專利名稱：實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動化控制系統(tǒng)，特別是涉及一種實驗室中針對多臺檢測設備進行管理、監(jiān)控的自動化系統(tǒng)。
背景技術：
冶金行業(yè)的實驗室中，針對試樣(如鐵水、鋼水、氣體樣、渣樣、成品樣等)進行檢測的儀器設備具有多種。這些檢測設備有些比較老，是以單片機為核心的，并且僅具有串行通訊接口(例如RS232/422/485等)。為了接收這些檢測設備所產(chǎn)生的檢測數(shù)據(jù)，需要為每臺檢測設備單獨連接一臺具有串行通訊接口的計算機，這顯然是不經(jīng)濟也不方便的。通常在實驗室(不限定為冶金行業(yè))中包括至少一臺上位機，負責下發(fā)檢測任務以及采集檢測結果；所述檢測任務包括試樣、 檢測方法、檢測標準等；一臺或多臺檢測設備，對分配給自己的試樣進行檢測并輸出檢測結果。而目前在冶金行業(yè)的實驗室中，上位機和多臺檢測設備之間沒有實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動流轉，而需要由工作人員負責聯(lián)絡、傳遞數(shù)據(jù)。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種實驗室的集中管理和監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對多臺檢測設備的檢測任務進行分配并采集檢測結果，該系統(tǒng)還可以對各臺檢測設備進行配置，從而為冶金行業(yè)實驗室提供高效的運轉效率，降低實驗室改造成本，提高開發(fā)效率。為解決上述技術問題，本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)包括至少一臺上位機，生成檢測任務，并獲取檢測結果；所述檢測任務包括試樣、檢測方法、檢測標準；一臺或多臺檢測設備，根據(jù)所分配的檢測任務進行檢測，并上報檢測結果；至少一臺監(jiān)控設備，所述監(jiān)控設備包括通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和監(jiān)控模塊；所述通訊模塊與所有檢測設備均以TCP/IP方式進行通訊；當所述一臺或多臺檢測設備僅具有串行通訊接口時，先將所述檢測設備的串行通訊接口轉換為TCP/IP接口 ；所述通訊模塊與所有檢測設備均連接在一個局域網(wǎng)之中；所述通訊模塊還與所述上位機進行通訊；所述數(shù)據(jù)處理模塊將上位機分配的檢測任務傳遞給每臺檢測設備，還將一臺或多臺檢測設備上報的檢測結果上傳給上位機；當一項檢測任務涉及多臺檢測設備時，所述數(shù)據(jù)處理模塊將多臺檢測設備上報的檢測結果合并后再發(fā)送給上位機；所述數(shù)據(jù)處理模塊還將每臺檢測設備上報的檢測結果進行數(shù)值修約后再發(fā)送給上位機；所述監(jiān)控模塊對所有檢測設備進行負荷監(jiān)控、質量監(jiān)控、試樣跟蹤和環(huán)境監(jiān)控；所述負荷監(jiān)控是指對于一個檢測任務自動在具備檢測能力的多臺檢測設備之間選擇最空閑的檢測設備進行任務分配；所述質量監(jiān)控是指對于每臺檢測設備上報的檢測結果，如果超出了正常范圍則預警提示；所述試樣跟蹤是指對每個試樣處于哪一臺檢測設備、是處于試樣下發(fā)、試樣檢測中、試樣檢測完畢的哪一個狀態(tài)進行跟蹤；所述環(huán)境監(jiān)控是指對所述監(jiān)控設備、局域網(wǎng)是否處于正常工作狀態(tài)進行監(jiān)控。進一步地，所述監(jiān)控設備還包括配置模塊；所述配置模塊對每臺檢測設備的通訊參數(shù)、檢測結果信息、設備型號、操作人員信息進行配置；所述通訊參數(shù)包括傳輸參數(shù)、傳輸協(xié)議；所述檢測結果信息包括檢測結果中各字段含義、檢測結果的精度；所述操作人員信號包括操作人員的班組、班次、工號。所述實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法為第1步，上位機生成一項或多項檢測任務；第2步，監(jiān)控設備得到所述檢測任務，并將所述檢測任務分配給所有具有檢測能力的檢測設備中最空閑的檢測設備；第3步，所述檢測設備完成所述檢測任務，生成檢測結果；第4步，監(jiān)控設備得到所述檢測結果，進行數(shù)值修約后發(fā)送給上位機。