多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)過程參數(shù)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，對(duì)溫度、壓力和流量等參數(shù)實(shí)現(xiàn)多功能控制和記錄的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在溫度、壓力和流量等控制方面，主要采用傳統(tǒng)的數(shù)字控制儀。數(shù)字控制儀能滿足大部分簡單或復(fù)雜的控制要求。但隨著工業(yè)工藝的不斷發(fā)展，一方面推動(dòng)控制要求更高，另一方面又要求控制簡單易懂，希望人機(jī)交換要清楚、直觀。顯然，數(shù)字控制儀在這方面有一定的欠缺和不足。
[0003]在一些對(duì)過程參數(shù)(如:溫度)要求特殊的場(chǎng)合，比如工件的熱處理加工，需要連續(xù)在不同的時(shí)間段采用不同的加工工藝溫度，如果采用溫控儀表來實(shí)現(xiàn)，就會(huì)帶來一定的困難，也很難增加一些附加控制功能，經(jīng)常會(huì)誤操作，從而難以保證加工質(zhì)量。
[0004]基于上述現(xiàn)狀，開發(fā)一種能實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程參數(shù)多功能控制，且人機(jī)交換友好而直觀的系統(tǒng)，就成為業(yè)界的迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有數(shù)字控制儀存在的上述缺陷，申請(qǐng)人經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種可以克服數(shù)字控制儀的缺陷，增強(qiáng)人機(jī)的友好交換，使操作簡單方便可靠的多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，包括觸摸屏、控制器、多個(gè)參數(shù)傳感單元和多個(gè)執(zhí)行單元；所述參數(shù)傳感單元檢測(cè)包括溫度、壓力和流量在內(nèi)的過程參數(shù)，各參數(shù)傳感單元與觸摸屏相連，所述觸摸屏接收各參數(shù)傳感單元送來的過程參數(shù)信號(hào)，在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示記錄，過程參數(shù)的設(shè)定在觸摸屏上輸入完成；所述控制器與觸摸屏相連，進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，控制器接收來自觸摸屏的參數(shù)信號(hào)，在控制器內(nèi)進(jìn)行PID或智能控制計(jì)算，把差值信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)輸出；由控制器輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行單元，各執(zhí)行單元控制閥門的開度、開關(guān)的通斷和功率的大小，達(dá)到過程參數(shù)的精確控制。
[0008]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述觸摸屏采用彩色的帶2個(gè)通訊端口功能的觸摸屏，來自參數(shù)傳感單元的信號(hào)存儲(chǔ)在觸摸屏中，經(jīng)程序轉(zhuǎn)換后，顯示在觸摸屏上，輸入的參數(shù)控制工藝參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，通過編制程序，轉(zhuǎn)化為曲線，顯示在觸摸屏上。
[0009]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述控制器采用可編程控制器，具備通訊功能。
[0010]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述參數(shù)傳感單元具有將參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的功能，并具有通訊功能。
[0011]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述執(zhí)行單元采用電力調(diào)壓調(diào)功器、空氣煤氣流量執(zhí)行器或電磁閥。
[0012]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述觸摸屏顯示的內(nèi)容包括設(shè)定參數(shù)SV和測(cè)量參數(shù)PV兩條曲線，所述兩條曲線在同一個(gè)坐標(biāo)圖中實(shí)時(shí)顯示。
[0013]其進(jìn)一步的技術(shù)方案為:所述控制器的過程參數(shù)控制有定值控制和曲線控制兩種控制模式。
[0014]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，結(jié)構(gòu)簡單，功能完善；可視化參數(shù)操作，簡單可靠；過程控制直觀透明；便于遠(yuǎn)程監(jiān)控和易于設(shè)備擴(kuò)展；適合多路過程參數(shù)控制，性價(jià)比較高。
[0016]1、參數(shù)傳感單元與觸摸屏相連，觸摸屏接收過程參數(shù)信號(hào)，在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示記錄，過程參數(shù)的設(shè)定也在觸摸屏上輸入完成?？刂破髋c觸摸屏進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，控制器接收來自觸摸屏的參數(shù)信號(hào)，經(jīng)過PID或智能控制計(jì)算，把差值信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)輸出。由控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元，執(zhí)行單元控制閥門的開度、開關(guān)的通斷和功率的大小等，從而實(shí)現(xiàn)過程參數(shù)的精確控制。
