煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于DCS(集散控制系統(tǒng))模式下的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，由智能IC卡、IC讀卡器、觸摸屏、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)和可編程邏輯控制器PLC組成，智能IC卡的輸出/輸入端通至IC讀卡器的輸入/輸出端，IC讀卡器的輸出/輸入端與觸摸屏的COM2通信接口通信聯(lián)接，觸摸屏的輸出/輸入端通過(guò)RS232總線與可編程邏輯控制器PLC的COM1通信接口通信聯(lián)接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的輸出/輸入端通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)輸接至觸摸屏的RJ45以太網(wǎng)接口。本實(shí)用新型能夠?qū)⒉僮魅藛T的操作記錄、配方數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品質(zhì)量等作為一種數(shù)據(jù)信息提取出來(lái)，作為專家數(shù)據(jù)庫(kù)的建立以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)追憶的依據(jù)，為系統(tǒng)控制的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。
【專利說(shuō)明】煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型內(nèi)容屬于工業(yè)自動(dòng)化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，其技術(shù)方案適用于煉鎂爐加熱、給料、卸料的過(guò)程自動(dòng)控制，為建立工藝參數(shù)專家數(shù)據(jù)錄提供依據(jù)，也適用于相似冶煉合金用礦熱爐加熱系統(tǒng)的自動(dòng)控制，同時(shí)還適用于過(guò)程自動(dòng)控制的專家系統(tǒng)的建立。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)鎂冶煉爐以往的操作工藝自動(dòng)控制過(guò)程中，產(chǎn)品質(zhì)量很大程度上取決于工作人員的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)和工藝參數(shù)?，F(xiàn)有煉鎂爐操作系統(tǒng)一般只有對(duì)爐體加熱、給料、卸料等工序自動(dòng)檢測(cè)與控制功能，卻沒(méi)有針對(duì)操作人員的數(shù)據(jù)管理功能，不能為操作控制系統(tǒng)的優(yōu)化提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于DCS (集散控制系統(tǒng))模式下的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，它能夠?qū)⒉僮魅藛T的操作記錄、配方數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品質(zhì)量等作為一種數(shù)據(jù)信息提取出來(lái)，作為專家數(shù)據(jù)庫(kù)的建立以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)追憶的依據(jù)，為系統(tǒng)控制的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案是:
[0005]一種煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，由智能IC卡、IC讀卡器、觸摸屏、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)和可編程邏輯控制器PLC組成，智能IC卡的輸出/輸入端通至IC讀卡器的輸入/輸出端，IC讀卡器的輸出/輸入端與觸摸屏的COM2通信接口通信聯(lián)接，觸摸屏的輸出/輸入端通過(guò)RS232總線與可編程邏輯控制器PLC的COMl通信接口通信聯(lián)接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的輸出/輸入端通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)輸接至觸摸屏的RJ45以太網(wǎng)接口。
[0006]上述煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)中，智能IC卡采用13.56MHZ的IC射頻卡。
[0007]上述煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)中，觸摸屏采用型號(hào)為TPC1561Hi的昆侖通態(tài)觸摸屏。
[0008]上述煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)中，可編程邏輯控制器PLC采用臺(tái)達(dá)DVP-EH系列的控制器。
[0009]上述煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)中，IC讀卡器采用型號(hào)為WM-17U型RF系列的IC卡讀卡器。
[0010]實(shí)際工作中，煉鎂爐的溫度、壓力等測(cè)試信號(hào)通過(guò)各自的變送器傳送給可編程邏輯控制器PLC，通過(guò)后者對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析處理，輸出信號(hào)控制電爐的加熱、抽真空、冷卻等工作程序，以現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏作為監(jiān)控人機(jī)界面，PLC作為測(cè)控主機(jī)與觸摸屏、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)煉鎂爐冶煉系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、配方修改、控制模式選擇以及工藝過(guò)程的本地和遠(yuǎn)程雙層在線監(jiān)控功能，并將生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)中；現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理；IC讀卡器與現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏COM2接口通信，它能將工作人員信息和配方信息、試驗(yàn)結(jié)果等重要信息記錄到IC射頻卡對(duì)應(yīng)人員信息的數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作記錄以IC卡號(hào)為索引，記錄在觸摸屏具有掉電保存功能的SD卡中。