基于现场总线的智能化煤样制备控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于现场总线的智能化煤样制备控制系统，该系统包括底层传感器、伺服系统、智能仪表、子系统智能网关、现场控制器及中央服务器。本发明专利技术实现了煤样输送、破碎、缩分、干燥等工艺流程的全自动化无人值守操作，大大降低了工作人员的劳动强度、改善了工作环境；通过智能化的系统监控管理，大大提高了系统的安全性、可靠性与可视化程度；基于现场总线的搭建信息网络实现了煤样制备系统控制、管理一体化信息集成，促进系统向网络化、分散化、智能化方向发展，为搭建数字化工厂提供指导；各个子系统智能网关协同工作、结构新颖、设计优化、用户具有高度的系统集成主动权，真正实现了“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\.

【技术实现步骤摘要】
基于现场总线的智能化煤样制备控制系统
本专利技术涉及煤炭质量检测领域，尤其涉及一种基于现场总线的智能化煤样制备控制系统。
技术介绍
我国缺油、少气、富煤的资源现状决定了我国能源架构在未来相当长的一段时期内以煤为主，但煤炭使用过程中排放大量污染物，引发大气污染。因此如何以精准、快速的检测手段提取煤样指标，从而控制劣质煤的使用，对促进煤的精细化投放利用有着重要作用，而煤样化验前期需要制备合格的煤炭样品。煤样制备控制系统是实现从原煤输送、破碎、缩分、干燥全过程自动化操作的系统，主要是针对制备过程中的各类机电设备进行集中管理、监控的系统，包括破碎机、提升机、电子称、智能仪表等。现有的煤样制备系统多为面向单体设备的人工操作，存在自动化、信息化、集成度低，劳动强度大等缺点。目前国内外还未实现从原煤输送到煤样制备，再到煤样化验的一体化控制系统设计。传统的工业控制系统仍采用一对一连线，用电压、电流的模拟信号进行测量和控制，难以实现设备间以及系统与外界的信息交换，造成“信息孤岛”问题，且控制器工作量大，不利于大规模实时监控管理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过一种基于现场总线的智能化煤样制备控制系统，来解决以上
技术介绍
部分提到的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于现场总线的智能化煤样制备控制系统，其包括底层传感器、伺服系统、智能仪表、子系统智能网关、现场控制器及中央服务器；所述伺服系统、底层传感器和智能仪表安置于工业现场；所述底层传感器和智能仪表的输出端通过现场总线电性连接所述子系统智能网关；所述子系统智能网关和伺服系统电性连接现场控制器；所述子系统智能网关电性连接中央服务器，并将现场数据备份到所述中央服务器；所述子系统智能网关与子系统相对应，所述子系统包括原煤输送系统、原煤破碎系统、煤样缩分系统、煤样干燥系统及煤样存储系统。特别地，所述底层传感器包括但不限于温度传感器、光电传感器、振动传感器、红外传感器。特别地，所述智能仪表包括但不限于温控仪、电子称、流量变送器。特别地，所述底层传感器和智能仪表的输出端通过RS485总线电性连接所述子系统智能网关。特别地，所述伺服系统的输出端通过EtherCAT现场总线电性连接所述现场控制器。特别地，所述现场控制器、子系统智能网关和中央服务器之间采用TCP/IP协议通讯。本专利技术提出的基于现场总线的智能化煤样制备控制系统通过底层传感器、智能仪表与子系统智能网关协同配合，实现将系统功能彻底下放到工业现场，降低了现场控制器和中央服务器的任务压力，系统数据统采用通信方式传输，设计优化、稳定可靠、系统集成自由。本专利技术实现了煤样输送、破碎、缩分、干燥等工艺流程的全自动化无人值守操作，大大降低了工作人员的劳动强度、改善了工作环境；通过智能化的系统监控管理，大大提高了系统的安全性、可靠性与可视化程度；基于现场总线的搭建信息网络实现了煤样制备系统控制、管理一体化信息集成，促进系统向网络化、分散化、智能化方向发展，为搭建数字化工厂提供指导；各个子系统智能网关协同工作、结构新颖、设计优化、用户具有高度的系统集成主动权，真正实现了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。附图说明图1为本专利技术实施例提供的基于现场总线的智能化煤样制备控制系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本专利技术。请参照图1所示，图1为本专利技术实施例提供的基于现场总线的智能化煤样制备控制系统结构示意图。