專利名稱：一種鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)的制作方法
一種鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)
本發(fā)明涉及鋁電解自控系統(tǒng)，尤其涉及一種鋁電解可視化生產(chǎn)信 息系統(tǒng)。
熔鹽電解法是目前世界上生產(chǎn)金屬鋁的主要方法。由于國民經(jīng)濟(jì) 快速發(fā)展，鋁電解產(chǎn)能和產(chǎn)量也迅速增加，在這樣的產(chǎn)量需求下，生 產(chǎn)效率便成為鋁電解企業(yè)密切關(guān)注的問題，生產(chǎn)效率直接關(guān)系企業(yè)的 核心竟?fàn)幜Α榇?，鋁電解企業(yè)有必要建立完整的制造執(zhí)行信息化平 臺，以信息化帶動工業(yè)生產(chǎn)，快速提高生產(chǎn)力。目前鋁電解企業(yè)經(jīng)過 近二十幾年的發(fā)展，各生產(chǎn)線上的生產(chǎn)流程控制已經(jīng)基本實現(xiàn)了自動
化，即傳統(tǒng)的PLC加上位計算機(jī)模式的過程控制系統(tǒng)。
雖然鋁電解企業(yè)生產(chǎn)自動化程度有所提高，^f旦是站在企業(yè)管理者 的角度來看，這些獨立的現(xiàn)場控制系統(tǒng)應(yīng)該是一個整體，需要快速獲 得這些現(xiàn)場系統(tǒng)的生產(chǎn)原料、設(shè)備與人員情況，以便更優(yōu)化的組織生 產(chǎn)。目前這些生產(chǎn)現(xiàn)場的信息對管理決策層不透明，信息交換基本通 過電話、書面等方式，信息傳達(dá)時間滯后，影響企業(yè)生產(chǎn)效率。
而且，目前對鋁電解企業(yè)的生產(chǎn)線過程控制系統(tǒng)而言，還沒有完 全實現(xiàn)自動化，大多采用手工出鋁。手工出鋁的弊端為其一，出鋁 計劃、出鋁記錄、出鋁量等均需書面?zhèn)鬟f，受人為因素影響，容易出 錯；其二，出鋁量由人工控制，實際出鋁量與計劃出鋁量誤差大，出 鋁精度差，影響電解槽穩(wěn)定性；其三，出鋁流量無法控制，出鋁時電 解槽經(jīng)常產(chǎn)生"效應(yīng)，，報警，損傷電解槽。手工出鋁直接影響企業(yè)生 產(chǎn)效率。
5[發(fā)明內(nèi)容〗
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種管理信息化、可視化、上層 管理人員與現(xiàn)場生產(chǎn)人員溝通方便，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的鋁電 解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是提供一種自動化程度較高的鋁 電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是， 一種鋁電解 可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，包括現(xiàn)場控制子層、數(shù)據(jù)通訊子層和管理子層， 現(xiàn)場控制子層包括現(xiàn)場生產(chǎn)控制系統(tǒng)及音視頻監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通訊子 層包括數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)，所述的管理子層通過數(shù)據(jù)通訊子層與現(xiàn)場 控制子層進(jìn)行通信。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的現(xiàn)場生產(chǎn)控制系 統(tǒng)包括智能出鋁控制系統(tǒng)、電解槽測控系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、氧化鋁 輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、煙氣排放環(huán) 保控制系統(tǒng)。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系
統(tǒng)包括星型數(shù)字電臺網(wǎng)絡(luò)、嵌入式通訊服務(wù)器、LAN交換機(jī)；星型數(shù)字 電臺采用主從工作方式，由嵌入式通信服務(wù)器統(tǒng)一調(diào)度；智能出鋁控 制系統(tǒng)、電解槽測控系統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)tt據(jù)采用串口 M0DBUS協(xié)議通 過數(shù)字電臺傳輸?shù)角度胧酵ㄐ欧?wù)器，數(shù)字電臺只做數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)；嵌入 式通信服務(wù)器內(nèi)運4亍協(xié)議轉(zhuǎn)換程序，將接收到的現(xiàn)場串口 M0DBUS協(xié)議 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成M0DBUS TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸；嵌入式通信服 務(wù)器還負(fù)責(zé)與之相連的智能出鋁控制系統(tǒng)、電解槽測控系統(tǒng)和供電監(jiān) 控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的緩存和傳輸隊列控制。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的氧化鋁輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、煙氣排放環(huán)?？刂葡?統(tǒng)的數(shù)據(jù)、各現(xiàn)場音視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)直接通過以太網(wǎng)傳輸。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的智能出鋁系統(tǒng)包
