时监控，既可降低整套系统的部署成本，又可便于系统的维护，降低维护成本。

Description

纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置

技术领域

本实用新型涉及纺织生产技术领域，特别是纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置。

背景技术

纺织生产企业从原料到成品，需要多道生产工序，各道工序中使用着相应的生产设备，这些设备都有自己的电气控制系统，实现对设备运行的自动控制和运行状态监测。但设备种类繁多，且由不同设备制造厂家提供，都以不联网的方式单机运行。

为了实现对全厂生产设备的联网、生产数据的统一采集和统一处理、对生产过程的统一集中监控，目前的技术方法通常是针对具体的生产设备以及所要采集的信号，研制一个专用的硬件装置，对这些信号作特定的逻辑处理，以实现特定的业务功能。因为这些装置都是专用的硬件装置，通用性、适应性差，使得整个监控系统的设备种类多，部署成本和维护成本高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，实现全厂纺织生产设备的联网、运行状态监测、运行信息和运行数据采集、生产过程实时监控，既可降低整套系统的部署成本，又可便于系统的维护，降低维护成本。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本实用新型提出的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，包括开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块、处理模块；其中，开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块均与处理模块连接。

作为本实用新型的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置进一步的优化方案，所述处理模块为单片机处理器。

作为本实用新型的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置进一步的优化方案，所述单片机处理器为AT89S51单片机。

作为本实用新型的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置进一步的优化方案，所述A/D采样模块为AD7705芯片。

作为本实用新型的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置进一步的优化方案，所述D/A输出模块为AOT 485/232-U(A) D/A转换器。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）为纺织企业的生产数据采集和生产过程实时监控设计了一个通用的硬件装置，在电气特性上能接入任何纺织生产设备；

（2）对不同纺织设备的电气信号，通过加载不同的业务处理方法，就能专门用于该纺织设备的数据采集和生产状态监控；

（3）用一个通用的硬件装置，实现全厂纺织生产设备的联网、运行状态监测、运行信息和运行数据采集、生产过程实时监控，既可降低整套系统的部署成本，又可便于系统的维护，降低维护成本。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型装置接入任何纺织生产设备的电气信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型是为纺织企业实现生产数据实时采集和生产过程实时监控而研制的一个通用设备，对开关量信号、脉冲信号、通信信号等接口，在电气特性上完全通用和标准，可和任何纺织生产设备的电气控制系统的电气接口对接。整个装置是一个通用硬件装置，只要加载不同的处理方法，对接入的外部电气信号作相应的业务逻辑处理，即可实现对该纺织生产设备的运行信息、生产数据实时采集和运行状态实时监控，并通过现场 RS485 通信总线，和后台系统进行联网通信，实现对全厂所有生产设备联网、生产数据统一采集和统一处理、生产过程统一集中监控。

本实用新型的总构思：

1）反映设备运行状态、运行信息或生产数据的信号分为三大类：一类是开关量信号，第二类是脉冲信号，第三类是模拟信号。每一类信号又包括输入信号和输出信号两种。整个设备的电气控制系统就是对这三类信号的业务逻辑处理。因此，通过并联接入这些信号，就能实现对设备运行信息、运行状态和运行数据的采集，通过输出相应的信号，就能对设备的运行进行控制；

2）从这些电气信号中采集到设备的运行信息后，通过对这些信息实施相应的分析处理方法后，如果设计有 RS485 通信总线，就能将这些信息的分析处理结果送到后台服务器进行统一的集中处理，实现对全厂生产过程的统一监控。同时，通过RS485通信总线，由后台系统下发相应的控制命令到本装置上，由本装置通过信号输出端口，控制纺织设备的运行，实现生产设备按策略运行；

3）如果纺织设备还有其它智能控制系统，通过设计有 RS485/RS232 通信端口，可以和本地的纺织设备上的其它智能控制系统进行互联互通，并且对该通信端口上所收发的数据信息既可以进行业务逻辑处理，也可以将收发的数据信息直接交换到和后台服务器进行通信的 RS485 端口上，为后台服务器和其它智能控制系统之间实现透明的信息传送；

4）在硬件上，设计为相同的硬件平台，在硬件上看完全是一个相同的装置。以便整个数据采集和生产监控系统部署时采用相同的硬件装置，减轻部署成本和维护成本。

因此，本实用新型是一个通用的硬件装置。对外设计有一定数量的开关量信号的输入端口、开关量信号的输出端口、脉冲信号的输入端口、脉冲信号的输出端口、模拟信号量的输入端口、模拟信号的输出端口，可以实现开关量信号、脉冲信号、模拟量信号的输入与输出。对某一纺织生产设备进行数据采集和运行监控时，只要将设备的电气信号端子接在本实用新型的上述信号端口上。在相同的硬件装置上，通过加载与特定纺织生产设备相对应的信号分析处理方法，就能对该生产设备的运转情况、生产数据进行采集。

