小麥加工廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種分布式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),具體是一種小麥加工廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于小麥加工行業(yè)中的生產(chǎn)流程需要經(jīng)過多道工序,由原糧小麥的存儲、清理到面粉配粉打包、配送都有數(shù)據(jù)流量大、能耗高、設(shè)備數(shù)量繁雜等特點(diǎn)。在現(xiàn)有的生產(chǎn)車間,生產(chǎn)管理人員在進(jìn)行原糧初清、研磨篩分和配粉打包的過程中,設(shè)備與系統(tǒng)基本上是相互獨(dú)立工作,產(chǎn)生大量的設(shè)備和生產(chǎn)數(shù)據(jù)也沒有加以利用,生產(chǎn)效率較低。
[0003]另一方面,目前食品安全問題日益嚴(yán)重和食品加工廠自動(dòng)化水平逐漸提高,為了保證食品安全和品質(zhì)并提高生產(chǎn)效益,要求生產(chǎn)管理人員能夠?qū)ιa(chǎn)過程中大量的設(shè)備和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并加以利用,以便可以對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的控制和故障預(yù)測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是解決目前小麥加工廠信息化不足的現(xiàn)狀,提供一種用于小麥加工廠實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),綜合利用多種數(shù)據(jù)采集方式進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。
[0005]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案,所述小麥加工廠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括:麥倉監(jiān)測單元、粉倉監(jiān)測單元、設(shè)備監(jiān)測單元、能耗監(jiān)測單元、計(jì)量監(jiān)測單元和數(shù)據(jù)采集處理中心。
[0006]所述麥倉監(jiān)測單元和粉倉監(jiān)測單元包括分別設(shè)在麥倉、粉倉中的溫度無線感知節(jié)點(diǎn)、濕度無線感知節(jié)點(diǎn)、料位無線感知節(jié)點(diǎn)、稱重?zé)o線感知節(jié)點(diǎn)、流量無線感知節(jié)點(diǎn),分別連接各自的Zigbee終端,所述Zigbee終端和Zigbee協(xié)調(diào)器無線通信,Zigbee協(xié)調(diào)器連接數(shù)據(jù)采集處理中心;此部分為無線數(shù)據(jù)采集。
[0007]所述設(shè)備監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元包括溫度傳感器、計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)、壓力傳感器、電表感知節(jié)點(diǎn),分別通過PLC控制器連接到總線,再通過總線連接報(bào)文提取和處理設(shè)備,報(bào)文提取處理設(shè)備連接數(shù)據(jù)采集處理中心;此部分為總線數(shù)據(jù)采集。
[0008]所述計(jì)量監(jiān)測單元包括稱重節(jié)點(diǎn),稱重節(jié)點(diǎn)連接到本地服務(wù)器,本地服務(wù)器連接數(shù)據(jù)采集處理中心;此部分稱為數(shù)據(jù)庫交換。
[0009]所述數(shù)據(jù)采集處理中心通過各種接口與各監(jiān)測單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,采集到的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,并通過Web服務(wù)器進(jìn)行信息的反饋和發(fā)布;數(shù)據(jù)采集處理中心還連接視頻監(jiān)控系統(tǒng),對廠區(qū)、車間、辦公區(qū)、倉庫實(shí)施監(jiān)控,并通過現(xiàn)場顯示屏及廣播音箱進(jìn)行輸出。
[0010]無線數(shù)據(jù)采集中,溫度、濕度、料位、稱重、流量無線感知節(jié)點(diǎn)經(jīng)過濾波電路,將數(shù)字量信號傳遞到所述Zigbee終端,再通過無線傳輸,由Zigbee協(xié)調(diào)器接收,并通過設(shè)定的串口協(xié)議傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集處理中心中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的oracle數(shù)據(jù)庫中。
[0011]每個(gè)Zigbee終端在工作前已經(jīng)被分配了唯一的短地址加以區(qū)分,且Zigbee終端只能與Zigbee協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信,Zigbee協(xié)調(diào)器收到每個(gè)Zigbee終端發(fā)送來的數(shù)據(jù)時(shí),將每個(gè)Zigbee終端的網(wǎng)絡(luò)地址建立起一個(gè)地址表存儲起來,以便數(shù)據(jù)庫服務(wù)器根據(jù)地址來采集相應(yīng)傳感數(shù)據(jù)。
[0012]總線數(shù)據(jù)采集中,所述設(shè)備監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元進(jìn)行加工流程中所有設(shè)備信息和能耗的監(jiān)控,包括溫度、計(jì)數(shù)、壓力、電表參數(shù)和設(shè)備自身的狀態(tài)參數(shù),包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息和故障信息,通過PLC控制器采集到的設(shè)備自身狀態(tài)參數(shù)和傳感器信息,統(tǒng)一通過PROFIBUS-DP總線以報(bào)文的形式定時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集處理中心,通過報(bào)文提取和處理設(shè)備存入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的oracle數(shù)據(jù)庫中。