括嵌入式控制計算機(jī)、RFID槽位識別儀、操作手柄、LED顯示屏、真 空流量調(diào)節(jié)閥和稱重儀，所述嵌入式控制計算機(jī)接收來自管理子層的 出鋁計劃量并實時向上傳送出鋁現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并與電解槽測控系統(tǒng)通訊， 執(zhí)行真空出鋁流量控制及出鋁重量控制；所述RFID槽位識別儀包括讀 卡器和識別卡兩部分，用于精確定位電解槽；所述操作手柄包括數(shù)碼 顯示表、指示燈、出鋁開關(guān)、查詢按鍵，所述數(shù)碼顯示表用于顯示當(dāng) 前槽位號、出鋁計劃量及未出量、實時重量，通過RS485^接口、 M0DBUS 通訊協(xié)議從嵌入式控制計算機(jī)獲得數(shù)據(jù)；指示燈用于指示出鋁狀態(tài)； 出鋁開關(guān)用于啟動及手動停止出鋁；查詢4安鍵用于查詢其它槽出鋁計 劃量及未出量。所述的LED顯示屏、真空流量調(diào)節(jié)閥、稱重儀均采用 RS485接口 、 M0DBUS協(xié)議與嵌入式控制計算機(jī)通訊；所述LED顯示屏 用于顯示出鋁鋁包排序相關(guān)信息；所述真空流量調(diào)節(jié)閥接收智能出鋁 控制系統(tǒng)嵌入式計算機(jī)發(fā)出的可控電磁閥開度信號，實時調(diào)整開度； 所述稱重儀實時獲取鋁包重量，傳送到所述嵌入式控制計算機(jī)。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的電解槽測控系統(tǒng) 包括第二嵌入式計算機(jī)和RS232/485接口轉(zhuǎn)換器，第二嵌入式計算機(jī) 的1個串口通過RS232/485接口轉(zhuǎn)換器與電解槽控制系統(tǒng)的控制器連 接，采用MODBUS協(xié)議與其通訊，采集槽況信息，統(tǒng)計計算單槽物料、 電能用量信息，判斷是否適宜出鋁；第二嵌入式計算^L的另一個串口 連接數(shù)字電臺，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到管理子層，并通過數(shù)字電臺與 所述智能出鋁控制系統(tǒng)橫向交換數(shù)據(jù)，向其提供出鋁信號，并在智能 出鋁系統(tǒng)出鋁時接收出鋁量、出鋁流量等信息，補償出鋁對電解槽的影響，穩(wěn)定槽況。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的供電監(jiān)控系統(tǒng)包 括通訊才幾，所述的通訊機(jī)向下連接智能電力繼電〗呆護(hù)設(shè)備，向上連接 數(shù)字電臺，將電能供應(yīng)及用量、設(shè)備及故障信息亦通過數(shù)字電臺向向 嵌入式通訊服務(wù)器傳送。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的氧化鋁輸送監(jiān)控 系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、煙氣排放環(huán)保控制系 統(tǒng)，通過各自的上位計算機(jī)和無線網(wǎng)橋接入通訊服務(wù)系統(tǒng)，每一個上
位計算機(jī)使用一對無線網(wǎng)橋接入數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)的LAN交換機(jī)。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的音視頻監(jiān)控系統(tǒng) 包括現(xiàn)場攝像機(jī)、現(xiàn)場音頻輸入輸出設(shè)備和多路音^L頻服務(wù)器，現(xiàn)場 的視頻和音頻監(jiān)控信號分別通過攝像機(jī)及音頻輸入設(shè)備輸入多路音視 頻服務(wù)器；多路音視頻服務(wù)器將接收到的音視頻數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊子 層LAN交換機(jī)傳輸?shù)焦芾碜訉樱还芾碜訉影l(fā)出的攝像機(jī)控制信息、與 現(xiàn)場交流的音頻指令信息通過多路音視頻服務(wù)器到達(dá)攝像機(jī)和音頻輸 出設(shè)備。