5）设计有 RS485总线通信接口。可以通过同一条总线，将生产车间里的多台本实用新型接入在同一条 RS485 总线上，并接入在 RS485/TCP IP协议转换器下，实现全厂设备的联网。将采集器所采集到的生产数据、设备运行状态和运行信息上报给后台应用系统，以进行统一的数据分析处理。接受来自后台的控制命令，对生产设备的电气信号或者纺织生产设备上的其它智能控制系统进行控制，以实现全厂生产过程的统一控制。

如图1所示是本实用新型的示意图，纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，包括开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块、处理模块；其中，开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块均与处理模块连接。

所述处理模块为单片机处理器。所述单片机处理器为AT89S51单片机。所述A/D采样模块为AD7705芯片。所述D/A输出模块为AOT 485/232-U(A) D/A转换器。

处理模块是整个设备的核心部件，其它部件都是其外围部件。处理模块采用单片机，单片机在加载相应的业务处理方法后，就能实现整个设备的总业务功能，协调各个外围部件之间的业务逻辑流程。单片机可以以中断方式或者查询方式来响应外部的开关量输入信号、脉冲输入信号以及 A/D采样值。单片机处理部件可以根据业务需要，输出开关量信号、脉冲信号，并通过 D/A输出部件和输出信号放大部件输出模拟量信号。还可以通过 RS232 或 RS485 通信部件，实现和本地的智能控制系统或者后端服务器系统之间的双向通信，实现联网或联动控制。

开关量信号输入模块和脉冲信号输入模块，实现对纺织生产设备的开关量电气信号的输入或脉冲信号的输入，对外部信号光耦隔离、信号去抖动处理后输出给单片机的 I/O输入管脚，由单片机对输入的开关量信号或脉冲信号进行相应的中断处理或查询处理。本实用新型支持 16路开关量信号和16路脉冲信号的输入。

开关量信号输出模块和脉冲信号输出模块，实现对纺织生产设备的开关量电气信号的输出或脉冲信号的输出，对外部信号光耦隔离，接入在 CPU 的 I/O输出管脚。CPU在业务逻辑处理过程中，根据业务逻辑需要，可以通过开关量信号输出部件和脉冲信号输出部件，向外部输出开关量信号或脉冲信号。本实用新型支持 8路开关量信号和8路脉冲信号的输出。

模拟信号输入调理模块用于对外部输入信号的放大、滤波、调整、补偿、调制、解调等。A/D采样模块通过专用的 A/D芯片，对经过调理处理后的外部模拟信号进行数字化处理，数字化的数据保存在寄存器中，供单片机查询或以中断方式读取寄存器中的 A/D采样值。如果需要输出模拟信号，则可以由单片机控制，根据业务需要输出响应的数据到 D/A转换部件的指定寄存器中，数模转换后通过模拟信号放大部件输出响应的模拟信号到纺织设备的信号端子，作为设备的信号输入。本实用新型支持 8 路A/D、D/A转换。

远程 RS485 通信模块用于实现和后台服务器系统的通信。在使用过程中，配置 RS485/TCP IP转换器，就能实现全厂设备的联网通信。

本地 RS485/RS232 通信模块用于实现和本地纺织设备上其它智能控制系统的通信，接收来自其它智能系统的数据并进行处理，也可以向其它智能系统发送数据。同时，还能实现本地 RS485/RS232 与远程 RS485 之间数据透明传输，为后台系统和其它智能系统之间提供透明的数据传输通道。

如图2所示是本实用新型装置接入任何纺织生产设备的电气信号示意图, 本实用新型用于纺织生产企业，通过本本实用新型的装置接入任何纺织生产设备的电气信号，在这个装置上加载相应的信号和业务处理方法后，可以对企业中的任何纺织生产设备联网，采集设备的运行信息，实现对生产设备运行状态的实时监测、生产数据实时采集、生产过程的实时监控。

Claims (5)

1.纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，其特征在于，包括开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块、处理模块；其中，开关量信号输入模块、开关量信号输出模块、脉冲信号输入模块、脉冲信号输出模块、模拟信号输入调理模块、A/D采样模块、输出信号放大模块、D/A输出模块、本地RS232通信模块、本地RS485通信模块、远程RS485通信模块均与处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，其特征在于，所述处理模块为单片机处理器。

3.根据权利要求2所述的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，其特征在于，所述单片机处理器为AT89S51单片机。

4.根据权利要求1所述的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，其特征在于，所述A/D采样模块为AD7705芯片。

5.根据权利要求1所述的纺织生产过程监控与生产数据采集的通用装置，其特征在于，所述D/A输出模块为AOT 485/232-U(A) D/A转换器。