專利名稱：工廠級生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，特別涉及一種用于包括子網(wǎng)之間的網(wǎng)絡聯(lián)接、 數(shù)據(jù)交換、遠程聯(lián)接以及子網(wǎng)內(nèi)部的運行數(shù)據(jù)采集、安全控制和數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)。
背景技術：
目前常規(guī)的集散控制系統(tǒng)，是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT) 和控制(Control)等4C技術，常用于大型的生產(chǎn)過程的自動化控制，是一種先進的控制技術，但對于中小型裝置(數(shù)幾百點內(nèi))，這類系統(tǒng)顯得造價過于昂貴、調(diào)試安裝復雜，維修維護困難。但互聯(lián)網(wǎng)的應用正在轉(zhuǎn)向以設備為中心，集散控制系統(tǒng)與hternet的結合實現(xiàn)網(wǎng)絡化是一種必然的趨勢。由于在生產(chǎn)過程中各單元之間不僅相對獨立，而且還存在相互聯(lián)系。當采用控制單元獨立設計的方法時，集散控制系統(tǒng)中不得不將所需要的信息全部采集進來以達到獨立運行的目的，這種設計方法使得實際系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)一個車間內(nèi)可能多個獨立單元采集同一數(shù)據(jù)量，或一個裝置在多個單元中出現(xiàn)。這樣，不僅造成資源浪費，而且給工作人員的管理造成不便。此外，隨著功能的不斷增加，對集散控制系統(tǒng)功能需求也在不斷增加。也需要新的智能單元接入。由此可見，上述現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷， 而亟待加以進一步改進。為了解決集散控制系統(tǒng)存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業(yè)者急欲解決的問題。有鑒于上述現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設計制造多年豐富的實務經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設一種新型結構的工廠級生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，能夠改進一般現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設計，并經(jīng)反復試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)存在的缺陷，而提供一種新型結構的工廠級生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，所要解決的技術問題是使其采用分級網(wǎng)絡的聯(lián)接方式實施了各個智能單元的聯(lián)接和數(shù)據(jù)交換，主網(wǎng)通過與子網(wǎng)相通信，實現(xiàn)對各車間的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送控制指令，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，應用于工廠的車間或者部門中，其特征在于它由聯(lián)接各車間的主網(wǎng)和各車間的子網(wǎng)構成，主網(wǎng)由主網(wǎng)主控制器和主網(wǎng)網(wǎng)絡組成，所述子網(wǎng)由子網(wǎng)主控制器和多個基本控制單元組成，所述主網(wǎng)與所述子網(wǎng)相通信。主網(wǎng)管理工廠的通訊和數(shù)據(jù)交換，子網(wǎng)管理工廠部門(生產(chǎn)車間)內(nèi)數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)操作。主網(wǎng)主控制器通過各個子網(wǎng)的網(wǎng)關，實現(xiàn)對各部門(生產(chǎn)車間)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送控制指令。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述基本控制單元內(nèi)包括微型計算機和通訊接口，所述基本控制單元的通訊接口與所述子網(wǎng)主控制器的通訊接口相聯(lián)接。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述子網(wǎng)主控制器與所述主網(wǎng)主控制器之間設置有網(wǎng)關模塊，所述網(wǎng)關模塊由單片微型計算機和與其相聯(lián)接的通訊接口組成，所述網(wǎng)關模塊的通訊接口與所述主網(wǎng)網(wǎng)絡聯(lián)接。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述子網(wǎng)主控制器與所述網(wǎng)關模塊組成子網(wǎng)控制系統(tǒng)，所述網(wǎng)關模塊內(nèi)的微型計算機通過總線與所述子網(wǎng)主控制器的單片微型計算機相聯(lián)接。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述子網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)設有顯示模塊，顯示模塊通過總線與子網(wǎng)主控制器和網(wǎng)關模塊相聯(lián)接。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述子網(wǎng)主控制器和所述網(wǎng)關模塊的單片微型計算機聯(lián)接。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)關模塊內(nèi)的通訊接口與所述主網(wǎng)網(wǎng)絡聯(lián)接。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，各個子網(wǎng)基本控制系統(tǒng)還包括控制單元、不間斷電源、測量單元、連鎖報警單元和操作站。前述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其中，主網(wǎng)與外網(wǎng)的通訊由路由器、防火墻和無線通訊接口聯(lián)接。借由上述技術方案，本發(fā)明工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點