進一步地，所述方法第2步中，當一項檢測任務涉及多臺檢測設備時，監(jiān)控設備將該檢測任務同時分配給多臺檢測設備；所述方法第4步中，所述監(jiān)控設備將多臺檢測設備上報的檢測結果合并后再發(fā)送給上位機。進一步地，所述方法第4步中，所述監(jiān)控設備得到每個檢測結果后，先判斷是否在正常范圍之內，如果是則發(fā)送給上位機；如果否則向檢測設備發(fā)出預警。進一步地，所述監(jiān)控設備記錄每個試樣實時處于哪一臺檢測設備；是處于試樣下發(fā)、試樣檢測中、試樣檢測完畢的哪一個狀態(tài)。進一步地，所述監(jiān)控設備還判斷自身運行狀態(tài)是否正常，包括所述監(jiān)控設備和檢測設備在內的局域網(wǎng)運行狀態(tài)是否正常，當發(fā)現(xiàn)不正常時發(fā)出預警。本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)，特別增加了監(jiān)控設備。該監(jiān)控設備可與上位機雙向通信，也可與所有檢測設備在同一個局域網(wǎng)中雙向通信。該監(jiān)控設備還負責上位機與檢測設備之間的檢測任務下發(fā)和檢測結果上傳，并具有多種監(jiān)控、配置功能，實現(xiàn)了冶金行業(yè)實驗室的全自動管理、配置。


圖1是本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是圖1中監(jiān)控設備的結構示意圖；圖3是本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法的流程圖。圖中附圖標記說明10為上位機；20為監(jiān)控設備；21為通訊模塊；22為數(shù)據(jù)處理模塊；23為監(jiān)控模塊； 24為配置模塊；30為檢測設備。
具體實施例方式請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)包括至少一臺上位機10。上位機10生成檢測任務，并獲取檢測結果。所述檢測任務包括試樣、檢測方法、檢測標準等。一臺或多臺檢測設備30。每臺檢測設備30根據(jù)所分配的檢測任務進行檢測，并上報檢測結果。至少一臺監(jiān)控設備20。監(jiān)控設備20包括通訊模塊21、數(shù)據(jù)處理模塊22和監(jiān)控模塊23。所述通訊模塊21讓監(jiān)控設備20與所有檢測設備30之間均以TCP/IP方式進行通訊。當所述一臺或多臺檢測設備30僅具有串行通訊接口時，先將所述檢測設備30的串行通訊接口轉換為TCP/IP接口。所述通訊模塊21讓監(jiān)控設備20與所有檢測設備30均連接在同一個局域網(wǎng)之中，從而便于集中監(jiān)控。所述通訊模塊21還與所述上位機10進行通訊。所述數(shù)據(jù)處理模塊22將上位機10分配的檢測任務傳遞給每臺檢測設備30，還將一臺或多臺檢測設備30上報的檢測結果上傳給上位機10。當一項檢測任務涉及多臺檢測設備30時，所述數(shù)據(jù)處理模塊22將多臺檢測設備30上報的檢測結果合并后再發(fā)送給上位機10。所述數(shù)據(jù)處理模塊22還將每臺檢測設備30上報的檢測結果進行數(shù)值修約后再發(fā)送給上位機10，數(shù)值修約例如參照國家標準《數(shù)值修約規(guī)則》(GB 8170-87)執(zhí)行。所述監(jiān)控模塊23對所有檢測設備30進行負荷監(jiān)控、質量監(jiān)控、試樣跟蹤和環(huán)境監(jiān)控。所述負荷監(jiān)控是指對于一個檢測任務自動在所有具備檢測能力的多臺檢測設備30之間選擇最空閑的檢測設備30進行任務分配。所述質量監(jiān)控是指對于每臺檢測設備30上報的檢測結果，先判斷是否在正常范圍之內，如果超出了正常范圍則向檢測設備30發(fā)出預警提示，如果在正常范圍之內則將檢測結果發(fā)送給上位機10。所述試樣跟蹤是指對每個試樣處于哪一臺檢測設備30、是處于試樣下發(fā)、試樣檢測中、試樣檢測完畢的哪一個狀態(tài)進行跟蹤。