CN205983176U - 一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置 - Google Patents

一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及工业物联网和智能制造技术领域，尤其涉及一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，包括工业现场参数采集终端、路由设备节点、中央计算机控制系统、协调器节点、执行装置、系统网关和云计算平台。所述工业现场参数采集终端包括n组传感器和终端设备节点；所述执行装置包括送料装置和数控机床；所述云计算平台包括数据库系统、存储云和应用云。本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，结合传感器技术、数据采集技术、控制技术、无线数据通信技术和云计算及存储技术，较好地解决了工业制造领域信息化程度低、自动化程度不高、工业制造现场需要工人值守与干预、制造效率不高以及人工决策不准确等问题。

Description

一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置
技术领域
本实用新型涉及工业物联网和智能制造技术领域，尤其涉及一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置。
背景技术
工业物联网是指将不同的传感器设备(如RFID装置、导航定位装置、安防设备)与工业以太网结合起来，形成“物物相连的互联网”。一个国家工业制造智能化水平的高低，很大程度上取决于工业物联网的使用程度。当前国家大力推广工业信息化，通过信息通信技术和虚拟网络实体物理网络系统的结合，传统的制造业将向智能化转型，最终建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式已经成为工业制造领域的发展趋势。
传统的工业制造领域与基于工业物联网技术的制造领域相比，具有以下几个方面的不足：一是传统的工业制造现场需要人工进行干预，工业制造自动化水平不高；二是传统的工业制造现场的信息的采集比较分散，不能远程对工业现场信息进行采集，造成制造过程中决策信息依赖工人的经验知识，决策信息不准确；三是传统的工业制造管理过程比较分散，信息化程度低，管理效率不高。
发明内容
为解决上述的技术问题，本实用新型提出了一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，包括工业现场参数采集终端、路由设备节点、中央计算机控制系统、协调器节点、执行装置、系统网关和云计算平台。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述工业现场参数采集终端包括传感器1、终端设备节点1、传感器n以及终端设备节点n，所述传感器与终端设备节点相连接，实现工业现场参数的获取与状态控制。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述工业现场参数采集终端通过无线通信方式和路由设备节点连接，路设备节点实现路由和转发工业现场参数。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述路由设备节点和协调器节点相连接，协调器节点负责工业物联网的建立、网络节点的管理，也可存储网络节点信息。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述协调器节点通过系统网关和云计算平台连接，系统网关实现工业现场参数采集终端和云计算平台之间的数据和命令的转发。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述路由设备节点还和中央计算机控制系统相连接，路由设备节点转发云计算平台发送的决策控制信息给中央计算机控制系统。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述中央计算机控制系统还和执行装置相连接，执行装置包括送料装置和数控机床，中央计算机控制系统根据云计算平台的决策信息控制执行装置动作。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，所述云计算平台包括存储云、应用云和数据库系统，存储云存储工业现场参数采集终端采集的工业参数信息并实现信息共享，应用云根据存储云存储的工业参数信息和数据库系统进行科学决策，然后将对执行装置的控制参数信息通过系统网关等发送给中央计算机控制系统，实现整个工业制造大系统的闭环计算机数字控制。
工作原理：一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置主要由分布在工业车间端的工业现场参数采集终端、执行装置和路由设备节点，分布在中央控制机房的中央计算机控制系统、协调器节点和系统网关，分布在远程云计算中心的云计算平台三大部分组成。工业现场采集终端中的传感器采集工业车间端的工业制造现场参数信息(比如物料信息、车床运动位置信息等)后发送给终端设备节点，在中央计算机控制系统的控制下，不同的终端设备节点将不同的传感器获得的参数信息滤波处理后通过无线或有线网络通信的方式传递给路由设备节点，路由设备节点再通过协调器节点和系统网关将工业制造现场参数信息转发给分布在远端的云计算平台。云计算平台的存储云存储工业现场参数采集终端采集的工业参数信息并实现不同车间端的信息共享，应用云根据存储云存储的工业参数信息和数据库系统的历史信息进行科学决策，然后将执行装置的控制参数信息通过系统网关等发送给中央计算机控制系统，中央计算机控制系统根据云计算平台计算的控制量对送料装置和数控机床进行闭环控制。另一方面，终端设备节点采集的工业现场视频信息可以实时地传输到中央计算机控制系统或远程云计算平台，工厂管理人员可以实时对车间现场信息进行监控并及时作出决策。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，结合传感器技术、数据采集技术、控制技术、无线数据通信技术和云计算及存储技术，较好地解决了工业制造领域信息化程度低、自动化程度不高、工业制造现场需要工人值守与干预、制造效率不高以及人工决策不准确等问题。
附图说明
图1工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置的结构框图1：1为工业现场参数采集终端、2为ER5200路由器、3为工控计算机、4为协调器节点、5为执行装置、6为系统网关、7为阿里云计算平台。其中101为运动传感器，102和105为嵌入式处理器，103和106为视频采集系统，104为物位传感器，501为直流电机，502为数控机床，701为MySQL数据库系统，702为存储云，703为应用云。
