小麦加工厂的实时数据采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种小麦加工厂的实时数据采集系统。该数据采集系统实现了对小麦加工厂的麦仓、粉仓、设备、能耗和计量单元的数据采集工作，并将采集到的实时数据传送到数据采集处理中心数据库服务器中。其中麦仓、粉仓的数据采集部分包括温度、湿度、料位、称重、流量无线感知节点、Zigbee终端和Zigbee协调器；设备和能耗的数据采集部分以PLC为控制器，通过温度、压力、计数传感器模块和设备内部的转速、电流检测模块采集相关数据，通过总线传输到服务器数据库中；计量单元的数据部分通过地磅采集，存储于本地的数据库中，再将本地数据库中的实时数据传输到服务器中。同时对生产线和重要场所实施视频监控，实现了对生产各个环节的设备、数据的实时采集分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分布式的数据采集系统，具体是一种小麦加工厂的实时数据采集系统。
技术介绍
对于小麦加工行业中的生产流程需要经过多道工序，由原粮小麦的存储、清理到面粉配粉打包、配送都有数据流量大、能耗高、设备数量繁杂等特点。在现有的生产车间，生产管理人员在进行原粮初清、研磨筛分和配粉打包的过程中，设备与系统基本上是相互独立工作，产生大量的设备和生产数据也没有加以利用，生产效率较低。另一方面，目前食品安全问题日益严重和食品加工厂自动化水平逐渐提高，为了保证食品安全和品质并提高生产效益，要求生产管理人员能够对生产过程中大量的设备和生产数据进行分析并加以利用，以便可以对整个生产过程进行有效的控制和故障预测。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决目前小麦加工厂信息化不足的现状，提供一种用于小麦加工厂实时数据采集系统，综合利用多种数据采集方式进行全面的实时数据采集。按照本专利技术提供的技术方案，所述小麦加工厂的实时数据采集系统包括:麦仓监测单元、粉仓监测单元、设备监测单元、能耗监测单元、计量监测单元和数据采集处理中心。所述麦仓监测单元和粉仓监测单元包括分别设在麦仓、粉仓中的温度无线感知节点、湿度无线感知节点、料位无线感知节点、称重无线感知节点、流量无线感知节点，分别连接各自的Zigbee终端，所述Zigbee终端和Zigbee协调器无线通信，Zigbee协调器连接数据采集处理中心；此部分为无线数据采集。所述设备监测单元和能耗监测单元包括温度传感器、计数节点、压力传感器、电表感知节点，分别通过PLC控制器连接到总线，再通过总线连接报文提取和处理设备，报文提取处理设备连接数据采集处理中心；此部分为总线数据采集。所述计量监测单元包括称重节点，称重节点连接到本地服务器，本地服务器连接数据采集处理中心；此部分称为数据库交换。所述数据采集处理中心通过各种接口与各监测单元进行数据通讯，采集到的数据存储在数据库服务器中，并通过Web服务器进行信息的反馈和发布；数据采集处理中心还连接视频监控系统，对厂区、车间、办公区、仓库实施监控，并通过现场显示屏及广播音箱进行输出。无线数据采集中，温度、湿度、料位、称重、流量无线感知节点经过滤波电路，将数字量信号传递到所述Zigbee终端，再通过无线传输，由Zigbee协调器接收，并通过设定的串口协议传输到数据采集处理中心中数据库服务器的oracle数据库中。每个Zigbee终端在工作前已经被分配了唯一的短地址加以区分，且Zigbee终端只能与Zigbee协调器进行通信，Zigbee协调器收到每个Zigbee终端发送来的数据时，将每个Zigbee终端的网络地址建立起一个地址表存储起来，以便数据库服务器根据地址来采集相应传感数据。总线数据采集中，所述设备监测单元和能耗监测单元进行加工流程中所有设备信息和能耗的监控，包括温度、计数、压力、电表参数和设备自身的状态参数，包括设备的运行状态信息和故障信息，通过PLC控制器采集到的设备自身状态参数和传感器信息，统一通过PROFIBUS-DP总线以报文的形式定时发送到数据采集处理中心，通过报文提取和处理设备存入到数据库服务器的oracle数据库中。所述计量监测单元将从称重节点采集数据存储到本地服务器的SQL sever数据库中，再通过数据交换协议通道，将数据传输到数据采集处理中心数据库服务器的oracle数据库中；通过Web服务器进一步实现计量数据的编辑和单据打印功能。数据采集处理中心的服务器包括互相连接的数据库服务器和Web服务器，数据库服务器采集到的信息通过B/S的形式进行信息的反馈和发布。本专利技术的优点是:该系统以数据采集处理中心的服务器为核心，对分散的麦仓监测单元、粉仓监测单元、设备监测单元、计量监测单元和能耗监测单元集中获取实时数据，集中管理、控制。