一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，包括工业设备工作层、局域网在线中间控制层以及通过网络传输层与局域网在线中间控制层实现无线双向通讯的应用智能决策中心层，本发明专利技术涉及工业设备控制技术领域。该基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，通过采用指令标记赋值算法来完成先同步共享指定数据保证控制每个工业设备能够进行正常工作，完成整个生产线的连续生产，然后再进行工作数据的同步共享，能够采集总控终端所处位置周围各个无线控制终端的信号强度进行最优选择，并且在连接后通过进行数据传输速度的检测和切换，来方便总控设备能够连接到一个保证快速传输数据的中间无线终端上，增强系统稳定性。系统稳定性。系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统


[0001]本专利技术涉及工业设备控制
，具体为一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统。

技术介绍

[0002]自动化生产线是一种自流式的生产加工设备，指从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线，根据加工产品的类型不同，自动化生产线可分为大型自动化产线和小型自动化产线，其中大型自动化产线占地面积较大，且产线上的自动化设备较多，对于一些超大型自动化生产线来说，一条产线上可能有几十个自动化设备，而一个生产车间内可能会有多条生产线，这么大的自动化生产线，对其自动化控制关系来说是十分复杂和繁琐。
[0003]目前针对大型自动化生产线的控制分为有线传输网络控制和无线传输网络控制，由于自动化设备多且占地空间较大，有线传输网络控制无法满足实际需求，因此很多企业都采用无线传输网络来对大型自动化生产线进行控制。
[0004]参考中国专利公开号为CN105005280B的一种基于无线智能终端的工业设备人机交互系统及其控制方法，通过采用HMI无线通讯网络进行工业设备的控制和数据采集，减少了触摸屏式HMI的使用数量，从而降低了对工业HMI设备的投资成本；同时有效降低了HMI设备软硬件升级和维护的难度，提高了工业现场设备调试的便捷性。
[0005]参考中国专利公开号为CN1268995C的无线局域网现场总线网络控制站，具有智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传送误差；同时由于系统的结构简化和无线局域网技术的使用，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。
[0006]综合分析以上参考专利，可得出以下缺陷：
[0007]1)现有的无线通讯控制系统适用范围较窄，在应对一些大型生产车间时，单一的通过无线通讯终端进行无线数据处理和控制会出现数据延迟，无线信号衰减，从而导致整个生产线同步性较差，例如参考专利CN105005280B的一种基于无线智能终端的工业设备人机交互系统及其控制方法和CN1268995C的无线局域网现场总线网络控制站，虽然是采用无线通讯网络进行工业设备的控制，但是无法克服针对大型生产车间多个工业设备控制的无线信号长距离衰减的问题，无法实现在短时间内完成数据同步，并进行各个工业设备的同步控制，不能达到既方便又准确的进行大型生产车间内各个工业设备无线控制的目的，从而给人们的使用带来极大的不便。
[0008]2)现有的无线通信控制工业设备工作过程中监控方式较为局限，通过在监控室内远程监管不方便实地检查和控制，例如参考专利CN1268995C的无线局域网现场总线网络控制站，在针对监控室进行远程监管，也有是通过采用手机或移动终端与工业设备直接建立无线通讯，例如参考专利CN105005280B的一种基于无线智能终端的工业设备人机交互系统及其控制方法，虽然能够通过手持移动监控设备在生产车间内进行实地检查和控制，但是
在一些大型的工业生产线的实际使用仍然存在局限，不能在移动过程中自动切换到该位置无线信号最佳的无线终端，来快速掌控整个生产线内每个设备的工作情况，不能进行快速同步控制，无法达到对所连接的无线终端的数据传输速度进行检测并自动进行切换无线终端连接，来防止控制无线信号受到外界干扰后损坏，不能确保控制终端实时获得整个生产线设备的工作数据的目的。

