專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)管理自動(dòng)化系統(tǒng)，特別涉及發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)管理中心的通訊系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵工藝生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化管理，即生產(chǎn)管理中心與發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控信息通訊，則必須在生產(chǎn)管理中心與生產(chǎn)設(shè)備之間建立有效的通訊系統(tǒng)。現(xiàn)在，已經(jīng)有生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化管理系統(tǒng)，能夠在發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)管理中心之間建立通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理中心與生產(chǎn)設(shè)備之間實(shí)施傳遞監(jiān)控信息。在發(fā)酵工藝過(guò)程中，不同生產(chǎn)設(shè)備之間存在工序上的關(guān)聯(lián)關(guān)系，具體的表現(xiàn)在不同生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行操作的步驟之間應(yīng)當(dāng)有時(shí)間間隔要求及實(shí)時(shí)性連鎖要求。為此，管理中心在獲取不同工序的監(jiān)測(cè)信息后，應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)的時(shí)間范圍內(nèi)控制各個(gè)工序開(kāi)始操作。當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備眾多，工藝要求復(fù)雜的情況下，生產(chǎn)管理中心不可避免地會(huì)形成復(fù)雜的管理邏輯，一方面增加了生產(chǎn)管理中心的制造與維護(hù)成本，另一方面復(fù)雜的管理程序也相應(yīng)導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)滿(mǎn)足生產(chǎn)時(shí)間間隔與實(shí)時(shí)性要求，延誤正常生產(chǎn)。以食品釀造的生產(chǎn)為例，僅在發(fā)酵工藝環(huán)節(jié)，發(fā)酵罐能夠達(dá)到2000個(gè)，占地面積將近20萬(wàn)平米。發(fā)酵罐會(huì)執(zhí)行不同的工作任務(wù)，且不同的工作任務(wù)之間有工藝時(shí)限的要求，發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量可達(dá)上百個(gè)。對(duì)這樣巨大數(shù)量的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理，采用現(xiàn)有的生產(chǎn)自動(dòng)化管理系統(tǒng)，其生產(chǎn)管理系統(tǒng)的復(fù)雜程度非常高、無(wú)法滿(mǎn)足時(shí)間間隔與實(shí)時(shí)性要求。

實(shí)用新型內(nèi)容為了降低發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備管理中心的復(fù)雜程度，相應(yīng)達(dá)到降低建設(shè)和維護(hù)成本的目的，并滿(mǎn)足生產(chǎn)工序時(shí)間間隔與實(shí)時(shí)性要求，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，本實(shí)用新型提供了一種發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，包括主控制器和從設(shè)備控制器，所述從設(shè)備控制器與所述發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備連接，在所述主控制器上設(shè)置有第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，在所述從設(shè)備控制器上設(shè)置有第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊；所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通訊；所述從設(shè)備控制器依據(jù)所連接的發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備的工藝關(guān)聯(lián)關(guān)系分成不同的輪詢(xún)組，所述主控制器與所述輪詢(xún)組內(nèi)的所述從設(shè)備控制器進(jìn)行輪詢(xún)通訊。所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述輪詢(xún)組一一對(duì)應(yīng)。不同的所述輪詢(xún)組與對(duì)應(yīng)的所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊的通訊頻率不同。所述從設(shè)備控制器包括:工業(yè)控制器、人機(jī)交互終端、動(dòng)力設(shè)備控制器和/或儀表。本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下:本實(shí)用新型的發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，包括主控制器和從設(shè)備控制器，所述從設(shè)備控制器與所述發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備連接，在所述主控制器上設(shè)置有第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，在所述從設(shè)備控制器上設(shè)置有第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊；所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通訊；所述從設(shè)備控制器依據(jù)所連接的發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備的工藝關(guān)聯(lián)關(guān)系分成不同的輪詢(xún)組，所述主控制器與所述輪詢(xún)組內(nèi)的所述從設(shè)備控制器進(jìn)行通τΗ ο主控制器作為生產(chǎn)管理中心，對(duì)發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理與監(jiān)控，具體方式是分別在主控制器和從設(shè)備控制器上設(shè)置無(wú)線(xiàn)通訊模塊以進(jìn)行監(jiān)控信息的通訊，從設(shè)備控制器向主控制器上傳發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)信息，主控制器向從設(shè)備控制器傳輸控制信息，以便操作相應(yīng)的發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備。