[0013]所述計(jì)量監(jiān)測單元將從稱重節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)存儲到本地服務(wù)器的SQL sever數(shù)據(jù)庫中,再通過數(shù)據(jù)交換協(xié)議通道,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集處理中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的oracle數(shù)據(jù)庫中;通過Web服務(wù)器進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的編輯和單據(jù)打印功能。
[0014]數(shù)據(jù)采集處理中心的服務(wù)器包括互相連接的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和Web服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采集到的信息通過B/S的形式進(jìn)行信息的反饋和發(fā)布。
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:該系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集處理中心的服務(wù)器為核心,對分散的麥倉監(jiān)測單元、粉倉監(jiān)測單元、設(shè)備監(jiān)測單元、計(jì)量監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元集中獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),集中管理、控制。同時(shí),為實(shí)現(xiàn)對小麥加工廠的可視化監(jiān)控,增加了監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)包括對廠區(qū)、車間、辦公區(qū)、倉庫的監(jiān)控,監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集處理中心相連接,并通過現(xiàn)場顯示屏和廣播音箱進(jìn)行輸出,保證整個(gè)流水線高效生產(chǎn)和安全。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對工廠生產(chǎn)過程中生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和有效利用;有助于實(shí)現(xiàn)對各個(gè)設(shè)備進(jìn)行全生命周期的管理和監(jiān)控以及對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格控制,對目前小麥加工廠的安全高效生產(chǎn)有重要幫助。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2麥倉、粉倉無線數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型的總線數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型的計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1所示,本實(shí)用新型包括:麥倉監(jiān)測單元、粉倉監(jiān)測單元、設(shè)備監(jiān)測單元、能耗監(jiān)測單元和計(jì)量監(jiān)測單元。其中麥倉、粉倉監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)采集部分包括分別設(shè)在麥倉、粉倉中的溫度無線感知節(jié)點(diǎn)、濕度無線感知節(jié)點(diǎn)、料位無線感知節(jié)點(diǎn)、稱重?zé)o線感知節(jié)點(diǎn)、流量無線感知節(jié)點(diǎn),分別連接各自的Zigbee終端,所述Zigbee終端和Zigbee協(xié)調(diào)器無線通信,Zigbee協(xié)調(diào)器連接數(shù)據(jù)采集處理中心,如圖2 ;此部分為無線數(shù)據(jù)采集。所述設(shè)備監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元包括溫度傳感器、計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)、壓力傳感器、電表感知節(jié)點(diǎn),分別通過PLC控制器連接到總線,再通過總線連接報(bào)文提取和處理設(shè)備,報(bào)文提取處理設(shè)備連接數(shù)據(jù)采集處理中心,如圖3 ;此部分為總線數(shù)據(jù)采集。所述計(jì)量監(jiān)測單元包括稱重節(jié)點(diǎn),稱重節(jié)點(diǎn)連接到本地服務(wù)器,本地服務(wù)器連接數(shù)據(jù)采集處理中心,如圖4 ;此部分稱為數(shù)據(jù)庫交換。經(jīng)過數(shù)據(jù)采集處理中心處理過的數(shù)據(jù),可以對分散的麥倉監(jiān)測單元、粉倉監(jiān)測單元、設(shè)備監(jiān)測單元、計(jì)量監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元五個(gè)部分發(fā)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集控制命令。另外,對廠區(qū)、車間、辦公區(qū)、倉庫安裝視頻監(jiān)控,視頻監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集處理中心相連接,并直接通過監(jiān)控顯示屏顯示,處理后的監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)反饋給現(xiàn)場控制中心,作出相應(yīng)決策,通過廣播音箱和現(xiàn)場LED進(jìn)行輸出。