通過(guò)對(duì)IC卡數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析，可以得出配方數(shù)據(jù)、系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)而判定技術(shù)人員的操作對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量以及所用能耗等參數(shù)的影響程度，為專家數(shù)據(jù)庫(kù)以及系統(tǒng)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)依據(jù)，企業(yè)則可根據(jù)個(gè)人IC卡信息對(duì)員工進(jìn)行能力評(píng)估以及事故責(zé)任追究。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在人員操作處增加了智能IC卡管理模式，由此構(gòu)建了一套新型煉鎂爐智能自動(dòng)控制系統(tǒng)，其所實(shí)現(xiàn)的具體功能如下所述。
[0012]1、操作人員使用前，在觸摸屏或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)旁利用IC射頻卡通過(guò)IC讀卡器將個(gè)人信息輸入到系統(tǒng)中，才能啟動(dòng)煉鎂爐自動(dòng)控制系統(tǒng)(防止沒(méi)有權(quán)限的人員修改數(shù)據(jù))，然后才可以進(jìn)行生產(chǎn)工藝參數(shù)的修改。
[0013]2、觸摸屏作為系統(tǒng)的監(jiān)控人機(jī)界面，它一方面通過(guò)RS232總線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集可編程邏輯控制器PLC的數(shù)據(jù)信息，另一方面通過(guò)其COM2通信接口與IC讀卡器自動(dòng)檢測(cè)IC卡的信息，再就是通過(guò)其RJ45以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；系統(tǒng)有兩種控制模式，一是PLC根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)采集模擬信號(hào)并獨(dú)立運(yùn)行，二是接收遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或觸摸屏命令實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)(或手動(dòng))控制多路物料轉(zhuǎn)送閥門的程序化啟閉，同時(shí)監(jiān)測(cè)控制加熱電極的電壓，冷卻系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等。
[0014]3、觸摸屏與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用聯(lián)網(wǎng)控制模式，實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的同步。在操作界面上以工藝流程動(dòng)畫(huà)的方式呈現(xiàn)，可以在線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)煉鎂爐冶煉過(guò)程，進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查詢和統(tǒng)計(jì)分析。
[0015]4、煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)在完成單次冶煉或連續(xù)冶煉工藝后，將記錄的配方、設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)以及產(chǎn)品信息等數(shù)據(jù)通過(guò)與觸摸屏COM2通信接口的IC讀卡器保存到智能IC卡中，并將操作過(guò)程記錄以IC卡號(hào)為主鍵模式自動(dòng)記錄到觸摸屏的掉電保存SD卡中，以備以后進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)分析，工作人員也可在計(jì)算機(jī)上通過(guò)IC卡號(hào)對(duì)操作記錄進(jìn)行檢索查詢。
[0016]5、通過(guò)觸摸屏的RJ45標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的共享，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)將交互的數(shù)據(jù)信息與工藝流程相結(jié)合，以動(dòng)畫(huà)和數(shù)據(jù)曲線的形式全程在線監(jiān)控?zé)掓V爐的冶煉過(guò)程。
[0017]6、本實(shí)用新型采用智能IC卡信息自動(dòng)輸入觸摸屏后才能登陸系統(tǒng)的模式提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的安全性能，也可以通過(guò)IC卡記錄的信息方便的進(jìn)行考勤管理，專家數(shù)據(jù)庫(kù)建立以及事故后處理查詢。還可以按照具體操作人員計(jì)算工作效率，材料消耗等，從而確定合理的工藝規(guī)程，提高生產(chǎn)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào)I為IC讀卡器，2為觸摸屏，3為可編程邏輯控制器PLC，4為智能IC卡，5為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型所述的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)采用的是智能IC卡4、IC讀卡器1，觸摸屏2、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)5、可編程邏輯控制器PLC作為主體框架，智能IC卡4的輸出/輸入端通至IC讀卡器I的輸入/輸出端，IC讀卡器I的輸出/輸入端與觸摸屏2的COM2通信接口通信聯(lián)接，觸摸屏2的輸出/輸入端通過(guò)RS232總線與可編程邏輯控制器PLC3的COMl通信接口通信聯(lián)接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)5的輸出/輸入端通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)輸接至觸摸屏2的RJ45以太網(wǎng)接口。工作中，通過(guò)IC讀卡器I與觸摸屏2的COM2接口進(jìn)行聯(lián)機(jī)操作，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)5與觸摸屏2的RJ5以太網(wǎng)接口進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，解決了生產(chǎn)計(jì)算機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)操作性能不穩(wěn)定無(wú)法記錄數(shù)據(jù)和在線監(jiān)控的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制。