以上所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，所述的管理子層包括數(shù) 據(jù)庫PC、可視化監(jiān)控PC和數(shù)據(jù)處理與管理PC,凄t據(jù)庫PC安裝SQL SERVER服務(wù)軟件，建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)；可纟見化監(jiān)控PC運4于組態(tài)軟件，通 過以太網(wǎng)從數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，包括M0DBUS TCP/IP數(shù)據(jù)、 0PC數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)，將各現(xiàn)場數(shù)據(jù)重新組態(tài)，信息集中的流程畫面 系統(tǒng)，其中音視頻數(shù)據(jù)使用多路音視頻服務(wù)器提供的活動控件獲得， 嵌入到集中可視化畫面系統(tǒng)中；數(shù)據(jù)處理與管理PC上安裝組態(tài)軟件、 ERP接口軟件、報表軟件。組態(tài)軟件采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，集中分析、篩選、 整理，并將具有管理意義的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；ERP^I妄口軟件利用數(shù)據(jù)庫底層接口，訪問ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及管理子層數(shù)據(jù)庫，使管理人員可以 同時獲得ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)；報表軟件從數(shù)據(jù)庫PC、 ERP 接口系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)，為管理人員提供查詢、統(tǒng)計及才艮表輸出服務(wù)。
本發(fā)明鋁電解可^見化生產(chǎn)信息系統(tǒng)的管理子層通過數(shù)據(jù)通訊子層 與現(xiàn)場控制子層進(jìn)行通信，實現(xiàn)了生產(chǎn)管理的信息化、可視化、上層 管理人員與現(xiàn)場生產(chǎn)人員溝通方便，可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效 率和企業(yè)的竟?fàn)幜Α?[附圖i兌明]
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)實施例的系統(tǒng)框圖。 圖2是本發(fā)明鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)實施例智能出鋁系統(tǒng)的 系統(tǒng)框圖。
圖3是本發(fā)明鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)實施例上位計算機(jī)通過 網(wǎng)橋接入網(wǎng)絡(luò)的框圖。
圖4是本發(fā)明鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)實施例音視頻監(jiān)控系統(tǒng) 的系統(tǒng)框圖。
圖5是本發(fā)明鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)實施例數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系
統(tǒng)系統(tǒng)框圖。 [具體實施方式
]
本發(fā)明鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)的實施例是一種鋁電解生產(chǎn)信 息系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以嵌入式控制、數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)、現(xiàn)代工業(yè)通訊和 現(xiàn)代控制技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)可以分為現(xiàn)場控制子層、 數(shù)據(jù)通訊子層和管理子層?，F(xiàn)場控制子層包括各現(xiàn)場生產(chǎn)控制系統(tǒng)及 音視頻監(jiān)控系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通訊子層包括一系列通訊服務(wù)軟件和硬件；管 理子層包括ERP接口系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫與集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、集中信息管理系統(tǒng)、集中可一見化畫面系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖l所示。
ERP接口系統(tǒng)為開發(fā)的接口軟件，使用數(shù)據(jù)庫底層技術(shù)使企業(yè)ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與管理子層數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享，其中需要ERP系統(tǒng) 開放數(shù)據(jù)接口。
集中信息管理系統(tǒng)提取ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與管理子層數(shù)據(jù)庫中數(shù) 據(jù)，生成包括生產(chǎn)計劃與完成情況信息、物料信息、設(shè)備信息等供管 理人員查詢和輸出報表。
