基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括底層傳感器、伺服系統(tǒng)、智能儀表、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)控制器及中央服務(wù)器。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤樣輸送、破碎、縮分、干燥等工藝流程的全自動(dòng)化無(wú)人值守操作，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作環(huán)境；通過(guò)智能化的系統(tǒng)監(jiān)控管理，大大提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性與可視化程度；基于現(xiàn)場(chǎng)總線的搭建信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了煤樣制備系統(tǒng)控制、管理一體化信息集成，促進(jìn)系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、分散化、智能化方向發(fā)展，為搭建數(shù)字化工廠提供指導(dǎo)；各個(gè)子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)協(xié)同工作、結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)優(yōu)化、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，真正實(shí)現(xiàn)了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。

Intelligent coal sample preparation control system based on field bus

The invention discloses a coal intelligent system based on fieldbus control system by, the system includes a bottom layer sensor, servo system, intelligent instrument, intelligent gateway subsystem, field controller and central server. The invention realizes automatic unattended operation of coal transportation, crushing, dividing, drying process, greatly reduce the labor intensity of the staff, improve the working environment; through intelligent monitoring and management system, improve system security, reliability and visualization; field bus the construction of information network to realize the coal sample preparation system control and management information integration system based on network, to promote decentralization, intelligent direction, to provide guidance for the construction of digital factory; each subsystem of the intelligent gateway collaborative work, novel structure, optimization design, the user has high system integration initiative, realize the \information centralized, distributed control and decentralized control\.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及煤炭質(zhì)量檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
我國(guó)缺油、少氣、富煤的資源現(xiàn)狀決定了我國(guó)能源架構(gòu)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)以煤為主，但煤炭使用過(guò)程中排放大量污染物，引發(fā)大氣污染。因此如何以精準(zhǔn)、快速的檢測(cè)手段提取煤樣指標(biāo)，從而控制劣質(zhì)煤的使用，對(duì)促進(jìn)煤的精細(xì)化投放利用有著重要作用，而煤樣化驗(yàn)前期需要制備合格的煤炭樣品。煤樣制備控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)從原煤輸送、破碎、縮分、干燥全過(guò)程自動(dòng)化操作的系統(tǒng)，主要是針對(duì)制備過(guò)程中的各類機(jī)電設(shè)備進(jìn)行集中管理、監(jiān)控的系統(tǒng)，包括破碎機(jī)、提升機(jī)、電子稱、智能儀表等。現(xiàn)有的煤樣制備系統(tǒng)多為面向單體設(shè)備的人工操作，存在自動(dòng)化、信息化、集成度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外還未實(shí)現(xiàn)從原煤輸送到煤樣制備，再到煤樣化驗(yàn)的一體化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)仍采用一對(duì)一連線，用電壓、電流的模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量和控制，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備間以及系統(tǒng)與外界的信息交換，造成“信息孤島”問(wèn)題，且控制器工作量大，不利于大規(guī)模實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于通過(guò)一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)，來(lái)解決以上
技術(shù)介紹
部分提到的問(wèn)題。為達(dá)此目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)，其包括底層傳感器、伺服系統(tǒng)、智能儀表、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)控制器及中央服務(wù)器；所述伺服系統(tǒng)、底層傳感器和智能儀表安置于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線電性連接所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)和伺服系統(tǒng)電性連接現(xiàn)場(chǎng)控制器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)電性連接中央服務(wù)器，并將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)備份到所述中央服務(wù)器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)與子系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，所述子系統(tǒng)包括原煤輸送系統(tǒng)、原煤破碎系統(tǒng)、煤樣縮分系統(tǒng)、煤樣干燥系統(tǒng)及煤樣存儲(chǔ)系統(tǒng)。特別地，所述底層傳感器包括但不限于溫度傳感器、光電傳感器、振動(dòng)傳感器、紅外傳感器。特別地，所述智能儀表包括但不限于溫控儀、電子稱、流量變送器。特別地，所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過(guò)RS485總線電性連接所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)。特別地，所述伺服系統(tǒng)的輸出端通過(guò)EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線電性連接所述現(xiàn)場(chǎng)控制器。特別地，所述現(xiàn)場(chǎng)控制器、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)和中央服務(wù)器之間采用TCP/IP協(xié)議通訊。本專利技術(shù)提出的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)通過(guò)底層傳感器、智能儀表與子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)功能徹底下放到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，降低了現(xiàn)場(chǎng)控制器和中央服務(wù)器的任務(wù)壓力，系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)采用通信方式傳輸，設(shè)計(jì)優(yōu)化、穩(wěn)定可靠、系統(tǒng)集成自由。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤樣輸送、破碎、縮分、干燥等工藝流程的全自動(dòng)化無(wú)人值守操作，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作環(huán)境；通過(guò)智能化的系統(tǒng)監(jiān)控管理，大大提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性與可視化程度；基于現(xiàn)場(chǎng)總線的搭建信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了煤樣制備系統(tǒng)控制、管理一體化信息集成，促進(jìn)系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、分散化、智能化方向發(fā)展，為搭建數(shù)字化工廠提供指導(dǎo)；各個(gè)子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)協(xié)同工作、結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)優(yōu)化、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，真正實(shí)現(xiàn)了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本專利技術(shù)，而非對(duì)本專利技術(shù)的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術(shù)相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容，除非另有定義，本文所使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本專利技術(shù)的