為了降低主控制器這一端的管理復(fù)雜度，本實(shí)用新型根據(jù)發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備之間的工藝關(guān)聯(lián)關(guān)系，將發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備連接的從設(shè)備控制器分成輪詢(xún)組，主控制器周期性輪詢(xún)?cè)撦喸?xún)組。通過(guò)輪詢(xún)的方式，使得有工序關(guān)聯(lián)關(guān)系的發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備與主控制器之間的監(jiān)控信息通訊能夠確定在一定周期之內(nèi)，從而生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)可以符合工藝上的時(shí)限要求。這樣使得主控制器無(wú)須具備復(fù)雜的邏輯程序，僅進(jìn)行相應(yīng)的輪詢(xún)動(dòng)作就可以保證發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備以符合工藝要求的狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)還能滿(mǎn)足生產(chǎn)工序時(shí)間間隔與實(shí)時(shí)性要求，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。

圖1為本實(shí)用新型發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本實(shí)用新型發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)的工作流程說(shuō)明圖。圖3為輪詢(xún)周期原理圖。
具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型涉及的名稱(chēng)先行說(shuō)明?？删幊踢壿嬁刂破? Programmable Logic Controller, PLC),它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1顯示了本實(shí)用新型發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，生產(chǎn)設(shè)備是用于食品釀造中的發(fā)酵工藝，包括發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備。圖1所示發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)包括作為生產(chǎn)管理中心的主控制器和設(shè)置在所述生產(chǎn)設(shè)備上的從設(shè)備控制器。主控制器還與上位機(jī)連接。上位機(jī)是對(duì)更高一層管理系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng)，主要是指對(duì)主控制器進(jìn)行管理的設(shè)備，主控制器向上位機(jī)傳輸生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)信息，接收上位機(jī)發(fā)來(lái)的控制命令。主控制器連接有第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，用于發(fā)送和接收監(jiān)測(cè)和控制信息(簡(jiǎn)稱(chēng)為監(jiān)控信息)。從設(shè)備控制器根據(jù)具體工作任務(wù)包括:工業(yè)控制器PLC、人機(jī)交互終端(如設(shè)置有觸摸屏顯示裝置的終端)、動(dòng)力設(shè)備控制器和/或儀表。從設(shè)備控制器與發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備連接，用于獲取發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)及接收和處理來(lái)自主控制器的控制信息。主控制器發(fā)來(lái)的控制信息可以轉(zhuǎn)換成控制命令對(duì)生產(chǎn)設(shè)備直接進(jìn)行操作，也可以通過(guò)顯示終端將控制命令顯示，由操作人員根據(jù)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮?。從設(shè)備控制器與第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊連接。第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊以無(wú)線(xiàn)通訊的方式進(jìn)行通訊。通過(guò)上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)主控制器與從設(shè)備控制器之間的監(jiān)控信息傳輸。為了降低主控制器對(duì)生產(chǎn)設(shè)備控制過(guò)程的復(fù)雜程度，本實(shí)用新型的發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)采用了劃分輪詢(xún)組進(jìn)行輪詢(xún)通訊的方法。圖1中虛線(xiàn)框內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備所連接的從設(shè)備控制器為同一輪詢(xún)組。具體說(shuō)明如下。首先，將與發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備連接的從設(shè)備控制器進(jìn)行分組，分組完畢后，主控制器就會(huì)通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與輪詢(xún)組內(nèi)的從設(shè)備控制器上的第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊進(jìn)行輪詢(xún)通訊。上述分組的方法包括:將具有工序關(guān)聯(lián)關(guān)系的生產(chǎn)設(shè)備的從設(shè)備控制器分為一個(gè)輪詢(xún)組。這里的工序關(guān)聯(lián)關(guān)系是指在工藝流程上，發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行的操作具有關(guān)聯(lián)性，并且在工藝時(shí)間上有明確的限定。工藝時(shí)間要求主要分兩種情況:一種是單個(gè)設(shè)備進(jìn)行多次操作，各個(gè)操作過(guò)程之間具有時(shí)限要求，比如攪拌設(shè)備，需要進(jìn)行多次，每次攪拌的間隔時(shí)間有嚴(yán)格的規(guī)定；另一種情況是不同的生產(chǎn)設(shè)備之間，操作過(guò)程有時(shí)限要求，比如攪拌后加水，攪拌操作和加水操作之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)符合工藝要求。分成輪詢(xún)組后，主控制器對(duì)輪詢(xún)組內(nèi)的從設(shè)備控制器進(jìn)行周期性輪詢(xún)，具體的工作過(guò)程參見(jiàn)對(duì)圖2的說(shuō)明。