图2工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置的结构框图2：1为工业现场参数采集终端、2为DI-7100路由器、3为天拓TMPC-1415工控计算机、4为协调器节点、5为执行装置、6为IBM服务器网关、7为华为云计算平台。其中101为运动传感器，102和105为S3C6410处理器，103和106为摄像头，104为物位传感器，501为步进电机，502为数控铣床，701为SQL数据库，702为磁盘阵列，703为应用云。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型所述的工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
实施例1
如图1所示，本实用新型所述的工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，包括工业现场参数采集终端、ER5200路由器、工控计算机、协调器节点、执行装置、系统网关、阿里云计算平台。所述工业现场参数采集终端包括运动传感器、物位传感器、视频采集系统和嵌入式处理器；所述执行装置包括直流电机和数控机床；所述阿里云计算平台包括MySQL数据库系统、存储云和应用云。所述工业现场参数采集终端和ER5200路由器相连接；所述ER5200路由器和工控计算机相连接；所述ER5200路由器和协调器节点相连接；所述协调器节点和系统网关相连接；所述系统网关和阿里云计算平台相连接。
工作原理：一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置主要由分布在工业车间端的工业现场参数采集终端、执行装置和ER5200路由器，分布在中央控制机房的工控计算机、协调器节点和系统网关，分布在远程云计算中心的阿里云计算平台三大部分组成。工业现场采集终端中的运动传感器和物位传感器分别采集工业车间端的工业制造现场物位信息和车床运动信息后发送给嵌入式处理器，在工控计算机的控制下，位于不同车间的嵌入式处理器将各自传感器获得的参数信息滤波处理后通过无线网络通信的方式传递给ER5200路由器，ER5200路由器通过协调器节点和系统网关将工业制造现场参数信息转发给分布在远端的阿里云计算平台。阿里云计算平台的存储云存储工业现场参数采集终端采集的工业参数信息并实现不同车间端的信息共享，应用云根据存储云存储的工业参数信息和MySQL数据库系统的历史信息进行科学决策，然后将执行装置的控制参数信息通过系统网关等设备发送给工控计算机，工控计算机根据阿里云计算平台计算的控制量对驱动送料装置的直流电机和数控机床进行闭环控制。另一方面，不同车间的嵌入式处理器控制视频采集系统采集的工业现场视频信息并实时地传输到工控计算机或远程阿里云计算平台存储，工厂管理人员可以实时对车间现场信息进行监控并及时作出决策。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，结合传感器技术、数据采集技术、控制技术、数据通信技术和云计算及云存储技术，较好地解决了工业制造领域信息化程度低、自动化程度不高、工业制造现场需要工人值守与干预、制造效率不高以及人工决策不准确等问题。
实施例2
如图2所示，本实用新型所述的工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，包括工业现场参数采集终端、DI-7100路由器、天拓TMPC-1415工控计算机、协调器节点、执行装置、IBM服务器网关、华为云计算平台。所述工业现场参数采集终端包括运动传感器、物位传感器、摄像头和S3C6410处理器；所述执行装置包括步进电机和数控铣床；所述华为云计算平台包括SQL数据库系统、磁盘阵列和应用云。所述工业现场参数采集终端和DI-7100路由器相连接；所述DI-7100路由器和天拓TMPC-1415工控计算机相连接；所述DI-7100路由器和协调器节点相连接；所述协调器节点和IBM服务器网关相连接；所述IBM服务器网关和华为云计算平台相连接。
工作原理：一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置主要由分布在工业车间端的工业现场参数采集终端、执行装置和DI-7100路由器，分布在中央控制机房的天拓TMPC-1415工控计算机、协调器节点和IBM服务器网关，分布在远程云计算中心的华为云计算平台三大部分组成。工业现场采集终端中的运动传感器和物位传感器分别采集工业车间端的工业制造现场物位信息和车床运动信息后发送给S3C6410处理器，在天拓TMPC-1415工控计算机的控制下，位于不同车间的S3C6410处理器将各自传感器获得的参数信息滤波处理后通过无线网络通信的方式传递给DI-7100路由器，DI-7100由器通过协调器节点和IBM服务器网关将工业制造现场参数信息转发给分布在远端的华为云计算平台。华为云计算平台的磁盘阵列存储工业现场参数采集终端采集的工业参数信息并实现不同车间端的信息共享，应用云根据磁盘阵列存储的工业参数信息和SQL数据库的历史信息进行科学决策，然后将执行装置的控制参数信息通过IBM服务器网关等设备发送给天拓TMPC-1415工控计算机，天拓TMPC-1415工控计算机根据华为云计算平台计算的控制量对驱动送料装置的步进电机和数控铣床进行闭环控制。另一方面，不同车间的S3C6410处理器控制摄像头采集的工业现场视频信息并实时地传输到天拓TMPC-1415工控计算机或远程华为云计算平台存储，工厂管理人员可以实时对车间现场信息进行监控并及时作出决策。
本实用新型所述的一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，结合传感器技术、数据采集技术、控制技术、无线数据通信技术和云计算及存储技术，较好地解决了工业制造领域信息化程度低、自动化程度不高、工业制造现场需要工人值守与干预、制造效率不高以及人工决策不准确等问题。

Claims (2)

1.一种工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，包括工业现场参数采集终端、路由设备节点、中央计算机控制系统、协调器节点、执行装置、系统网关和云计算平台；所述工业现场参数采集终端通过无线通信方式和路由设备节点连接；所述路由设备节点和协调器节点相连接；所述路由设备节点还和中央计算机控制系统相连接；所述协调器节点通过系统网关和云计算平台连接；所述中央计算机控制系统还和执行装置相连接。
2.按照权利要求1所述的工业物联网传感采集和柔性制造辅助装置，其特征在于：所述工业现场参数采集终端包括传感器1、终端设备节点1、传感器n以及终端设备节点n，所述传感器与终端设备节点相连接，实现对工业现场参数的获取与状态控制。
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