[0017]2、在觸摸屏上可以設(shè)置過程參數(shù)控制工藝參數(shù)，輸入一段，顯示一段，自動(dòng)生成曲線，清楚直觀。過程參數(shù)的測(cè)量值曲線同樣實(shí)時(shí)顯示在觸摸屏上，設(shè)定參數(shù)SV和測(cè)量參數(shù)PV兩條曲線在同一個(gè)坐標(biāo)圖中實(shí)時(shí)顯示。報(bào)警值和其他控制參數(shù)可以靈活實(shí)時(shí)設(shè)置修改。
[0018]3、參數(shù)傳感單元與觸摸屏聯(lián)接，而不與控制器相連。觸摸屏具有較強(qiáng)的通訊功能和內(nèi)存空間，能接收多路過程參數(shù)信號(hào)而不受限制。因不直接接受參數(shù)信號(hào)，不占用控制器資源，故對(duì)控制器的性能要求不高，一般通用型就可以滿足要求。在系統(tǒng)需要擴(kuò)展的情況下，無需做較大的變動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)。
[0019]4、設(shè)定參數(shù)SV和測(cè)量參數(shù)PV兩條曲線，可以同時(shí)在一個(gè)坐標(biāo)圖中實(shí)時(shí)顯示比較。并具有設(shè)定參數(shù)工藝曲線運(yùn)行、暫停和停止功能。
[0020]5、系統(tǒng)的過程參數(shù)控制有定值控制和曲線控制兩種控制模式。
[0021]6、在觸摸屏畫面上，可以對(duì)測(cè)量參數(shù)上、下限報(bào)警值和偏差值進(jìn)行設(shè)置和修改，并能顯示執(zhí)行單元的工作狀態(tài)(如:開、關(guān)、輸出值、工作、故障等)。
[0022]7、在觸摸屏畫面上，實(shí)時(shí)記錄過程參數(shù)數(shù)據(jù)，以表格和曲線等形式記錄參數(shù)并長期保存歷史數(shù)據(jù)。通過串口，可以輸出數(shù)據(jù)或打印數(shù)據(jù)。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將在下面【具體實(shí)施方式】部分的描述中給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)組成框圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的工藝曲線設(shè)置圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的運(yùn)行過程溫度曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0028]下面以過程參數(shù)中最常見的溫度為例作說明。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明包括觸摸屏、控制器、多個(gè)參數(shù)傳感單元1-N和多個(gè)執(zhí)行單元1-N。觸摸屏與參數(shù)傳感單元相連、與控制器相連，控制器與觸摸屏相連、與執(zhí)行單元相連。觸摸屏采用彩色的帶2個(gè)通訊端口功能的觸摸屏，來自參數(shù)傳感單元的信號(hào)存儲(chǔ)在觸摸屏中，經(jīng)程序轉(zhuǎn)換后，顯示在觸摸屏上，輸入的參數(shù)控制工藝參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，通過編制程序，轉(zhuǎn)化為曲線，顯示在觸摸屏上?？刂破骺梢赃x擇國內(nèi)外的可編程控制器，具備通訊功能。參數(shù)傳感單元具有將參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的功能，并具有通訊功能。執(zhí)行單元可以是電力調(diào)壓調(diào)功器、空氣煤氣流量執(zhí)行器或電磁閥等。
[0030]在本實(shí)施例中，參數(shù)傳感單元為溫度傳感單元，溫度傳感單元利用熱電阻或熱電偶，把檢測(cè)到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過放大、濾波和補(bǔ)償后，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過串口把溫度數(shù)據(jù)傳送給觸摸屏。
[0031]如圖2所示，觸摸屏接收到溫度數(shù)據(jù)后，保存在相應(yīng)的內(nèi)存中。經(jīng)過程序轉(zhuǎn)換后，溫度值在觸摸屏上顯示。在觸摸屏上的溫度曲線設(shè)置畫面中，鍵入工件所需的工藝溫度參數(shù)，包括目標(biāo)溫度、加熱時(shí)間。根據(jù)工藝需要設(shè)置相應(yīng)步段數(shù)。設(shè)置完成確定后，在溫度、時(shí)間坐標(biāo)圖中就自動(dòng)生成工藝曲線。
[0032]控制器接收來自觸摸屏的溫度數(shù)據(jù)，分配給對(duì)應(yīng)的參數(shù)，做好控制準(zhǔn)備工作。當(dāng)滿足加熱條件，包括外界設(shè)備的聯(lián)鎖信號(hào)時(shí)，控制器根據(jù)溫度差值信號(hào)執(zhí)行設(shè)計(jì)好的控制算法，輸出控制信號(hào)，推動(dòng)執(zhí)行單元工作。在溫度控制過程中，遇到需要中途暫停加熱工作時(shí)，只需在觸摸屏上按下加熱暫停按鈕即可。系統(tǒng)給出控制進(jìn)程信息，包括:已加熱時(shí)間，當(dāng)前設(shè)定溫度，加熱狀態(tài)(升溫或保溫)，剩余時(shí)間等。系統(tǒng)具有兩種溫度控制方式:定值控制和曲線控制，根據(jù)工藝需要選擇工作方式。設(shè)置溫度上、下限或偏差值參數(shù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作。在觸摸屏上可以設(shè)置、修改溫度控制算法中所需的參數(shù)，如:P、1、D等。
