CN212160434U - 一种新型感应设备冷却水监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型感应设备冷却水监控系统，包括冷却水传感器组、IO‑Link主控板、工业交换机、PLC控制器，冷却水传感器组通过线路连接IO‑Link主控板的输入端，IO‑Link主控板的输出端通过Profinet网络连接工业交换机，IO‑Link主控板用于汇总冷却水传感器组的传感器信号，并将传感器信号转换后并入总线网络，工业交换机通过线路连接PLC控制器，PLC控制器通过工业以太网连接工业路由器，工业路由器连接远程访问终端，远程访问终端用于远程分析、调试；本实用新型同现有技术相比，能够提升冷却水信号的反馈维度，让信号连续不间断，并能够反映冷却水的变化趋势，同时降低了维护保养及时间成本。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及实型铸造及加热技术领域，具体地说是一种新型感应设备冷却水监控系统。
[背景技术]
以往国内外对于感应设备冷却水的监控都大同小异，基本采用带电节点开关的形式采集温度和流量信息，其特点是在温度或流量突破预先设定在开关上的报警值后，再发出报警或产生其他保护动作，其缺点是无法做到实时监控，而且只单独有一个或两个开关触点，可靠性、易用性、功能性都不稳定；少数在自动化监控和管理有较高要求的企业使用了全模拟量监控感应设备冷却水，这让PLC增加了大量的模拟量模块，和信号屏蔽线路，同时带来了采购和维修成本的增加，而且时常受到模拟量信号干扰，传输不稳定，模拟量传感器损坏等其他不稳定因素影响，从而破坏了生产的连续性。
目前，在高度自动化的智能工厂场景中，IO-Link的优势已被证明而且非常有用。IO-Link通信标准使得从控制器到传感器的传输过程变得更加透明，尤其在工业4.0的发展趋势下，业界对IO-Link兴趣日益增大。IO-Link通信标准提供了许多好处，最重要的是降低了机器的成本，使生产流程更有效，并能显著提高了机器和系统的可用性。因此，若能实现IO-Link配套传感器在感应设备冷却水领域的全新监控应用，将具有非常重要的意义。
[实用新型内容]
本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种新型感应设备冷却水监控系统，能够提升冷却水信号的反馈维度，让信号连续不间断，并能够反映冷却水的变化趋势，同时降低了维护保养及时间成本。
为实现上述目的设计一种新型感应设备冷却水监控系统，包括冷却水传感器组1、IO-Link主控板2、工业交换机3、PLC控制器4、工业路由器6、远程访问终端7，所述冷却水传感器组1通过线路连接IO-Link主控板2的输入端，所述IO-Link主控板2的输出端通过Profinet网络连接工业交换机3，所述IO-Link主控板2用于汇总冷却水传感器组1的传感器信号，并将传感器信号转换后并入总线网络，所述Profinet网络用于收集IO-Link主控板2的主控信号，并实现IO-Link主控板2与工业交换机3之间的双向通讯，所述工业交换机3通过线路连接PLC控制器4，所述PLC控制器4通过工业以太网连接工业路由器6，所述工业路由器6连接远程访问终端7，所述远程访问终端7用于远程分析、调试。
进一步地，所述冷却水传感器组1包括炉体冷却回水支路的流量及温度传感器、感应设备电源的流量传感器、水系统泵站的温度及流量传感器，各传感器均适配有IO-Link通讯协议，且接口均为快插式连接，各传感器所有检测信号均通过网络协议传输。
进一步地，所述IO-Link主控板2为汇总所有传感器信号的主控面板，所述IO-Link主控板2上设有多个信号电缆快插接口，并通过信号电缆快插接口与冷却水传感器组1连接。
进一步地，还包括HMI显示与监控系统5，所述PLC控制器4通过线路连接HMI显示与监控系统5，所述HMI显示与监控系统5用于显示感应设备水系统状态。
本实用新型同现有技术相比，通过利用IO-Link主控板搭建多路感应设备冷却水信号收集回路，再由工业以太网传输所有来自IO-Link协议的传感器信息至主站PLC，而PLC内部限定了各种信号的有效范围，并可转换成数字及图表实时显示于操作屏幕上，从而利于观察和分析，最终实现提升冷却水信号的反馈维度，让信号连续不间断，并能够反映冷却水的变化趋势；同时简化传感器回路的复杂局面，所有同类传感器可以通用，不存在物理按键，不需要设置IP地址和报警上下限，降低了维护保养及时间成本，值得推广应用。
[附图说明]
图1是本实用新型的原理示意图；
图中：1、冷却水传感器组 2、IO-Link主控板 3、工业交换机 4、PLC控制器 5、HMI显示与监控系统 6、工业路由器 7、远程访问终端。
[具体实施方式]
下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：
如附图1所示，本实用新型提供了一种新型感应设备冷却水监控系统，包括冷却水传感器组1、IO-Link主控板2、工业交换机3、PLC控制器4、工业路由器6、远程访问终端7，冷却水传感器组1通过线路连接IO-Link主控板2的输入端，IO-Link主控板2的输出端通过Profinet网络连接工业交换机3，IO-Link主控板2用于汇总冷却水传感器组1的传感器信号，并将传感器信号转换后并入总线网络，Profinet网络用于收集IO-Link主控板2的主控信号，并实现IO-Link主控板2与工业交换机3之间的双向通讯，工业交换机3通过线路连接PLC控制器4，PLC控制器4通过工业以太网连接工业路由器6，工业路由器6连接远程访问终端7，远程访问终端7用于远程分析、调试。