(1)使得各部門的控制相對獨立，對其他部門的干擾變??；
(2)減輕主網(wǎng)主控制器的負擔，并且利于更多控制單元的擴展。(3)子網(wǎng)控制系統(tǒng)采用單片微型計算機為核心設計，各部分既可獨立進行數(shù)據(jù)實時采集、處理和控制，又可連接到網(wǎng)絡中協(xié)調(diào)操作和交換數(shù)據(jù)。綜上所述，本發(fā)明特殊結構的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，采用分級網(wǎng)絡的聯(lián)接方式實施了各個智能單元的聯(lián)接和數(shù)據(jù)交換，主網(wǎng)通過與子網(wǎng)相通信，實現(xiàn)對各車間的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送控制指令，其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結構設計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結構上或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的集散控制系統(tǒng)具有增進的多項功效， 從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本發(fā)明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。


圖1為本發(fā)明工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖； 圖2為本發(fā)明工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)的子網(wǎng)的結構框圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。請參閱圖1、圖2所示，本發(fā)明較佳實施例的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，應用于工廠的車間或者部門中，它由聯(lián)接各車間的主網(wǎng)101和車間的子網(wǎng)102構成，主網(wǎng)101由主網(wǎng)主控制器103和主網(wǎng)網(wǎng)絡組成，主網(wǎng)主控制器103通過網(wǎng)絡發(fā)送控制指令數(shù)據(jù)包給每個子網(wǎng) 102，并接受子網(wǎng)102返回的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)整體控制，主網(wǎng)網(wǎng)絡的優(yōu)選形式是RS-485的規(guī)程， 然而，應理解為可使用其他形式的網(wǎng)絡實現(xiàn)該發(fā)明。本發(fā)明的子網(wǎng)102由子網(wǎng)主控制器112 和多個基本控制單元117組成，主網(wǎng)101與子網(wǎng)102相通信。本發(fā)明的子網(wǎng)主控制器112與主網(wǎng)主控制器103之間設置有網(wǎng)關模塊110，網(wǎng)關模塊110由單片微型計算機202和與其相聯(lián)接的通訊接口 201組成，網(wǎng)關模塊110的通訊接口 201與主網(wǎng)網(wǎng)絡聯(lián)接。本發(fā)明的子網(wǎng)主控制器112包括第二單片微型計算機208和與其聯(lián)接的第二通訊接口 209，第二單片微型計算機208通過總線與顯示模塊111以及網(wǎng)關模塊110中的單片微型計算機202相聯(lián)接通信。通訊接口 201實現(xiàn)子網(wǎng)同系統(tǒng)主網(wǎng)101的物理聯(lián)接，單片微型計算機202通過該通訊接口 201與主網(wǎng)主控制器103通訊，以實現(xiàn)部門到工廠主網(wǎng)主控制器103的數(shù)據(jù)交換，該單片微型計算機202還通過總線109與子網(wǎng)主控制器112交換數(shù)據(jù)。本發(fā)明的子網(wǎng)主控制器112與網(wǎng)關模塊110組成子網(wǎng)控制系統(tǒng)108，網(wǎng)關模塊110 內(nèi)的微型計算機通過總線109與子網(wǎng)主控制器102的單片微型計算機相聯(lián)接。子網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)設有顯示模塊111，顯示模塊111包括第三單片微型計算機203、鍵盤接口 204、顯示接口 206、鍵盤205和顯示部件207，顯示模塊111用于顯示當前子網(wǎng)102內(nèi)的各種數(shù)據(jù)和設置所需參數(shù)，鍵盤205通過鍵盤接口 204將參數(shù)輸入到第三單片徽型計算機203，第三單片微型計算機203通過顯示接口 206將數(shù)據(jù)送顯示部件207予以顯示。同時該第三單片微型計算機203還通過數(shù)據(jù)總線109與子網(wǎng)主控制器112交換數(shù)據(jù)。