[實用新型]基于Powerlink的車間設備監控系統

有效

• 申請號: 201721319717.8
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN207232713U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 卓杰;王躍;張政;朱軍;顏耀;董奇;林晨;萬靜靜;鄭洪燕;卞光騰;咸云飛
• 申請（專利權）人: 連云港杰瑞深軟科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 連云港潤知專利代理事務所32255
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

本實用新型涉及一種監控系統，特別是一種基于Powerlink的車間設備監控系統。

背景技術

車間設備運行狀態監測是對安裝在運行設備各個工位上的傳感器進行數據采集和分析，依據分析結果對車間設備故障做出報警，并控制執行結構對設備進行調整和控制，降低設備故障的發生幾率，為設備狀態檢修提供依據，保證設備的穩定運行。隨著通信技術的發展，車間設備狀態監控要求數據傳輸具有實時性、確定性。

目前，車間設備控制系統的上層一般采用以太網通信方式，下層一般采用現場總線的通信方式，不能滿足設備監測的準確性并提供實時監測、控制和報警的信息。此外，車間大量先進機器的應用也產生兩個問題：其一，設備狀態監控系統需要采集的數據量大幅增加；其二，監控系統對于數據傳遞的實時性提出更高的要求。把實時以太網作為工業控制的解決方案是工業控制的發展方向，Powerlink 工業以太網具有較高的實時性、便于開發移植等特點便于和上層系統集成。

現將車間設備監控系統的主要問題如下：

(1) 車間各類設備通信接口種類繁多，設備都是單機通訊，通訊采用現場總線，傳輸速度低，每臺設備成為一個事實上的信息化孤島，缺少統一管控、高效調度的集中監控系統；

(2) 現有車間設備開關量控制抖動大，實時性差，不能滿足控制需求，需要采用具備實時性、確定性控制能力的監控系統。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于Powerlink的車間設備監控系統，解決了現有車間設備監控系統不具備的控制實時性、確定性的問題。

本實用新型所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本實用新型是一種基于Powerlink的車間設備監控系統，其特點是，該系統主要由上位機監控PC、Powerlink主站以及下位機數據采集從站組成；Powerlink主站與各下位機數據采集從站之間采用Powerlink總線進行通信連接；Powerlink主站、下位機數據采集從站的控制器采用ARM處理器，板載通信接口為高速網絡接口；Powerlink主站的控制器以STM32F407ZGT6單片機最小系統為核心部件，STM32F407ZGT6單片機最小系統上連接有板載的按鍵、LCD、4路開關量輸入、4路開關量輸出、4路模擬量輸入、2路模擬量輸出、JTAG調試接口；4路模擬量輸入作為溫度、壓力采集的輸入端口，8路開關量輸入輸出作為I/O設備組控制信號的通信端口；下位機數據采集從站分別通過信號線與各車間設備連接。

本實用新型所述的一種基于Powerlink的車間設備監控系統，其進一步優選的技術方案是：所述的車間設備上安裝有傳感器，所述的傳感器選自電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、電機轉速傳感器、振動頻率傳感器、開關量感應器、車間環境變量傳感器中的若干種。

與現有技術相比，本實用新型的技術效果如下：

車間設備監控系統的Powerlink主站、從站控制器直接采用基于ARM高性能處理器開發，板載通信接口為高速網絡接口。將Powerlink實時工業以太網協議移植到ARM（STM32F407VGT6）平臺上。基于Powerlink的監控系統開關量控制抖動為1us ，通信周期達到200us，從而實現了車間設備的確定性、實時性通信監控。其實現的具體功能如下：

（1）控制器通信接口為網絡接口，實現“一網到底”設計理念；

（2）直觀形象的車間設監控：監控系統采集車間設備運行狀態，包括機床等設備開關機狀態、報警信息、主軸負載、刀具使用狀態、加工完成情況等；

（3）實現了確定性、實時性開關量控制，抖動小于1us、通信周期200us。

附圖說明

圖1為本實用新型基于Powerlink的車間設備監控系統架構圖；

圖2為Powerlink主站控制器框圖；

圖3為車間設備監控系統的數據采集與監控方法流程圖。

具體實施方式

以下參照附圖，進一步描述本實用新型的具體技術方案，以便于本領域的技術人員進一步地理解本實用新型，而不構成對其權利的限制。