所述環(huán)境監(jiān)控是指對所述監(jiān)控設備20、包括監(jiān)控設備20和所有檢測設備30在內的局域網(wǎng)是否處于正常工作狀態(tài)進行監(jiān)控。進一步地，所述監(jiān)控設備20還可以包括配置模塊對。所述配置模塊M對每臺檢測設備30的通訊參數(shù)、檢測結果信息、設備型號、操作人員信息進行配置。所述通訊參數(shù)包括傳輸參數(shù)、傳輸協(xié)議。通過通訊參數(shù)配置，實現(xiàn)檢測設備變更替換，對原有系統(tǒng)不產(chǎn)生影響及改變(即不需要重新修改程序，直接通過靈活配置實現(xiàn))。所述檢測結果信息包括檢測結果中各字段含義、檢測結果的精度。通過檢測結果信息配置，實現(xiàn)對檢測項目增減，檢測結果的精度調整，對原有系統(tǒng)不產(chǎn)生影響及改變(即不需要重新修改程序，直接通過靈活配置實現(xiàn))。所述操作人員信息包括操作人員的班組、班次、工號。請參閱圖3，本方買哪個實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法包括如下步驟第1步，上位機生成一項或多項檢測任務。第2步，監(jiān)控設備得到所述檢測任務，并將所述檢測任務分配給所有具有檢測能力的檢測設備中最空閑的檢測設備，這是監(jiān)控設備的負荷監(jiān)控功能。第3步，所述檢測設備完成所述檢測任務，生成檢測結果。第4步，監(jiān)控設備得到所述檢測結果，進行數(shù)值修約后發(fā)送給上位機。進一步地，所述方法第2步中，當一項檢測任務涉及多臺檢測設備時，監(jiān)控設備將該檢測任務同時分配給多臺檢測設備。所述方法第4步中，所述監(jiān)控設備將多臺檢測設備上報的檢測結果合并后再發(fā)送給上位機。進一步地，所述方法第4步中，所述監(jiān)控設備得到每個檢測結果后，先判斷是否在正常范圍之內，如果是則發(fā)送給上位機；如果否則向檢測設備發(fā)出預警。這是監(jiān)控設備的質量監(jiān)控功能。進一步地，所述監(jiān)控設備記錄每個試樣實時處于哪一臺檢測設備；是處于試樣下發(fā)、試樣檢測中、試樣檢測完畢的哪一個狀態(tài)。這是監(jiān)控設備的試樣跟蹤功能。進一步地，所述監(jiān)控設備還判斷自身運行狀態(tài)是否正常，包括所述監(jiān)控設備和檢測設備在內的局域網(wǎng)運行狀態(tài)是否正常，當發(fā)現(xiàn)不正常時發(fā)出預警。這是監(jiān)控設備的環(huán)境監(jiān)控功能。本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，特別適合用于對冶金行業(yè)實驗室進行新建或改造，可最終從上位機到各臺檢測設備的全自動管理、配置、監(jiān)控。
權利要求
1.一種實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，包括至少一臺上位機，生成檢測任務，并獲取檢測結果；所述檢測任務包括試樣、檢測方法、 檢測標準；一臺或多臺檢測設備，根據(jù)所分配的檢測任務進行檢測，并上報檢測結果；至少一臺監(jiān)控設備，所述監(jiān)控設備包括通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和監(jiān)控模塊；所述通訊模塊與所有檢測設備均以TCP/IP方式進行通訊；當所述一臺或多臺檢測設備僅具有串行通訊接口時，先將所述檢測設備的串行通訊接口轉換為TCP/IP接口 ；所述通訊模塊與所有檢測設備均連接在一個局域網(wǎng)之中；所述通訊模塊還與所述上位機進行通訊；所述數(shù)據(jù)處理模塊將上位機分配的檢測任務傳遞給每臺檢測設備，還將一臺或多臺檢測設備上報的檢測結果上傳給上位機；當一項檢測任務涉及多臺檢測設備時，所述數(shù)據(jù)處理模塊將多臺檢測設備上報的檢測結果合并后再發(fā)送給上位機；所述數(shù)據(jù)處理模塊還將每臺檢測設備上報的檢測結果進行數(shù)值修約后再發(fā)送給上位機；所述監(jiān)控模塊對所有檢測設備進行負荷監(jiān)控、質量監(jiān)控、試樣跟蹤和環(huán)境監(jiān)控；所述負荷監(jiān)控是指對于一個檢測任務自動在具備檢測能力的多臺檢測設備之間選擇最空閑的檢測設備進行任務分配；所述質量監(jiān)控是指對于每臺檢測設備上報的檢測結果，如果超出了正常范圍則預警提示；所述試樣跟蹤是指對每個試樣處于哪一臺檢測設備、是處于試樣下發(fā)、試樣檢測中、試樣檢測完畢的哪一個狀態(tài)進行跟蹤；所述環(huán)境監(jiān)控是指對所述監(jiān)控設備、局域網(wǎng)是否處于正常工作狀態(tài)進行監(jiān)控。
