一种带自诊断功能的智能气动系统技术方案

本发明专利技术旨在提供一种具备自诊断、自恢复特性、兼容多种通信协议、系统可扩展性强的带自诊断功能的智能气动系统。本发明专利技术系统包括完整的闭环气动系统，包含了气动控制、执行和检测组件等，特别是在控制组件中，气动数据的实时采集、实时监测、在线分析模块，并能在系统运行过程中对检测数据进行智能分析和处理，然后实时给出反馈和诊断结果，该智能系统可以集成为自动化系统的子模块，也可以独立运行，而运行中的实时数据可以在本模块内部进行高效分析处理。本发明专利技术应用于自动化设备领域。

【技术实现步骤摘要】
一种带自诊断功能的智能气动系统
本专利技术涉及自动化控制领域，特别涉及一种带自诊断功能的智能气动系统。
技术介绍
自动化产线中需要大量使用气动源，作为驱动执行元件，而自动化设备或产线中的气动控制系统是一大重要组成部分。但在传统的自动化设备中，气动控制、执行、检测的各类元器件相互独立，并共同集成于下位机总控中心（PLC或控制板）。各类元件与PLC或控制板分别进行驱动控制和数据通信，而所有运动、坐标和到位的信号都在PLC或控制板中的独立变量进行追踪。传统气动控制方式对数据的处理能力较低，需要直接连接PLC或控制板，并通过PLC的IO模块，动作控制和检测数据处理均在总控系统中进行，而处理数据方式比较受总控系统处理能力的限制，PLC大多处理些简单的数据信号、开关信号，如果需要进行进一步深度的数据分析，或涉及到复杂的计算或分析功能，则需要总控系统将数据上传至PC端上位机进行，而PC上位机中大多能进行简单的统计类分析，更复杂的数据处理需要离线专用工具。因此，总体上说，实时性差、数据处理能力不强。传统的气动系统仅能满足自动化控制要求，而对设备故障或较复杂的工况，仅能被动接受控制指令。而集成于自动化设备时，系统复杂度进一步提高，一般仅能通过设备整体出现故障的现象，做分类筛选和排查才最终定位气动系统问题，而对于气动系统具体的根本原因则需要进一步实验更换零部件的方式最终确定故障根源。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具备自诊断、自恢复特性、兼容多种通信协议、系统可扩展性强的带自诊断功能的智能气动系统。本专利技术所述系统所采用的技术方案是：本专利技术包括气路、压力控制与检测组件、真空控制与检测组件以及气动执行元件，所述压力控制与检测组件和所述真空控制与检测组件设置在所述气路上，所述气动执行元件设置在所述气路的末端，所述气动系统还包括控制中心、IO模组或总线、数据处理中心及数据存储中心，所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件均通过所述IO模组或总线与所述控制中心电信号连接，所述控制中心均与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接，所述数据处理中心与所述数据存储中心之间双向通信，所述控制中心实时采集所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件的运行数据，所述控制中心将采集的数据上传至所述数据处理中心进行处理并发送至所述数据存储中心进行数据存储，检测各项数据是否存在异常，如发生异常，所述控制中心向发生异常的终端反馈。进一步地，所述控制中心包括有即时通信协议模块、实时监控与分析模块、数据库模块及输出接口，所述即时通信协议模块与IO模组或总线通信连接，所述实时监控与分析模块对采集的数据进行分析、处理并反馈输出，所述输出接口与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接。又进一步地，所述IO模组或总线集成有若干种通信协议，该若干种通信协议包括但不限于OPC、CAN总线、EtherCAT、Profibus、Modbus和/或Ethernet/IP。再进一步地，所述压力控制与检测组件包括但不限于设置在所述气路上的气动三联件、压力传感器、流量传感器、阀岛开关、稳压/减压阀和/或节流阀；所述真空控制与检测组件包括但不限于设置在所述气路上的真空发生器、真空传感器和/或微流量传感器；所述气动执行元件包括但不限于普通气缸、笔型气缸、精密气动滑台和/或电缸。再更进一步地，所述IO模组或总线上还扩展有若干控制总线接口。本专利技术的有益效果是：本专利技术所采用的控制中心是集成多种通信协议的独立系统，且该系统具备IO模组总线，可直接连接各个传感器终端，各种气动信号经过控制模块处理以后可与上层数据中心通信，也可直接反馈给执行终端；本专利技术成本低、占用空间小、处理能力强，可通过底层通信协议实现与终端的实时数据采集与反馈，同时板卡采用智能化系统可以进行高阶的数据存储和分析，强大的数据处理能力使得该系统成为小型智能化模组。而基于智能平台的数据分析系统，可以满足气动类元件的状态追踪，故障诊断，系统稳定性的主因子分析，以及相关性验证等；本专利技术系统具有自诊断功能，并根据诊断的故障原因作出适当反馈，对于数据阻塞、系统信号异常等简单故障，智能气动系统可实行自动恢复功能。相比传统气动装置，该智能气动系统集成了丰富的传感器，可以感知和检测的变量大大增加，意味着可以监测的系统状态也更全面。可以通过压力、流量、真空、力以及到位信号等复合诊断气动系统的波动、干扰，以及诊断或预测重大故障，所以，本专利技术系统具备自诊断、自恢复特性、兼容多种通信协议、系统可扩展性强。附图说明图1是本专利技术系统网络连接的简易示意图；图2是本专利技术的硬件连接简易示意图；图3是本专利技术气动连接的简易示意图。