數(shù)據(jù)庫與集中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)整合各現(xiàn)場系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，包括 與ERP接口相關(guān)數(shù)據(jù)表，現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理由組態(tài)軟件完成，與ERP接 口相關(guān)數(shù)據(jù)處理由ERP接口軟件完成，主要功能是分析、篩選、整理 數(shù)據(jù)，并將有效數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。
集中可視化畫面系統(tǒng)將現(xiàn)場控制子層各系統(tǒng)的畫面與其他系統(tǒng)的 畫面整合到一起集中顯示。
智能出鋁系統(tǒng)包括嵌入式控制計算機(jī)、RFID槽位識別儀、操作手 柄、LED顯示屏、真空流量調(diào)節(jié)閥、稱重儀。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
嵌入式控制計算機(jī)是智能出鋁系統(tǒng)的心臟，接收來自管理子層的 出鋁計劃量并實時向上傳送出鋁現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并與電解槽測控系統(tǒng)通訊； 接收各RS485通訊口數(shù)據(jù)，執(zhí)行真空出鋁流量控制及出鋁重量控制， 控制出鋁。
RFID槽位識別儀包括讀卡器和識別卡兩部分，用于精確定位電解 槽。卡片儲存有槽位號，讀卡器讀到槽位數(shù)據(jù)后通過RS485接口 、M0DBUS 通訊協(xié)議傳入嵌入式計算機(jī)，定位電解槽。
操作手柄包括數(shù)碼顯示表、指示燈、出鋁開關(guān)、查詢按鍵。進(jìn)一 步的，數(shù)碼顯示表用于顯示當(dāng)前槽位號、出鋁計劃量及未出量、實時 重量，通過RS485接口、 M0DBUS通訊協(xié)議從嵌入式控制計算機(jī)獲得數(shù)據(jù)；指示燈用于指示出鋁狀態(tài)；出鋁開關(guān)用于啟動及手動停止出鋁； 查詢按鍵用于查詢其它槽出鋁計劃量及未出量。
LED顯示屏、真空流量調(diào)節(jié)閥、稱重4義均采用RS485接口、 M0DBUS 協(xié)議與嵌入式控制計算機(jī)通訊。LED顯示屏用于顯示出鋁鋁包排序相關(guān) 信息；真空流量調(diào)節(jié)閥接收控制器發(fā)出的可控電磁閥開度信號，實時 調(diào)整開度；稱重儀實時獲取鋁包重量，傳送到嵌入式控制計算機(jī)。
出鋁控制方法如下現(xiàn)場操作員按下操作手柄上啟動出鋁開關(guān)， 控制系統(tǒng)讀取管理層傳送下來的并已經(jīng)保存在本地的出鋁計劃量，同 時啟動出鋁虹吸開關(guān)；系統(tǒng)根據(jù)稱重儀實時重量計算出鋁量并計算出 鋁流量，輸出流量控制信號到真空流量控制閥，閥門根據(jù)此信號調(diào)整 開度，調(diào)節(jié)出鋁流量；系統(tǒng)實時比較出鋁量與計劃量的差值，計算關(guān) 閉虹吸開關(guān)的時機(jī)，當(dāng)達(dá)到一定的精度范圍內(nèi)關(guān)閉開關(guān)；等待出鋁慣 性結(jié)束后再次監(jiān)測出鋁量與計劃量的差值，如果多出或者滿足少出的 精度要求即結(jié)束出鋁，如果少出鋁量比較大，再次打開虹吸開關(guān)補償 吸鋁。
電解槽測控系統(tǒng)由嵌入式計算機(jī)、RS232/485接口轉(zhuǎn)換器組成。 嵌入使計算機(jī)有多個串口，其中一個串口通過RS232/485接口轉(zhuǎn)換器 與原電解槽控制系統(tǒng)的控制器連接，采用MODBUS協(xié)議與其通訊，采集 槽況信息，統(tǒng)計計算單槽物料、電能用量等信息，才艮據(jù)所采集的當(dāng)前 槽況信息判斷當(dāng)前是否適宜出鋁。另一個串口與連接數(shù)字電臺，將采 集到的數(shù)據(jù)傳送到管理子層，并通過數(shù)字電臺與智能出鋁控制系統(tǒng)橫 向交換數(shù)據(jù)，向其提供是否適宜出鋁信號，并在智能出鋁系統(tǒng)出鋁時 接收出鋁量、出鋁流量等信息，補償出鋁對電解槽的影響，穩(wěn)定槽況。
供電監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)電解廠供配電網(wǎng)絡(luò)中增加通訊機(jī)，通訊 機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)設(shè)備，支持MODBUS協(xié)議硬件，通訊機(jī)向下連接智能電力繼電保護(hù)設(shè)備，向上連接數(shù)字電臺，將電能供應(yīng)及用量、設(shè)備及故障 信息亦通過數(shù)字電臺向上傳送。
其它現(xiàn)場系統(tǒng)，包括原氧化鋁輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、 鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、煙氣排放環(huán)?？刂葡到y(tǒng)，將這些系統(tǒng)上位計算機(jī)