[0022]如圖2所示,麥倉、粉倉監(jiān)測單元中布置若干個(gè)溫度、濕度、料位、稱重、流量無線感知節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)通過Zigbee CC2530無線發(fā)送模塊發(fā)送出去,這些終端節(jié)點(diǎn)在工作前已經(jīng)被分配了唯一的短地址加以區(qū)分,且Zigbee終端節(jié)點(diǎn)只能與Zigbee協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信。Zigbee協(xié)調(diào)器收到每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)時(shí),將每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址建立起一個(gè)地址表存儲起來,方便服務(wù)器根據(jù)地址來采集相應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)。Zigbee協(xié)調(diào)器接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)最終經(jīng)控制器S3C4480將數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了麥倉、粉倉溫度、濕度、料位、稱重和流量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。
[0023]本實(shí)用新型中對麥倉、粉倉的數(shù)據(jù)采集的量包括:溫度、濕度、料位、稱重、流量。溫濕度傳感器選用SHTll ;料位傳感器選擇SW-2料位開關(guān);稱重?zé)o傳感器選擇TSC-2000kG;流量傳感器選擇EDIT固體流量計(jì);無線收發(fā)裝置選擇Zigbee CC2530模塊,微處理器單元選擇S3C4480。麥倉、粉倉的環(huán)境溫濕度檢測共布置了 8個(gè)溫濕度傳感器,該溫濕度傳感器SHTll內(nèi)部集成了濾波和A/D轉(zhuǎn)換功能,將數(shù)字量傳遞給Zigbee CC2530無線發(fā)送模塊。同時(shí),麥倉、粉倉分別布置6個(gè)料位傳感器、兩個(gè)稱重傳感器和兩個(gè)流量傳感器節(jié)點(diǎn)。料位傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測麥倉小麥、粉倉面粉的具體的位置數(shù)據(jù);稱重傳感器負(fù)責(zé)麥倉小麥、粉倉面粉的總重量數(shù)據(jù)采集;流量傳感器負(fù)責(zé)麥倉、粉倉進(jìn)出流量的數(shù)據(jù)采集,所有的終端節(jié)點(diǎn)將采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過Zigbee終端發(fā)送出去,然后Zigbee協(xié)調(diào)器接收傳遞過來的數(shù)據(jù),經(jīng)S3C4480處理后通過RS485串口傳遞給服務(wù)器。本實(shí)施例中Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu),對其配置一個(gè)協(xié)調(diào)器和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn),在該星型網(wǎng)絡(luò)中,所有終端節(jié)點(diǎn)都只與協(xié)調(diào)器通信,因此,每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)被分配唯一一個(gè)地址,協(xié)調(diào)器收到網(wǎng)絡(luò)地址后建立地址表存儲起來,方便服務(wù)器根據(jù)地址來采集相應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)。整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了麥倉、粉倉溫濕度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)米集。
[0024]所述設(shè)備監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元進(jìn)行加工流程中所有設(shè)備信息和能耗的監(jiān)控,包括溫度、計(jì)數(shù)、壓力、電表參數(shù)和設(shè)備自身的狀態(tài)參數(shù),包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息(設(shè)備電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速)和故障信息,通過PLC控制器采集到的設(shè)備自身狀態(tài)參數(shù)和傳感器信息,統(tǒng)一通過PROFIBUS-DP總線以報(bào)文的形式定時(shí)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集處理中心,通過報(bào)文提取和處理設(shè)備存入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的oracle數(shù)據(jù)庫中。
[0025]所述設(shè)備監(jiān)測單元和能耗監(jiān)測單元中,溫度傳感器采用HD-DS18B20和ABB公司的TTH300變送器組合,計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)為打包機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)傳感器,壓力傳感器采用ABB公司的261AR氣壓傳感器,電表感知節(jié)點(diǎn)為西門子DTS三相三線智能電表;PLC控制器采用SIMATICS7-300系列的CPU314-DP,通過規(guī)定的數(shù)據(jù)通訊格式將信息按照基于RS485的PROFIBUS-DP總線發(fā)送出去,經(jīng)由報(bào)文提取和處理設(shè)備將信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,所述的報(bào)文提取和處理設(shè)備采用荷蘭PROCENTEC公司的PR0FIC0RE設(shè)備,報(bào)文提取和處理設(shè)備將發(fā)送過來的信息經(jīng)串口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器中。設(shè)備內(nèi)部轉(zhuǎn)速、電流和故障信息通過PLC的采集,由PROFIBUS-DP傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫服務(wù)器中進(jìn)行處理和反