[發(fā)明專利]一種工業(yè)控制邏輯的圖形化展示系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112068534B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 茆建軍;文川;李曉龍;蒲夢雅;冉軼杰;鐘平;劉成坤
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;寶雞石油鋼管有限責任公司;資陽石油鋼管有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G05B19/05
• 代理公司: 成都希盛知識產(chǎn)權代理有限公司 51226
• 代理人: 陳澤斌;何強

本發(fā)明屬于過程控制及工業(yè)自動化領域，其公開了一種工業(yè)控制邏輯的圖形化展示系統(tǒng)及方法，方便現(xiàn)場維護人員快速定位故障原因，減少維護時間，減少對生產(chǎn)進度的影響。系統(tǒng)包括：OPC采集層、組件封裝層、邏輯鏈路層和終端顯示層；本發(fā)明將控制單元內(nèi)部的邏輯結(jié)構通過終端顯示屏幕用圖形化的形式展示出來，顯示邏輯關系中各節(jié)點的實時狀況和設備運轉(zhuǎn)參數(shù)、工藝標準等相關數(shù)據(jù)，使現(xiàn)場維護人員對設備的運行邏輯更加熟悉，了解設備的運行狀態(tài)。終端顯示的內(nèi)容不可修改，能防止操作編程軟件時可能產(chǎn)生的誤操作，導致原有程序被破壞，有效保護用戶程序的正確性和完整性。在工藝流程中設備出現(xiàn)問題時，設備維護人員通過圖形顯示終端能快速找到故障原因，減少設備維護時間。

技術領域

本發(fā)明涉及工業(yè)控制邏輯的圖形化展示系統(tǒng)及方法，屬于過程控制及工業(yè)自動化領域。

背景技術

工業(yè)控制系統(tǒng)(如PLC、FCS、DCS等)是根據(jù)用戶編寫的程序邏輯來實現(xiàn)對各種設備及工藝的過程控制和自動化控制，用戶程序的邏輯關系和過程參數(shù)對生產(chǎn)現(xiàn)場設備尤其是自動化設備的運行尤為重要。隨著工業(yè)設備自動化和智能化的不斷發(fā)展，對安全性能、動作可靠性、工藝參數(shù)的要求越來越嚴格，也使得程序邏輯越來越復雜。

為保障用戶程序的安全性和完整性，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)場設備的程序修改和調(diào)試一般都由技術人員使用安裝了專業(yè)軟件的移動電腦來完成。普通維護人員不具備相應資源和權限，因此無法對程序代碼或邏輯關系進行查看和監(jiān)控。在設備或工藝過程出現(xiàn)問題時，往往無法快速找到原因，導致產(chǎn)品質(zhì)量下降或造成生產(chǎn)停滯，影響生產(chǎn)進度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提出一種工業(yè)控制邏輯的圖形化展示系統(tǒng)及方法，方便現(xiàn)場維護人員快速定位故障原因，減少維護時間，減少對生產(chǎn)進度的影響。

本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是：

一種工業(yè)控制邏輯的圖形化展示系統(tǒng)，包括：

OPC采集層，用于利用現(xiàn)場總線將各種現(xiàn)場設備連接至OPC采集通道，以匯聚生產(chǎn)現(xiàn)場各類信號和數(shù)據(jù)并進行記錄；

組件封裝層，用于利用基礎圖元對虛擬對象進行功能封裝，獲得一系列能夠顯示特定狀態(tài)、可變更連接對象的圖元功能組件，組成系統(tǒng)圖元組件庫；

邏輯鏈路層，用于對控制單元的控制邏輯進行簡化，抽取與IO信號有關聯(lián)的邏輯關系，用不同的圖元功能組件和線條進行鏈接，形成與設備狀態(tài)和工藝數(shù)據(jù)相符并能正確表達設備之間關系和功能的邏輯鏈路；

終端顯示層，用于在終端設備上通過人機交互方式選取相應設備或工藝，并通過不同顏色顯示出所選對象的信號狀態(tài)及數(shù)據(jù)變化。

作為進一步優(yōu)化，所述現(xiàn)場設備包括：各種輸入輸出元件、自動控制單元、數(shù)據(jù)采集器件和電機控制器。

作為進一步優(yōu)化，所述自動控制單元包括不同類型PLC(可編程邏輯控制器)、DCS(分散控制系統(tǒng))、FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng))、數(shù)控設備或工業(yè)機器人；所述數(shù)據(jù)采集器件包括智能儀表、傳感器或編碼器；所述電機控制器包括變頻器、調(diào)速器、軟啟動器、步進驅(qū)動器或伺服驅(qū)動器。

作為進一步優(yōu)化，所述OPC采集通道是在OPC采集軟件中根據(jù)現(xiàn)場設備的網(wǎng)絡地址和類型分別建立的相關連接通道，采用不同的傳輸協(xié)議和網(wǎng)絡參數(shù)與現(xiàn)場設備進行數(shù)據(jù)交換，并將采集到信號和數(shù)據(jù)匯聚到服務器。

作為進一步優(yōu)化，所述圖元功能組件是將多個基礎圖元分別進行功能定義后進行組合封裝，用不同顏色顯示離散量狀態(tài)，用不同形狀顯示指令狀態(tài)，用數(shù)字和字母顯示各種設備數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)。

作為進一步優(yōu)化，所述設備數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)包括壓力、溫度、液位、頻率、速度、位移和各類代碼。

此外，本發(fā)明還提供了一種工業(yè)控制邏輯的圖形化展示方法，包括：