具体实施方式如图1至图3所示，本专利技术包括气路、压力控制与检测组件、真空控制与检测组件以及气动执行元件，所述压力控制与检测组件和所述真空控制与检测组件设置在所述气路上，所述气动执行元件设置在所述气路的末端，所述气动系统还包括控制中心、IO模组或总线、数据处理中心及数据存储中心，所述IO模组或总线上还扩展有若干控制总线接口。所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件均通过所述IO模组或总线与所述控制中心电信号连接，所述控制中心均与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接，所述数据处理中心与所述数据存储中心之间双向通信，所述控制中心实时采集所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件的运行数据，所述控制中心将采集的数据上传至所述数据处理中心进行处理并发送至所述数据存储中心进行数据存储，检测各项数据是否存在异常，如发生异常，所述控制中心向发生异常的终端反馈。所述控制中心包括有即时通信协议模块、实时监控与分析模块、数据库模块及输出接口，所述即时通信协议模块与IO模组或总线通信连接，所述实时监控与分析模块对采集的数据进行分析、处理并反馈输出，所述输出接口与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接。所述IO模组或总线集成有若干种通信协议，该若干种通信协议包括但不限于OPC、CAN总线、EtherCAT、Profibus、Modbus和/或Ethernet/IP。所述压力控制与检测组件包括但不限于设置在所述气路上的气动三联件、压力传感器、流量传感器、阀岛开关、稳压/减压阀和/或节流阀；所述真空控制与检测组件包括但不限于设置在所述气路上的真空发生器、真空传感器和/或微流量传感器；所述气动执行元件包括但不限于普通气缸、笔型气缸、精密气动滑台和/或电缸。本专利技术在控制组件中，控制中心气动数据的实时采集、实时监测、在线分析模块，并能在系统运行过程中对检测数据进行智能分析和处理，然后实时给出反馈和诊断结果。该智能系统可以集成为自动化系统的子模块，也可以独立运行，而运行中的实时数据可以在本模块内部进行高效分析处理。本专利技术智能系统中，压力控制元件把控整个系统的气压和气流供应，需要持续、稳定的变量监控。连接线路分为三类，气压源供应、检测信号采集和控制信号传输。三种不同线路对控制参数要求各不相同，气压源供应从工厂总压开始经由设备入口的三联件或稳压阀流入，该线路需要保持稳定的压力值，并能够在外加有干扰或设备耗压波动时维持整个自动化设备的气压稳定。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带自诊断功能的智能气动系统,包括气路、压力控制与检测组件、真空控制与检测组件以及气动执行元件，所述压力控制与检测组件和所述真空控制与检测组件设置在所述气路上，所述气动执行元件设置在所述气路的末端，其特征在于：所述气动系统还包括控制中心、IO模组或总线、数据处理中心及数据存储中心，所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件均通过所述IO模组或总线与所述控制中心电信号连接，所述控制中心均与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接，所述数据处理中心与所述数据存储中心之间双向通信，所述控制中心实时采集所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件的运行数据，所述控制中心将采集的数据上传至所述数据处理中心进行处理并发送至所述数据存储中心进行数据存储，检测各项数据是否存在异常，如发生异常，所述控制中心向发生异常的终端反馈。

【技术特征摘要】
1.一种带自诊断功能的智能气动系统,包括气路、压力控制与检测组件、真空控制与检测组件以及气动执行元件，所述压力控制与检测组件和所述真空控制与检测组件设置在所述气路上，所述气动执行元件设置在所述气路的末端，其特征在于：所述气动系统还包括控制中心、IO模组或总线、数据处理中心及数据存储中心，所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件均通过所述IO模组或总线与所述控制中心电信号连接，所述控制中心均与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接，所述数据处理中心与所述数据存储中心之间双向通信，所述控制中心实时采集所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件的运行数据，所述控制中心将采集的数据上传至所述数据处理中心进行处理并发送至所述数据存储中心进行数据存储，检测各项数据是否存在异常，如发生异常，所述控制中心向发生异常的终端反馈。2.根据权利要求1所述的一种带自诊断功能的智能气动系统,其特征在于：所述控制中心包括有即时通信协议模块、实时监控与分析模...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓章，高喆，杨勇，
申请(专利权)人：珠海市运泰利自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44