其中，冷却水传感器组1包括炉体冷却回水支路的流量及温度传感器、感应设备电源的流量传感器、水系统泵站的温度及流量传感器，各传感器均适配有IO-Link通讯协议，且接口均为快插式连接，各传感器所有检测信号均通过网络协议传输，IO-Link主控板2为汇总所有传感器信号的主控面板，IO-Link主控板2上设有多个信号电缆快插接口，并通过信号电缆快插接口与冷却水传感器组1连接。还包括HMI显示与监控系统5，PLC控制器4通过线路连接HMI显示与监控系统5，HMI显示与监控系统5用于显示感应设备水系统状态。
本实用新型的工作原理为：利用IO-Link通讯协议组件感应设备冷却水系统中的温度和流量传感器，传感器信号经过主控系统转换后并入现场总线网络，在PLC内部对来自不同炉体不同种类的水系统信号进行种类划分、限制划分、报警值划分，再统一制作可视化曲线显示并归类存入存储单元，用于日后的数据对比与分析。同时，所有的传感器信息可通过工业以太网远程访问，可远程针对IO-Link设备进行诊断分析，IO-Link为用户提供了每个设备的错误和健康状况，这意味着终端不仅可以看到传感器在做什么，还可以看到它的性能如何，这是对机器效率的宝贵洞察。此外，通过IO-Link提供的更全面的信息还将允许主动维护和资产管理，扩展诊断允许用户轻松识别传感器发生故障并诊断问题而不需要关闭线路或停止电炉水系统运转，是提升感应设备安全的重要手段。
本实用新型中，冷却水传感器组1包括了炉体冷却回水支路的流量传感器和温度传感器，感应设备电源的流量传感器，水系统泵站的温度及流量传感器；传感器需适配IO-Link通讯协议，接口为快插式连接，不需要额外的报警设置物理按键，仅需带数字式显示当前测量值，所有检测信号都通过网络协议传输。IO-Link主控板2为汇总所有传感器信号的主控面板，拥有多个信号电缆快插接口，同时主控系统拥有独立的网络IP地址，方便网络访问，并且在总线上可并接无限多个IO-Link主控系统，以IP地址区分各自负责的区域或者不同冷却功能。Profinet网络系统用于收集网络上的所有子站及IO-Link主控信号和双向通讯，其包含工业交换机和网络电缆快速插头，而其简单易用的四芯屏蔽铜绞线通讯电缆在感应设备工业场合，则有运作稳定、抗干扰能力强、传输距离远等优点。
PLC控制系统拥有更快的运算速度可更大的记忆卡存储介质，在处理基本的逻辑指令的同时，还可以运算并存储需要的模拟量和数字量信号，用于图表的显示制作以及数据集分析。HMI显示与监控系统主要面对现场操作人员，直观了解目前的感应设备水系统状态，对其设备的操作及维护保养存在指导意义。工业以太网包括连接网络设备的电缆和工业路由器设备，其主要目的是达到远程访问及诊断的可能，在设备存在问题时，远程访问可让分析人员突破距离上的限制，在故障处理及生产工艺优化方面有着积极意义。远程访问系统包括远程访问的硬件介质，如PC、PDA、甚至手机都可以是访问的发起者，并拥有分级分类管理的登录划分制度，在允许的权限内可以查看数据报告，或在工程师级别可以更改传感器的设置和参数，做到远程分析、调试服务功能。
以下为实现感应炉逆变电源与炉体隔离系统所需元件清单：8套IO-Link温度传感器、8套IO-Link流量传感器、1套IO-Link主控板、1套西门子PLC控制系统、1套西门子编程软件、若干套Profinet通讯电缆及接口、1套工业交换机、1套工业路由器、1套触摸屏及管理软件。
系统安装完成后，需对感应设备冷却水系统回传的所有流量及温度数据在PLC内部进行分类编号，设置报警点和限制以及对应的存储单元。如需要存储的信息量超出PLC存储池，需在上位机内建立数据库存储和定期清理功能，再以此数据为素材制作对应不同感应系统的冷却水监控图表和趋势，包括运行情况分析和故障预处理分析。
本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新型感应设备冷却水监控系统，其特征在于：包括冷却水传感器组(1)、IO-Link主控板(2)、工业交换机(3)、PLC控制器(4)、工业路由器(6)、远程访问终端(7)，所述冷却水传感器组(1)通过线路连接IO-Link主控板(2)的输入端，所述IO-Link主控板(2)的输出端通过Profinet网络连接工业交换机(3)，所述IO-Link主控板(2)用于汇总冷却水传感器组(1)的传感器信号，并将传感器信号转换后并入总线网络，所述Profinet网络用于收集IO-Link主控板(2)的主控信号，并实现IO-Link主控板(2)与工业交换机(3)之间的双向通讯，所述工业交换机(3)通过线路连接PLC控制器(4)，所述PLC控制器(4)通过工业以太网连接工业路由器(6)，所述工业路由器(6)连接远程访问终端(7)，所述远程访问终端(7)用于远程分析、调试。
2.如权利要求1所述的新型感应设备冷却水监控系统，其特征在于：所述冷却水传感器组(1)包括炉体冷却回水支路的流量及温度传感器、感应设备电源的流量传感器、水系统泵站的温度及流量传感器，各传感器均适配有IO-Link通讯协议，且接口均为快插式连接，各传感器所有检测信号均通过网络协议传输。
3.如权利要求2所述的新型感应设备冷却水监控系统，其特征在于：所述IO-Link主控板(2)为汇总所有传感器信号的主控面板，所述IO-Link主控板(2)上设有多个信号电缆快插接口，并通过信号电缆快插接口与冷却水传感器组(1)连接。
4.如权利要求1、2或3所述的新型感应设备冷却水监控系统，其特征在于：还包括HMI显示与监控系统(5)，所述PLC控制器(4)通过线路连接HMI显示与监控系统(5)，所述HMI显示与监控系统(5)用于显示感应设备水系统状态。
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