2.根據(jù)權利要求1所述的實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，所述監(jiān)控設備還包括配置模塊；所述配置模塊對每臺檢測設備的通訊參數(shù)、檢測結果信息、設備型號、操作人員信息進行配置；所述通訊參數(shù)包括傳輸參數(shù)、傳輸協(xié)議；所述檢測結果信息包括檢測結果中各字段含義、檢測結果的精度；所述操作人員信息包括操作人員的班組、班次、工號。
3.一種實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是，包括如下步驟第1步，上位機生成一項或多項檢測任務；第2步，監(jiān)控設備得到所述檢測任務，并將所述檢測任務分配給所有具有檢測能力的檢測設備中最空閑的檢測設備；第3步，所述檢測設備完成所述檢測任務，生成檢測結果；第4步，監(jiān)控設備得到所述檢測結果，進行數(shù)值修約后發(fā)送給上位機。
4.根據(jù)權利要求3所述的實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是，所述方法第2步中，當一項檢測任務涉及多臺檢測設備時，監(jiān)控設備將該檢測任務同時分配給多臺檢測設備；所述方法第4步中，所述監(jiān)控設備將多臺檢測設備上報的檢測結果合并后再發(fā)送給上位機。
5.根據(jù)權利要求3所述的實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是，所述方法第4步中，所述監(jiān)控設備得到每個檢測結果后，先判斷是否在正常范圍之內，如果是則發(fā)送給上位機；如果否則向檢測設備發(fā)出預警。
6.根據(jù)權利要求3所述的實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是，所述監(jiān)控設備記錄每個試樣實時處于哪一臺檢測設備；是處于試樣下發(fā)、試樣檢測中、試樣檢測完畢的哪一個狀態(tài)。
7.根據(jù)權利要求3所述的實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，其特征是，所述監(jiān)控設備還判斷自身運行狀態(tài)是否正常，包括所述監(jiān)控設備和檢測設備在內的局域網(wǎng)運行狀態(tài)是否正常，當發(fā)現(xiàn)不正常時發(fā)出預警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機、檢測設備、監(jiān)控設備。所述監(jiān)控設備包括通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和監(jiān)控模塊。所述通訊模塊與所有檢測設備均以TCP/IP方式進行通訊，還與所述上位機進行通訊。所述數(shù)據(jù)處理模塊將上位機分配的檢測任務傳遞給每臺檢測設備，還將一臺或多臺檢測設備上報的檢測結果上傳給上位機。所述監(jiān)控模塊對所有檢測設備進行負荷監(jiān)控、質量監(jiān)控、試樣跟蹤和環(huán)境監(jiān)控。本發(fā)明還公開了所述實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。本發(fā)明實驗室集中監(jiān)控系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，特別適合用于對冶金行業(yè)實驗室進行新建或改造，可最終從上位機到各臺檢測設備的全自動管理、配置、監(jiān)控。
文檔編號G05B19/418GK102411341SQ201010289399
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2010年9月25日
發(fā)明者徐桂紅 申請人:上海寶信軟件股份有限公司