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例，不是旨在于限制本專利技術(shù)。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)具體包括底層傳感器、伺服系統(tǒng)、智能儀表、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)控制器及中央服務(wù)器；所述伺服系統(tǒng)、底層傳感器和智能儀表安置于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線電性連接所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)和伺服系統(tǒng)電性連接現(xiàn)場(chǎng)控制器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)電性連接中央服務(wù)器，并將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)備份到所述中央服務(wù)器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)與子系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，所述子系統(tǒng)包括但不限于原煤輸送系統(tǒng)、原煤破碎系統(tǒng)、煤樣縮分系統(tǒng)、煤樣干燥系統(tǒng)及煤樣存儲(chǔ)系統(tǒng)。在本實(shí)施例中所述底層傳感器包括但不限于溫度傳感器、光電傳感器、振動(dòng)傳感器、紅外傳感器。所述智能儀表包括但不限于溫控儀、電子稱、流量變送器。所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過(guò)RS485總線電性連接所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)。所述伺服系統(tǒng)的輸出端通過(guò)EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線電性連接所述現(xiàn)場(chǎng)控制器。所述現(xiàn)場(chǎng)控制器和智能儀表之間采用Modbus協(xié)議通訊。所述現(xiàn)場(chǎng)控制器、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)和中央服務(wù)器之間采用TCP/IP協(xié)議通訊。依功能對(duì)上述基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)化分如下：基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)層、主控層和信息層，每層網(wǎng)采用雙環(huán)網(wǎng)冗余；信息層是全系統(tǒng)的頂層，包括控制室和工程師室，控制室包括制備程控和安全監(jiān)控即現(xiàn)場(chǎng)控制器，工程師室包括工程師站即上位機(jī)、打印機(jī)、中央服務(wù)器，信息層用于管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道，連接主控層和現(xiàn)場(chǎng)層；所述主控層為系統(tǒng)中間層，包括子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)(同圖中智能網(wǎng)關(guān))，所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)與子系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，所述子系統(tǒng)包括但不限于原煤輸送系統(tǒng)、原煤破碎系統(tǒng)、煤樣縮分系統(tǒng)、煤樣干燥系統(tǒng)及煤樣存儲(chǔ)系統(tǒng)，主控層是實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通道，連接信息層和現(xiàn)場(chǎng)層；現(xiàn)場(chǎng)層為系統(tǒng)底層，包括底層傳感器、伺服系統(tǒng)、智能儀表、I/O站，現(xiàn)場(chǎng)層是現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程參數(shù)、狀態(tài)通道，上連主控層和信息層，下連現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。本專利技術(shù)的技術(shù)方案通過(guò)底層傳感器、智能儀表與子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)功能徹底下放到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，降低了現(xiàn)場(chǎng)控制器和中央服務(wù)器的任務(wù)壓力，系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)采用通信方式傳輸，設(shè)計(jì)優(yōu)化、穩(wěn)定可靠、系統(tǒng)集成自由。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤樣輸送、破碎、縮分、干燥等工藝流程的全自動(dòng)化無(wú)人值守操作，大大降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作環(huán)境；通過(guò)智能化的系統(tǒng)監(jiān)控管理，大大提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性與可視化程度；基于現(xiàn)場(chǎng)總線的搭建信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了煤樣制備系統(tǒng)控制、管理一體化信息集成，促進(jìn)系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、分散化、智能化方向發(fā)展，為搭建數(shù)字化工廠提供指導(dǎo)；各個(gè)子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)協(xié)同工作、結(jié)構(gòu)新穎、設(shè)計(jì)優(yōu)化、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)，真正實(shí)現(xiàn)了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-OnlyMemory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(RandomAccessMemory，RAM)等。以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本專利技術(shù)的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本專利技術(shù)的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本專利技術(shù)保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本專利技術(shù)的其它具體實(shí)施方式，這些方式都本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)，其特征在于，包括底層傳感器、伺服系統(tǒng)、智能儀表、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)控制器及中央服務(wù)器；所述伺服系統(tǒng)、底層傳感器和智能儀表安置于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線電性連接所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)和伺服系統(tǒng)電性連接現(xiàn)場(chǎng)控制器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)電性連接中央服務(wù)器，并將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)備份到所述中央服務(wù)器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)與子系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，所述子系統(tǒng)包括原煤輸送系統(tǒng)、原煤破碎系統(tǒng)、煤樣縮分系統(tǒng)、煤樣干燥系統(tǒng)及煤樣存儲(chǔ)系統(tǒng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)，其特征在于，包括底層傳感器、伺服系統(tǒng)、智能儀表、子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)控制器及中央服務(wù)器；所述伺服系統(tǒng)、底層傳感器和智能儀表安置于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線電性連接所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)和伺服系統(tǒng)電性連接現(xiàn)場(chǎng)控制器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)電性連接中央服務(wù)器，并將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)備份到所述中央服務(wù)器；所述子系統(tǒng)智能網(wǎng)關(guān)與子系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，所述子系統(tǒng)包括原煤輸送系統(tǒng)、原煤破碎系統(tǒng)、煤樣縮分系統(tǒng)、煤樣干燥系統(tǒng)及煤樣存儲(chǔ)系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能化煤樣制備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述底層傳感器包括但不限于溫度傳感器、光...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐敦兵，張浩，王旭，張笑，張思，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，南京航空航天大學(xué)無(wú)錫研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32