子網(wǎng)控制系統(tǒng)還包括控制單元、不間斷電源114、測量單元115、連鎖報警單元116、圖形顯示系統(tǒng)單元和操作站。本發(fā)明的基本控制單元220包括第四微型計算機213和第三通訊接口 214，基本控制單元220的第三通訊接口 214與子網(wǎng)主控制器112的通訊接口 209相聯(lián)接，實現(xiàn)與子網(wǎng)主控制器112的通訊。單片微型計算機213通過模擬量輸入接口 211采集電信號(如交直流電壓、電流)，通過傳感器輸入接口 212采集多點的工藝參數(shù)，通過數(shù)字量輸入接口采集相關的開關量信號。根據(jù)采集到的信號，經(jīng)微型計算機根據(jù)PID運算后，通過控制信號輸出接口控制執(zhí)行裝置進行正常的安全控制操作，此模塊可有多個，以適應應用需求。由子網(wǎng)控制系統(tǒng)108和子網(wǎng)網(wǎng)絡113構成的管理網(wǎng)絡可以允許多個基本控制單元 220的接入，子網(wǎng)控制系統(tǒng)108還包括控制單元117、不間斷電源114、測量單元115、連鎖報警單元116和操作站118。本發(fā)明的另一個創(chuàng)新點在于，主網(wǎng)主控制器103還通過無線模塊104、防火墻105 與終端106相聯(lián)接通信，實現(xiàn)遠程終端106的實時監(jiān)控。本發(fā)明還包括電源模塊210，電源模塊210用于為子網(wǎng)主控制器112的各個模塊提供所需電源。上述如此結構構成的本發(fā)明工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)的技術創(chuàng)新，對于現(xiàn)今同行業(yè)的技術人員來說均具有許多可取之處，而確實具有技術進步性。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，應用于工廠的車間或者部門中，其特征在于它由聯(lián)接各車間的主網(wǎng)和各車間的子網(wǎng)構成，主網(wǎng)由主網(wǎng)主控制器和主網(wǎng)網(wǎng)絡組成，所述子網(wǎng)由子網(wǎng)主控制器和多個基本控制單元組成，所述主網(wǎng)與所述子網(wǎng)相通信。
2.根據(jù)權利要求1所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述基本控制單元內(nèi)包括微型計算機和通訊接口，所述基本控制單元的通訊接口與所述子網(wǎng)主控制器的通訊接口相聯(lián)接。
3.根據(jù)權利要求1所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述子網(wǎng)主控制器與所述主網(wǎng)主控制器之間設置有網(wǎng)關模塊，所述網(wǎng)關模塊由單片微型計算機和與其相聯(lián)接的通訊接口組成，所述網(wǎng)關模塊的通訊接口與所述主網(wǎng)網(wǎng)絡聯(lián)接。
4.根據(jù)權利要求1所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述子網(wǎng)主控制器與所述網(wǎng)關模塊組成子網(wǎng)控制系統(tǒng)，所述網(wǎng)關模塊內(nèi)的微型計算機通過總線與所述子網(wǎng)主控制器的單片微型計算機相聯(lián)接。
5.根據(jù)權利要求4所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述子網(wǎng)控制系統(tǒng)內(nèi)設有顯示模塊，顯示模塊通過總線與子網(wǎng)主控制器和網(wǎng)關模塊相聯(lián)接。
6.根據(jù)權利要求4所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述子網(wǎng)主控制器和所述網(wǎng)關模塊的單片微型計算機聯(lián)接。
7.根據(jù)權利要求4所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)關模塊內(nèi)的通訊接口與所述主網(wǎng)網(wǎng)絡聯(lián)接。
8.根據(jù)權利要求4所述的工廠安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述子網(wǎng)控制系統(tǒng)還包括控制單元、不間斷電源、測量單元、連鎖報警單元和操作站。
9.根據(jù)權利要求1所述的工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述主網(wǎng)與外網(wǎng)的通訊由路由器、防火墻和無線通訊接口聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工廠級安全監(jiān)控系統(tǒng)，應用于工廠的車間或者部門中，它由聯(lián)接各車間的主網(wǎng)和各車間的子網(wǎng)構成，主網(wǎng)由主網(wǎng)主控制器和主網(wǎng)網(wǎng)絡組成，所述子網(wǎng)由子網(wǎng)主控制器和多個基本控制單元組成，所述主網(wǎng)與所述子網(wǎng)相通信，采用分級網(wǎng)絡的聯(lián)接方式實施了各個智能單元的聯(lián)接和數(shù)據(jù)交換，主網(wǎng)通過與子網(wǎng)相通信，實現(xiàn)對各車間的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送控制指令。
文檔編號G05B19/418GK102393720SQ20111035640
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權日2011年11月11日
發(fā)明者張祖鷹, 趙美惠 申請人:南京化工職業(yè)技術學院