連入數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)LAN交換機(jī)，再在上位計算^/L組態(tài)軟件開放0PC 服務(wù)，管理子層軟件可以通過0PC客戶端獲得這些系統(tǒng)上位計算機(jī)數(shù) 據(jù)。具體連接方法為每一個上位計算機(jī)使用 一對無線網(wǎng)橋"l妄入系統(tǒng)LAN 交換機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖3所示。
音視頻監(jiān)控系統(tǒng)在原來存在的控制系統(tǒng)與新增加控制系統(tǒng)的生產(chǎn) 現(xiàn)場均增加音視頻監(jiān)控，包括CCD可控攝像機(jī)、音頻輸入(麥克風(fēng)) 輸出(音箱)設(shè)備、多路音視頻服務(wù)器。多路音視頻服務(wù)器可以接入 各個控制現(xiàn)場的音視頻信號，并將信號通過以太網(wǎng)絡(luò)傳輸。
監(jiān)控現(xiàn)場視頻信號和音頻信號分別通過攝像才幾及現(xiàn)場音頻輸入設(shè) 備輸入多路音視頻服務(wù)器，管理子層軟件可以通過多路音視頻服務(wù)器 獲得音視頻數(shù)據(jù)并輸出；同樣，管理子層發(fā)出的攝^^幾旋轉(zhuǎn)控制信息、 變焦變倍控制信息、與現(xiàn)場交流的音頻輸入信息也可以通過多路音視 頻服務(wù)器到現(xiàn)場攝像機(jī)和音頻輸出設(shè)備。其結(jié)構(gòu)如圖4所示。
數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)提供現(xiàn)場控制子層與管理子層的數(shù)據(jù)通路，包 括星型數(shù)字電臺網(wǎng)絡(luò)、嵌入式通訊服務(wù)器、LAN交換^/L,軟件上包括運 行于嵌入式通信服務(wù)器內(nèi)的協(xié)議轉(zhuǎn)換程序。星型數(shù)字電臺采用主從工 作方式，由嵌入式通信服務(wù)器統(tǒng)一調(diào)度。整個系統(tǒng)通訊結(jié)構(gòu)如圖5所 示?，F(xiàn)場控制子層中的智能出鋁控制系統(tǒng)、電解槽測控系統(tǒng)、供電監(jiān) 控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用串口 MODBUS協(xié)議通過數(shù)字電臺傳輸?shù)角度胧酵ㄐ欧?wù) 器，數(shù)字電臺只做數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。嵌入式通信服務(wù)器內(nèi)運行協(xié)議轉(zhuǎn)換程序， 將接收到的現(xiàn)場串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成M0DBUS TCP/IP協(xié)議通過以太網(wǎng)傳輸。
12嵌入式通信服務(wù)器還負(fù)責(zé)與之相連的三個現(xiàn)場控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的緩存和傳輸隊列控制。其它現(xiàn)場控制系統(tǒng)，包括氧化鋁輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、煙氣排放環(huán)?？刂葡到y(tǒng)數(shù)據(jù)、各現(xiàn)場音視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)直接通過以太網(wǎng)傳輸。
管理子層包括數(shù)據(jù)庫PC、可視化監(jiān)控PC和數(shù)據(jù)處理與管理PC。數(shù)據(jù)庫PC安裝SQL SERVER服務(wù)軟件，根據(jù)管理需求建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。
可視化監(jiān)控PC運行組態(tài)軟件，通過以太網(wǎng)從數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，包括M0DBUS TCP/IP數(shù)據(jù)、0PC數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)，將各現(xiàn)場數(shù)據(jù)重新組態(tài)，信息集中的流程畫面系統(tǒng)，其中音視頻數(shù)據(jù)使用多路音視頻服務(wù)器提供的活動控件獲得，嵌入到集中可視化畫面系統(tǒng)中，即工藝流程、現(xiàn)場實景可禎/f匕。
數(shù)據(jù)處理與管理PC上安裝組態(tài)軟件、ERP接口軟件、報表軟件。組態(tài)軟件采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，集中分析、篩選、整理，并將具有管理意義的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。ERP接口軟件利用數(shù)據(jù)庫底層接口，訪問ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及管理子層數(shù)據(jù)庫，使管理人員可以同時獲得ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)。