[0021]本實(shí)用新型應(yīng)用方案中，讀卡器與觸摸屏通訊設(shè)備驅(qū)動(dòng)采用組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)向?qū)Ш蚔isual Basic聯(lián)合開(kāi)發(fā)，根據(jù)具體的讀卡器通信協(xié)議，由組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)向?qū)芍黧w框架，通過(guò)Visual Basic計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行具體功能程序設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型使用IC讀卡器與現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏聯(lián)機(jī)模式，設(shè)計(jì)了雙通道數(shù)據(jù)鏈路與觸摸屏數(shù)據(jù)庫(kù)變量的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏對(duì)IC信息的自動(dòng)獲取，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)將操作人員的試驗(yàn)記錄存儲(chǔ)在觸摸屏的掉電保持SD卡中，系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)關(guān)機(jī)自動(dòng)保存，開(kāi)機(jī)自動(dòng)讀取功能。其中操作人員的操作記錄分為兩種模式:在自動(dòng)模式下，記錄的數(shù)據(jù)字段由IC卡號(hào)、時(shí)間、控制模式、系統(tǒng)參數(shù)、配方數(shù)據(jù)等組成，對(duì)于手動(dòng)模式下的鎂冶煉工藝作業(yè)，系統(tǒng)將記錄工作人員操作各個(gè)控制對(duì)象的順序和具體的參數(shù)信息；IC卡號(hào)作為主鍵，逐條記錄信息，可通過(guò)IC卡號(hào)進(jìn)行具體的記錄查詢。另外，本實(shí)用新型還通過(guò)ModBus TCP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)同步，將測(cè)控觸摸屏設(shè)置為客戶端模式，網(wǎng)絡(luò)類型為UDP模式，遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)置為服務(wù)器模式，網(wǎng)絡(luò)類型與客戶端保持一致，為了方便編程，將本地端口號(hào)和遠(yuǎn)程端口都設(shè)置為同一端口。
[0022]本實(shí)用新型智能IC卡的應(yīng)用使得煉鎂爐控制系統(tǒng)的安全性得到雙層保護(hù)(IC卡登錄和觸摸屏密碼確定)，并將個(gè)人操作數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理的使用和保護(hù)。將智能IC卡放置在讀卡器上主動(dòng)上傳卡號(hào)，觸摸屏檢測(cè)卡號(hào)信息彈出登陸密碼對(duì)話框，輸入正確密碼進(jìn)入系統(tǒng)。完成工藝流程后，點(diǎn)擊觸摸屏導(dǎo)出按鈕，將重要數(shù)據(jù)寫入到IC卡中。
[0023]具體實(shí)施結(jié)構(gòu)中，IC讀卡器I可采用型號(hào)為WM-17U型RF系列的IC卡讀卡器，觸摸屏2可采用型號(hào)為TPCl56IHi的昆侖通態(tài)觸摸屏，可編程邏輯控制器PLC3采用臺(tái)達(dá)DVP-EH系列的控制器，智能IC卡4可采用13.56MHZ的IC射頻卡，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)5為普通計(jì)算機(jī)，對(duì)速度等沒(méi)有特別要求。
【權(quán)利要求】
1.一種煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:由智能IC卡(4)、IC讀卡器(I)、觸摸屏(2)、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(5)和可編程邏輯控制器PLC (3)組成，智能IC卡(4)的輸出/輸入端通至IC讀卡器⑴的輸入/輸出端，IC讀卡器⑴的輸出/輸入端與觸摸屏(2)的COM2通信接口通信聯(lián)接，觸摸屏(2)的輸出/輸入端通過(guò)RS232總線與可編程邏輯控制器PLC(3)的COMl通信接口通信聯(lián)接，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(5)的輸出/輸入端通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)輸接至觸摸屏(2)的RJ45以太網(wǎng)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:智能IC卡(4)采用13.56MHZ的IC射頻卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:觸摸屏(2)采用型號(hào)為TPC1561Hi的昆侖通態(tài)觸摸屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:可編程邏輯控制器PLC (3)采用臺(tái)達(dá)DVP-EH系列的控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煉鎂爐智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:IC讀卡器(I)采用型號(hào)為WM-17U型RF系列的IC卡讀卡器。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK203588037SQ201320790016
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】郝迎吉, 曾定, 郝昱宇 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)