同时，为实现对小麦加工厂的可视化监控，增加了监控系统，该系统包括对厂区、车间、办公区、仓库的监控，监控系统与数据采集处理中心相连接，并通过现场显示屏和广播音箱进行输出，保证整个流水线高效生产和安全。整个系统实现了对工厂生产过程中生产数据的实时采集和有效利用；有助于实现对各个设备进行全生命周期的管理和监控以及对产品质量的严格控制，对目前小麦加工厂的安全高效生产有重要帮助。【附图说明】图1是本专利技术的系统结构示意图。图2麦仓、粉仓无线数据采集结构图。图3是本专利技术的总线数据采集结构示意图。图4是本专利技术的计量系统数据交换结构示意图。【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。如图1所示，本专利技术包括:麦仓监测单元、粉仓监测单元、设备监测单元、能耗监测单元和计量监测单元。其中麦仓、粉仓监测单元的数据采集部分包括分别设在麦仓、粉仓中的温度无线感知节点、湿度无线感知节点、料位无线感知节点、称重无线感知节点、流量无线感知节点，分别连接各自的Zigbee终端，所述Zigbee终端和Zigbee协调器无线通信，Zigbee协调器连接数据采集处理中心，如图2 ;此部分为无线数据采集。所述设备监测单元和能耗监测单元包括温度传感器、计数节点、压力传感器、电表感知节点，分别通过PLC控制器连接到总线，再通过总线连接报文提取和处理设备，报文提取处理设备连接数据采集处理中心，如图3 ;此部分为总线数据采集。所述计量监测单元包括称重节点，称重节点连接到本地服务器，本地服务器连接数据采集处理中心，如图4 ;此部分称为数据库交换。经过数据采集处理中心处理过的数据，可以对分散的麦仓监测单元、粉仓监测单元、设备监测单元、计量监测单元和能耗监测单元五个部分发出相应的数据采集控制命令。另外，对厂区、车间、办公区、仓库安装视频监控，视频监控系统与数据采集处理中心相连接，并直接通过监控显示屏显示，处理后的监控系统数据反馈给现场控制中心，作出相应决策，通过广播音箱和现场LED进行输出。如图2所示，麦仓、粉仓监测单元中布置若干个温度、湿度、料位、称重、流量无线感知节点，每个节点将采集到的相关数据通过Zigbee CC2530无线发送模块发送出去，这些终端节点在工作前已经被分配了唯一的短地址加以区分，且Zigbee终端节点只能与Zigbee协调器进行通信。Zigbee协调器收到每个终端节点发送来的数据时，将每个终端节点的网络地址建立起一个地址表存储起来，方便服务器根据地址来采集相应传感器的数据。Zigbee协调器接收到的实时数据最终经控制器S3C4480将数据传送到服务器。整个过程实现了麦仓、粉仓温度、湿度、料位、称重和流量的实时数据采集。本专利技术中对麦仓、粉仓的数据采集的量包括:温度、湿度、料位、称重、流量。温湿度传感器选用SHTll ;料位传感器选择SW-2料位开关；称重无传感器选择TSC-2000kG;流量传感器选择EDIT固体流量计；无线收发装置选择Zigbee CC2530模块，微处理器单元选择S3C4480。麦仓、粉仓的环境温湿度检测共布置了 8个温湿度传感器，该温湿度传感器SHTll内部集成了滤波和A/D转换功能，将数字量传递给Zigbee CC2530无线发送模块。同时，麦仓、粉仓分别布置6个料位传感器、两个称重传感器和两个流量传感器节点。料位传感器负责监测麦仓小麦、粉仓面粉的具体的位置数据；称重传感器负责麦仓小麦、粉仓面本文档来自技高网...

【技术保护点】
小麦加工厂的实时数据采集系统，其特征在于，包括：麦仓监测单元、粉仓监测单元、设备监测单元、能耗监测单元、计量监测单元和数据采集处理中心，所述麦仓监测单元和粉仓监测单元包括分别设在麦仓、粉仓中的温度无线感知节点、湿度无线感知节点、料位无线感知节点、称重无线感知节点、流量无线感知节点，分别连接各自的Zigbee终端，所述Zigbee终端和Zigbee协调器无线通信，Zigbee协调器连接数据采集处理中心；所述设备监测单元和能耗监测单元包括温度传感器、计数节点、压力传感器、电表感知节点，分别通过PLC控制器连接到总线，再通过总线连接报文提取和处理设备，报文提取处理设备连接数据采集处理中心；所述计量监测单元包括称重节点，称重节点连接到本地服务器，本地服务器连接数据采集处理中心；所述数据采集处理中心通过各种接口与各监测单元进行数据通讯，采集到的数据存储在数据库服务器中，并通过Web服务器进行信息的反馈和发布；数据采集处理中心还连接视频监控系统，对厂区、车间、办公区、仓库实施监控，并通过现场显示屏及广播音箱进行输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：纪志成，潘庭龙，吴定会，孙承奇，严大虎，沈艳霞，高春能，赵芝璞，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32