本实施例中基于现场总线的智能化煤样制备控制系统具体包括底层传感器、伺服系统、智能仪表、子系统智能网关、现场控制器及中央服务器；所述伺服系统、底层传感器和智能仪表安置于工业现场；所述底层传感器和智能仪表的输出端通过现场总线电性连接所述子系统智能网关；所述子系统智能网关和伺服系统电性连接现场控制器；所述子系统智能网关电性连接中央服务器，并将现场数据备份到所述中央服务器；所述子系统智能网关与子系统相对应，所述子系统包括但不限于原煤输送系统、原煤破碎系统、煤样缩分系统、煤样干燥系统及煤样存储系统。在本实施例中所述底层传感器包括但不限于温度传感器、光电传感器、振动传感器、红外传感器。所述智能仪表包括但不限于温控仪、电子称、流量变送器。所述底层传感器和智能仪表的输出端通过RS485总线电性连接所述子系统智能网关。所述伺服系统的输出端通过EtherCAT现场总线电性连接所述现场控制器。所述现场控制器和智能仪表之间采用Modbus协议通讯。所述现场控制器、子系统智能网关和中央服务器之间采用TCP/IP协议通讯。依功能对上述基于现场总线的智能化煤样制备控制系统化分如下：基于现场总线的智能化煤样制备控制系统包括现场层、主控层和信息层，每层网采用双环网冗余；信息层是全系统的顶层，包括控制室和工程师室，控制室包括制备程控和安全监控即现场控制器，工程师室包括工程师站即上位机、打印机、中央服务器，信息层用于管理系统数据通道，连接主控层和现场层；所述主控层为系统中间层，包括子系统智能网关(同图中智能网关)，所述子系统智能网关与子系统相对应，所述子系统包括但不限于原煤输送系统、原煤破碎系统、煤样缩分系统、煤样干燥系统及煤样存储系统，主控层是实时现场数据通道，连接信息层和现场层；现场层为系统底层，包括底层传感器、伺服系统、智能仪表、I/O站，现场层是现场过程参数、状态通道，上连主控层和信息层，下连现场总线设备。本专利技术的技术方案通过底层传感器、智能仪表与子系统智能网关协同配合，实现将系统功能彻底下放到工业现场，降低了现场控制器和中央服务器的任务压力，系统数据统采用通信方式传输，设计优化、稳定可靠、系统集成自由。本专利技术实现了煤样输送、破碎、缩分、干燥等工艺流程的全自动化无人值守操作，大大降低了工作人员的劳动强度、改善了工作环境；通过智能化的系统监控管理，大大提高了系统的安全性、可靠性与可视化程度；基于现场总线的搭建信息网络实现了煤样制备系统控制、管理一体化信息集成，促进系统向网络化、分散化、智能化方向发展，为搭建数字化工厂提供指导；各个子系统智能网关协同工作、结构新颖、设计优化、用户具有高度的系统集成主动权，真正实现了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。以上结合具体实施例描述了本专利技术的技术原理。这些描述只是为了解释本专利技术的原理，而不能以任何方式解释为对本专利技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本专利技术的其它具体实施方式，这些方式都本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于现场总线的智能化煤样制备控制系统，其特征在于，包括底层传感器、伺服系统、智能仪表、子系统智能网关、现场控制器及中央服务器；所述伺服系统、底层传感器和智能仪表安置于工业现场；所述底层传感器和智能仪表的输出端通过现场总线电性连接所述子系统智能网关；所述子系统智能网关和伺服系统电性连接现场控制器；所述子系统智能网关电性连接中央服务器，并将现场数据备份到所述中央服务器；所述子系统智能网关与子系统相对应，所述子系统包括原煤输送系统、原煤破碎系统、煤样缩分系统、煤样干燥系统及煤样存储系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于现场总线的智能化煤样制备控制系统，其特征在于，包括底层传感器、伺服系统、智能仪表、子系统智能网关、现场控制器及中央服务器；所述伺服系统、底层传感器和智能仪表安置于工业现场；所述底层传感器和智能仪表的输出端通过现场总线电性连接所述子系统智能网关；所述子系统智能网关和伺服系统电性连接现场控制器；所述子系统智能网关电性连接中央服务器，并将现场数据备份到所述中央服务器；所述子系统智能网关与子系统相对应，所述子系统包括原煤输送系统、原煤破碎系统、煤样缩分系统、煤样干燥系统及煤样存储系统。2.根据权利要求1所述的基于现场总线的智能化煤样制备控制系统，其特征在于，所述底层传感器包括但不限于温度传感器、光...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐敦兵，张浩，王旭，张笑，张思，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京航空航天大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32