[0033]如圖3所示，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，得到溫度曲線圖和數(shù)據(jù)表格。通過串口輸出。
[0034]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫猓绢I(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括觸摸屏、控制器、多個(gè)參數(shù)傳感單元和多個(gè)執(zhí)行單元；所述參數(shù)傳感單元檢測(cè)包括溫度、壓力和流量在內(nèi)的過程參數(shù)，各參數(shù)傳感單元與觸摸屏相連，所述觸摸屏接收各參數(shù)傳感單元送來的過程參數(shù)信號(hào)，在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示記錄，過程參數(shù)的設(shè)定在觸摸屏上輸入完成；所述控制器與觸摸屏相連，進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，控制器接收來自觸摸屏的參數(shù)信號(hào)，在控制器內(nèi)進(jìn)行PID或智能控制計(jì)算，把差值信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)輸出；由控制器輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行單元，各執(zhí)行單元控制閥門的開度、開關(guān)的通斷和功率的大小，達(dá)到過程參數(shù)的精確控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏采用彩色的帶2個(gè)通訊端口功能的觸摸屏，來自參數(shù)傳感單元的信號(hào)存儲(chǔ)在觸摸屏中，經(jīng)程序轉(zhuǎn)換后，顯示在觸摸屏上，輸入的參數(shù)控制工藝參數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，通過編制程序，轉(zhuǎn)化為曲線，顯示在觸摸屏上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器采用可編程控制器，具備通訊功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述參數(shù)傳感單元具有將參數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的功能，并具有通訊功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述執(zhí)行單元采用電力調(diào)壓調(diào)功器、空氣煤氣流量執(zhí)行器或電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏顯示的內(nèi)容包括設(shè)定參數(shù)SV和測(cè)量參數(shù)PV兩條曲線，所述兩條曲線在同一個(gè)坐標(biāo)圖中實(shí)時(shí)顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的過程參數(shù)控制有定值控制和曲線控制兩種控制模式。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多功能過程監(jiān)控系統(tǒng)，參數(shù)傳感單元與觸摸屏相連，接收多路參數(shù)信號(hào)；控制器與觸摸屏進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，接收經(jīng)過觸摸屏處理后的參數(shù)信號(hào)；測(cè)量參數(shù)在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示記錄，參數(shù)的設(shè)定也在觸摸屏上輸入完成，控制器接收來自觸摸屏的參數(shù)設(shè)定信號(hào)，經(jīng)過PID或智能控制計(jì)算，把差值信號(hào)轉(zhuǎn)換為參數(shù)控制信號(hào)輸出；由該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元，控制閥門的開度、開關(guān)的通斷和功率的大小，達(dá)到參數(shù)的精確控制。在觸摸屏上可以設(shè)置參數(shù)控制工藝參數(shù)曲線，參數(shù)的測(cè)量值曲線同樣顯示在觸摸屏上，設(shè)定參數(shù)SV和測(cè)量參數(shù)PV兩條曲線在同一個(gè)坐標(biāo)圖中實(shí)時(shí)顯示比較。報(bào)警值和其他控制參數(shù)可以實(shí)時(shí)地設(shè)置和修改。本發(fā)明操作簡單，控制過程清楚、透明和直觀。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104699024
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310664066
【發(fā)明人】顧志芳
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月9日