輪詢(xún)的周期及周期內(nèi)的輪詢(xún)次序安排應(yīng)當(dāng)與上述工藝時(shí)間要求匹配。具體的包含以下兩個(gè)方面(針對(duì)上述工藝時(shí)間要求的兩種情況):第一、輪詢(xún)周期設(shè)定在所述組內(nèi)所述從設(shè)備控制器連接的所述生產(chǎn)設(shè)備工序限定的時(shí)間范圍內(nèi)。這種情況主要針對(duì)單一設(shè)備進(jìn)行多次操作，各個(gè)操作過(guò)程之間的時(shí)間間隔有工藝要求，則輪詢(xún)的周期或若干個(gè)周期必須符合工藝上的時(shí)間要求。例如，第一次攪拌與第二次攪拌的間隔時(shí)間為10分鐘，則輪詢(xún)周期為10分鐘，或輪詢(xún)周期的某個(gè)整數(shù)倍為10分鐘。第二、在所述輪詢(xún)過(guò)程中，輪詢(xún)兩個(gè)所述生產(chǎn)設(shè)備連接的所述從設(shè)備控制器的時(shí)間間隔符合該兩個(gè)所述生產(chǎn)設(shè)備工序限定的時(shí)間間隔。這種情況主要針對(duì)不同發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備的操作之間具有順序要求，同時(shí)操作之間的間隔時(shí)間應(yīng)當(dāng)符合工藝要求。例如攪拌后加水，攪拌操作和加水操作之間的時(shí)間間隔工藝要求為8分鐘，而攪拌生產(chǎn)設(shè)備和加水生產(chǎn)設(shè)備分在同一個(gè)輪詢(xún)組，則在一個(gè)周期內(nèi)，輪詢(xún)攪拌生產(chǎn)設(shè)備和加水設(shè)備之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)為8分鐘，或者某個(gè)整數(shù)倍周期加上輪詢(xún)攪拌生產(chǎn)設(shè)備和加水設(shè)備之間的時(shí)間間隔應(yīng)當(dāng)為8分鐘。上述劃分輪詢(xún)組的方法還包括:同類(lèi)型生產(chǎn)設(shè)備連接的從設(shè)備控制器分在同一輪詢(xún)組；或同類(lèi)型從設(shè)備控制器分在同一輪詢(xún)組；根據(jù)輪詢(xún)周期的已有限定條件(例如前述輪詢(xún)周期及輪詢(xún)次序的“第一”和“第二”)，調(diào)整生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入到輪詢(xún)組，以符合輪詢(xún)周期的已有限定條件。劃分輪詢(xún)組的方法優(yōu)先應(yīng)用前述的“與具有工序關(guān)聯(lián)關(guān)系的所述生產(chǎn)設(shè)備連接的所述從設(shè)備控制器分成一組”，前述的其他方法則根據(jù)實(shí)際條件選擇應(yīng)用。這是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知曉的方法，不再贅述。為了更加高效地實(shí)施本實(shí)用新型技術(shù)方案，優(yōu)選針對(duì)一個(gè)輪詢(xún)組設(shè)置一個(gè)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，即第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述輪詢(xún)組一一對(duì)應(yīng)。為了避免輪詢(xún)組的通訊不影響其他輪詢(xún)組的通訊，不同輪詢(xún)組的通訊頻率(第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與相應(yīng)的第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊之間的通訊頻率)不同。表一給出了一個(gè)輪詢(xún)組通訊頻率的例子。表一
權(quán)利要求1.發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，包括主控制器和從設(shè)備控制器，所述從設(shè)備控制器與所述發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備連接，其特征在于:在所述主控制器上設(shè)置有第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，在所述從設(shè)備控制器上設(shè)置有第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊；所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通訊；所述從設(shè)備控制器依據(jù)所連接的發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備的工藝關(guān)聯(lián)關(guān)系分成不同的輪詢(xún)組，所述主控制器與所述輪詢(xún)組內(nèi)的所述從設(shè)備控制器進(jìn)行輪詢(xún)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，其特征在于:所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述輪詢(xún)組一一對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，其特征在于:不同的所述輪詢(xún)組與對(duì)應(yīng)的所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊的通訊頻率不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，其特征在于:所述從設(shè)備控制器包括:工業(yè)控 制器、人機(jī)交互終端、動(dòng)力設(shè)備控制器和/或儀表。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控信息通訊系統(tǒng)，包括主控制器和從設(shè)備控制器，所述從設(shè)備控制器與所述發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備連接，在所述主控制器上設(shè)置有第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，在所述從設(shè)備控制器上設(shè)置有第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊；所述第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊以無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通訊；所述從設(shè)備控制器依據(jù)所連接的發(fā)酵生產(chǎn)設(shè)備的工藝關(guān)聯(lián)關(guān)系分成不同的輪詢(xún)組，所述主控制器與所述輪詢(xún)組內(nèi)的所述從設(shè)備控制器進(jìn)行通訊。本實(shí)用新型廣泛應(yīng)用于大規(guī)模發(fā)酵工藝生產(chǎn)設(shè)備的管理領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G05B19/418GK203164736SQ201320162869
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者馬增良, 劉東坡, 辛若家, 朱明皞 申請(qǐng)人:北京三博中自科技有限公司