報表軟件從數(shù)據(jù)庫PC、 ERP接口系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)，為管理人員提供查詢、統(tǒng)計及l(fā)^輸出服務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，包括現(xiàn)場控制子層和管理子層，其特征在于，包括數(shù)據(jù)通訊子層，現(xiàn)場控制子層包括現(xiàn)場生產(chǎn)控制系統(tǒng)及音視頻監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通訊子層包括數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)，所述的管理子層通過數(shù)據(jù)通訊子層與現(xiàn)場控制子層進(jìn)行通信。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的現(xiàn)場生產(chǎn)控制系統(tǒng)包括智能出鋁控制系統(tǒng)、電解槽測控系 統(tǒng)、供電監(jiān)控系統(tǒng)、氧化鋁輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄 造生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、煙氣排放環(huán)保控制系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)包括星型數(shù)字電臺網(wǎng)絡(luò)、嵌入式通訊服務(wù) 器、LAN交換機(jī)；星型數(shù)字電臺采用主從工作方式，由嵌入式通信 服務(wù)器統(tǒng)一調(diào)度；智能出鋁控制系統(tǒng)、電解槽測控系統(tǒng)、供電監(jiān)控 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用串口 M0DBUS協(xié)議通過數(shù)字電臺傳輸?shù)角度胧酵ㄐ欧?務(wù)器，數(shù)字電臺只做數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)；嵌入式通信服務(wù)器內(nèi)運行協(xié)議轉(zhuǎn)換 程序，將接收到的現(xiàn)場串口 M0DBUS協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成M0DBUS TCP/IP 協(xié)議數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸；嵌入式通信服務(wù)器還負(fù)責(zé)與之相連的智 能出鋁控制系統(tǒng)、電解槽測控系統(tǒng)和供電監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的緩存和 傳輸隊列控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的氧化鋁輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系 統(tǒng)、煙氣排放環(huán)?？刂葡到y(tǒng)的數(shù)據(jù)、各現(xiàn)場音視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)直接通 過以太網(wǎng)傳輸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的智能出鋁系統(tǒng)包括嵌入式控制計算機(jī)、RFID槽位識別儀、搡 作手柄、LED顯示屏、真空流量調(diào)節(jié)閥和稱重^f義，所述嵌入式控制計算機(jī)接收來自管理子層的出鋁計劃量并實時向上傳送出鋁現(xiàn)場 數(shù)據(jù)，并與電解槽測控系統(tǒng)通訊，執(zhí)行真空出鋁流量控制及出鋁重量控制；所述RFID槽位識別儀包括讀卡器和識別卡兩部分，用于 精^位嘴^tr^^:操作手柄包括數(shù)^^#、 IT^T、頓開 關(guān)、查詢按^t，所述數(shù)碼顯示表用于顯示當(dāng)前槽位號、出鋁計劃量 及未出量、實時重量，通過RS485接口、 M0DBUS通訊協(xié)議從嵌入式 控制計算機(jī)獲得數(shù)據(jù)；指示燈用于指示出鋁狀態(tài)；出鋁開關(guān)用于啟 動及手動停止出鋁；查詢按鍵用于查詢其它槽出鋁計劃量及未出 量。所述的LED顯示屏、真空流量調(diào)節(jié)閥、稱重儀均采用RS485接 口、 M0DBUS協(xié)議與嵌入式控制計算機(jī)通訊；所述LED顯示屏用于顯 示出鋁鋁包排序相關(guān)信息；所述真空流量調(diào)節(jié)閥接收智能出鋁控制 系統(tǒng)嵌入式計算機(jī)發(fā)出的可控電磁閥開度信號；所述稱重儀實時獲 取鋁包重量，傳送到所述嵌入式控制計算機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的電解槽測控系統(tǒng)包括第二嵌入式計算機(jī)和RS232/485接口轉(zhuǎn) 換器，第二嵌入式計算機(jī)的1個串口通過RS232/485接口轉(zhuǎn)換器與 電解槽控制系統(tǒng)的控制器連接，采用M0DBUS協(xié)i義與其通訊，采集 槽況信息，統(tǒng)計計算單槽物料、電能用量信息，判斷是否適宜出鋁； 第二嵌入式計算機(jī)的另 一個串口連接數(shù)字電臺，將采集到的數(shù)據(jù)傳 送到管理子層，并通過數(shù)字電臺與所述智能出鋁控制系統(tǒng)橫向交換 數(shù)據(jù)，向其提供出鋁信號，并在智能出鋁系統(tǒng)出鋁時接收出鋁量、 出鋁流量等信息，補償出鋁對電解槽的影響，穩(wěn)定槽況。