[發(fā)明專利]工業(yè)生產(chǎn)線嵌入式主控系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610052850.1
• 申請日: 2006-08-09
• 公開（公告）號: CN101122793A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾凱;曾斌;姜小麗;王宇熙
• 申請（專利權(quán)）人: 臨安微創(chuàng)網(wǎng)格信息工程有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)生產(chǎn)線嵌入式主控系統(tǒng)；具體涉及一種用于工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)測與控制領(lǐng)域的各種電流、電壓等參數(shù)，溫度、濕度、煙感、壓力、圖象、聲音等環(huán)境參數(shù)，各種固體、液體、氣體，以及生產(chǎn)過程的各種生產(chǎn)工藝參數(shù)的1)實時監(jiān)測采樣2)利用相關(guān)生產(chǎn)工藝計算公式對采樣數(shù)據(jù)進行實時分析與計算3)將計算結(jié)果實時反饋，完成對生產(chǎn)過程的排錯與調(diào)優(yōu)的實時控制。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)線過程控制是工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，傳統(tǒng)的一些工業(yè)生產(chǎn)線還存在半自動化的情況，這些生產(chǎn)線控制系統(tǒng)存在生產(chǎn)過程控制設(shè)備分離，無法統(tǒng)一集成管理，也無法實現(xiàn)生產(chǎn)線綜合參數(shù)實時在線檢測與反饋控制的功能，生產(chǎn)效率也有待提高，尤其國內(nèi)自主研發(fā)的無數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的生產(chǎn)線存在著不能在線檢測和修正錯誤的缺點，產(chǎn)品必須等到生產(chǎn)完成后再通過檢測設(shè)備檢測才能確定產(chǎn)品合格以否。對于大部分帶有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的生產(chǎn)線也存在著只能在線檢測不能在線控制修正錯誤的缺點，目前一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場時存在著只能采集但不能控制的弱點，存在著只能發(fā)現(xiàn)錯誤而不能自動解決錯誤依賴于人工解決的問題，而且這些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集速率不高，達不到工業(yè)級要求，無法適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場高速數(shù)據(jù)采集與控制的要求。大部分生產(chǎn)線控制都基本實現(xiàn)以下位機和上位機結(jié)合的控制系統(tǒng)，這種以工控機為核心的上位機下位機控制模式存在著許多需要改進的地方，并且許多傳統(tǒng)的生產(chǎn)線無法實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)化的控制。同時大多都是控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)分離，并且對于現(xiàn)今發(fā)達的WEB技術(shù)，這些系統(tǒng)在采集與控制方面無法應(yīng)用這些技術(shù)，而且控制系統(tǒng)內(nèi)部微處理器采用一般程序機制，運行效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對上述一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中存在著只能采集但不能控制，數(shù)據(jù)采集速率不高，達不到工業(yè)級要求，無法適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場要求的現(xiàn)狀，設(shè)計開發(fā)的一種智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高精度的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過內(nèi)部的高速采集模塊和反饋耦合環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)測、處理分析和反饋控制調(diào)節(jié)于一體。通過該控制系統(tǒng)的工業(yè)級性能特性優(yōu)勢，可以使該控制系統(tǒng)滿足于其他監(jiān)測實時數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，同時結(jié)合該控制系統(tǒng)的實時處理分析、反饋控制、調(diào)節(jié)校正的優(yōu)勢，可以極大彌補其他領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只能采集無法實現(xiàn)控制的缺陷，并增加其他監(jiān)控領(lǐng)域的智能化水平。

該控制系統(tǒng)通過嵌入式數(shù)據(jù)服務(wù)器控制整個系統(tǒng)工作，服務(wù)器內(nèi)部核心主控板的高性能處理器通過內(nèi)部總線連接、Flash存儲模塊、內(nèi)存、電子硬盤、系統(tǒng)故障自恢復(fù)模塊、高速采集通訊模塊、以太網(wǎng)接口、射頻模塊、工業(yè)總線模塊，通過工業(yè)總線模塊掛接生產(chǎn)線工藝耦合硬件模塊，生產(chǎn)線工藝耦合硬件模塊分別連接生產(chǎn)線中的智能傳感器、儀表和高精度執(zhí)行器，從而實現(xiàn)生產(chǎn)線中的多接點數(shù)據(jù)的實時同步響應(yīng)、處理分析，并且通過主控板中內(nèi)嵌實時操作系統(tǒng)軟件下的耦合算法控制軟件實現(xiàn)在線檢測生產(chǎn)工藝和控制生產(chǎn)線中的執(zhí)行器設(shè)備，從而提高生產(chǎn)線關(guān)鍵工藝參數(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：系統(tǒng)由嵌入式數(shù)據(jù)服務(wù)器、板載耦合算法控制軟件、生產(chǎn)線工藝耦合硬件模塊、信號隔離器、工業(yè)總線模塊、智能傳感器單元、觸摸屏、高精度執(zhí)行器組成。在嵌入式數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)，核心的嵌入式主控板內(nèi)嵌實時操作系統(tǒng)和板載耦合算法控制軟件，通過主控板內(nèi)部總線連接高速采集通訊模塊，高速采集通訊模塊內(nèi)部采集通道通過生產(chǎn)線工藝耦合硬件模塊連接現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)單元，主控板工業(yè)總線模塊通過生產(chǎn)線工藝耦合硬件模塊連接智能傳感器、儀表和執(zhí)行器設(shè)備。

嵌入式數(shù)據(jù)服務(wù)器以嵌入式主控板為核心，主控板內(nèi)部32位處理器通過內(nèi)部32位高速總線掛接系統(tǒng)故障自恢復(fù)模塊、電子硬盤、以太網(wǎng)口、射頻模塊、高速采集通訊模塊等，并且各電路和接口都通過內(nèi)部實時嵌入式操作系統(tǒng)進程管理，可實現(xiàn)各接口模塊高效運行。主控板通過內(nèi)部總線連接的高速采集通訊模塊實時動態(tài)采集生產(chǎn)線設(shè)備狀態(tài)和故障信息，通過電子硬盤存儲重要現(xiàn)場數(shù)據(jù)和故障恢復(fù)歷史記錄，通過以太網(wǎng)口連接上層系統(tǒng)和Internet，實現(xiàn)遠程登陸到系統(tǒng)實現(xiàn)實時生產(chǎn)線過程實時監(jiān)控和管理，系統(tǒng)故障自恢復(fù)模塊可實現(xiàn)系統(tǒng)電源的濾波、恒壓恒流、電源抗抖動和系統(tǒng)復(fù)位等功能。

高速采集通訊模塊RS232、RS485和USB2.0接口，接口采用操作系統(tǒng)中斷響應(yīng)采集管理，采集頻率最高在108kHZ。

射頻模塊采用FSK調(diào)制方式，載頻頻率433MHZ，接收電流＜20mA，發(fā)射電流＜500mA。模塊工作具有低功耗。

系統(tǒng)故障自恢復(fù)模塊以MAX706結(jié)合控制器為核心，采用系統(tǒng)故障定時自檢設(shè)計，同時關(guān)聯(lián)生產(chǎn)線設(shè)備的狀態(tài)異常，可實現(xiàn)現(xiàn)場重大錯誤、產(chǎn)品工藝參數(shù)偏差過度和系統(tǒng)異常時實現(xiàn)現(xiàn)場系統(tǒng)應(yīng)急處理和復(fù)位。

本發(fā)明針具有的創(chuàng)新性：