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的供電監(jiān)控系統(tǒng)包括通訊機(jī)，所述的通訊機(jī)向下連接智能電力 繼電保護(hù)設(shè)備，向上連接數(shù)字電臺，將電能供應(yīng)及用量、設(shè)備及故 障信息亦通過數(shù)字電臺向嵌入式通訊服務(wù)器傳送。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于，所述的氧化鋁輸送監(jiān)控系統(tǒng)、陽極生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、鑄造生產(chǎn)監(jiān)控系 統(tǒng)、煙氣排放環(huán)?？刂葡到y(tǒng)，通過各自的上位計算機(jī)和無線網(wǎng)橋接 入數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)，每一個上位計算機(jī)通過使用 一對無線網(wǎng)橋接入tt通^m務(wù)^ifet亇-tAif交^^l。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的音視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括現(xiàn)場攝像機(jī)、現(xiàn)場音頻輸入輸出設(shè)備和 多路音視頻服務(wù)器，現(xiàn)場的視頻和音頻監(jiān)控信號分別通過攝像機(jī)及 音頻輸入設(shè)備輸入多路音視頻服務(wù)器；多路音視頻服務(wù)器將接收到 的音視頻數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊子層LAN交換機(jī)傳輸?shù)焦芾碜訉樱还芾?子層發(fā)出的攝像機(jī)控制信息、與現(xiàn)場交流的音頻指令信息通過多路 音視頻服務(wù)器到達(dá)攝像機(jī)和音頻輸出設(shè)備。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，其特征在于， 所述的管理子層包括數(shù)據(jù)庫PC、可視化l控PC和數(shù)據(jù)處理與管理 PC，數(shù)據(jù)庫PC安裝SQL SERVER服務(wù)軟件，建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)；可視 化監(jiān)控PC運行組態(tài)軟件，通過以太網(wǎng)從數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)采集數(shù) 據(jù)，包括M0DBUS TCP/IP數(shù)據(jù)、0PC數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)，將各現(xiàn)場 數(shù)據(jù)重新組態(tài)，信息集中的流程畫面系統(tǒng)，其中音視頻數(shù)據(jù)使用多 路音視頻服務(wù)器提供的活動控件獲得，嵌入到集中可視化畫面系統(tǒng) 中；數(shù)據(jù)處理與管理PC上安裝組態(tài)軟件、ERP接口軟件、報表軟件。 組態(tài)軟件采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，集中分析、篩選、整理，并將具有管理意 義的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫；ERP接口軟件利用數(shù)據(jù)庫底層接口 ，訪問ERP 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及管理子層數(shù)據(jù)庫，使管理人員可以同時獲得ERP系統(tǒng) 數(shù)據(jù)與生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)；報表軟件從數(shù)據(jù)庫PC、 ERP接口系統(tǒng)獲得數(shù) 據(jù)，為管理人員提供查詢、統(tǒng)計及報表輸出服務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁電解可視化生產(chǎn)信息系統(tǒng)，包括現(xiàn)場控制子層、數(shù)據(jù)通訊子層和管理子層，現(xiàn)場控制子層包括現(xiàn)場生產(chǎn)控制系統(tǒng)及音視頻監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通訊子層包括數(shù)據(jù)通訊服務(wù)系統(tǒng)，所述的管理子層通過數(shù)據(jù)通訊子層與現(xiàn)場控制子層進(jìn)行通信。本發(fā)明實現(xiàn)了生產(chǎn)管理的信息化、可視化、上層管理人員與現(xiàn)場生產(chǎn)人員溝通方便，可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和企業(yè)的競爭力。
文檔編號C25D3/20GK101624713SQ20091010916
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者李瑞常, 羅自永 申請人:深圳市庫馬克新技術(shù)股份有限公司