技术实现思路

[0009](一)解决的技术问题
[0010]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，解决了现有的无线通讯控制系统适用范围较窄，在应对一些大型生产车间时，单一的通过无线通讯终端进行无线数据处理和控制会出现数据延迟，无线信号衰减，从而导致整个生产线同步性较差，无法实现在短时间内完成数据同步，并进行各个工业设备的同步控制，不能达到既方便又准确的进行大型生产车间内各个工业设备无线控制的目的，在一些大型的工业生产线的实际使用仍然存在局限，不能在移动过程中自动切换到该位置无线信号最佳的无线终端，来快速掌控整个生产线内每个设备的工作情况，不能进行快速同步控制。
[0011](二)技术方案
[0012]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，包括工业设备工作层、局域网在线中间控制层以及通过网络传输层与局域网在线中间控制层实现无线双向通讯的应用智能决策中心层，所述工业设备工作层包含了n个设备控制组，且每个设备控制组均是有n个设备控制模块组成，所述局域网在线中间控制层包含了n个无线控制共享终端，且每个无线控制共享终端之间进行无线通讯，完成数据无线共享，一个所述无线控制共享终端与一个设备控制组实现无线双向通讯，一个所述无线控制共享终端用于对一个设备控制组内的n个设备控制模块进行无线控制和数据采集；
[0013]所述网络传输层包括共享终端选择模块和数据无线传输模块，所述共享终端选择模块能够通过控制终端选择算法根据共享终端距离应用智能决策中心层所在位置共享终端的信号强度进行自动选择切换连接对象；
[0014]所述无线控制共享终端包括汇聚控制模块、设备无线通讯模块、数据分类处理单元、数据滤波除杂模块、数据共享传输单元和数据存储模块，所述数据共享传输单元用于与本无线控制共享终端近距离相邻的无线控制共享终端之间建立数据传输共享通讯；
[0015]所述数据分类处理单元用于将相邻共享终端传输共享的数据以及采集的设备工作数据进行分类处理，具体是通过指令标记赋值算法将相邻共享终端传输共享的数据、采集的设备工作反馈信号数据以及设备运行常规数据进行识别和分类处理。
[0016]优选的，所述设备无线通讯模块用于与设备控制组内的n个设备控制模块之间进行无线控制和数据采集。
[0017]优选的，所述指令标记赋值算法具体包括以下步骤：
[0018]S1、先将每个无线控制共享终端的通讯地址按照顺序依次标记为[XB1,XB2…
,XB
n
]，并在应用智能决策中心层发出指令数据的前缀上字符也标记有[XB1,XB2…
,XB
n
]，其
中，X记为指令数据的通讯地址标识，而B
n
是针对指定要控制的第n个无线控制共享终端的通讯地址标识；
[0019]S2、通过网络传输层选择的一个传输最稳定的一个无线控制共享终端，并将步骤S1标记好的指令数据发送至该选择的无线控制共享终端内，该无线控制共享终端中的数据共享传输单元接收到控制指令数据后，先通过汇聚控制模块控制数据共享传输单元共享到相邻的其他无线控制共享终端，通过每个无线控制共享终端的数据共享传输单元将控制指令短时间内共享到整个控制系统内的全部无线控制共享终端内进行分析处理；
[0020]S3、每个无线控制共享终端内的数据共享传输单元接收到控制指令数据后，均通过汇聚控制模块控制数据分类单元识别前缀字符标记XB
n
，并与该无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，包括工业设备工作层、局域网在线中间控制层以及通过网络传输层与局域网在线中间控制层实现无线双向通讯的应用智能决策中心层，其特征在于：所述工业设备工作层包含了n个设备控制组，且每个设备控制组均是有n个设备控制模块组成，所述局域网在线中间控制层包含了n个无线控制共享终端，且每个无线控制共享终端之间进行无线通讯，完成数据无线共享，一个所述无线控制共享终端与一个设备控制组实现无线双向通讯，一个所述无线控制共享终端用于对一个设备控制组内的n个设备控制模块进行无线控制和数据采集；所述网络传输层包括共享终端选择模块和数据无线传输模块，所述共享终端选择模块能够通过控制终端选择算法根据共享终端距离应用智能决策中心层所在位置共享终端的信号强度进行自动选择切换连接对象；所述无线控制共享终端包括汇聚控制模块、设备无线通讯模块、数据分类处理单元、数据滤波除杂模块、数据共享传输单元和数据存储模块，所述数据共享传输单元用于与本无线控制共享终端近距离相邻的无线控制共享终端之间建立数据传输共享通讯；所述数据分类处理单元用于将相邻共享终端传输共享的数据以及采集的设备工作数据进行分类处理，具体是通过指令标记赋值算法将相邻共享终端传输共享的数据、采集的设备工作反馈信号数据以及设备运行常规数据进行识别和分类处理。2.根据权利要求1所述的一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，其特征在于：所述设备无线通讯模块用于与设备控制组内的n个设备控制模块之间进行无线控制和数据采集。3.根据权利要求2所述的一种基于无线通讯网络的工业设备自动化控制系统，其特征在于：所述指令标记赋值算法具体包括以下步骤：S1、先将每个无线控制共享终端的通讯地址按照顺序依次标记为[XB1,XB2…
,XB
n
]，并在应用智能决策中心层发出指令数据的前缀上字符也标记有[XB1,XB2…
,XB
n
]，其中，X记为指令数据的通讯地址标识，而B
n
是针对指定要控制的第n个无线控制共享终端的通讯地址标识；S2、通过网络传输层选择的一个传输最稳定的一个无线控制共享终端，并将步骤S1标记好的指令数据发送至该选择的无线控制共享终端内，该无线控制共享终端中的数据共享传输单元接收到控制指令数据后，先通过汇聚控制模块控制数据共享传输单元共享到相邻的其他无线控制共享终端，通过每个无线控制共享终端的数据共享传输单元将控制指令短时间内共享到整个控制系统内的全部无线控制共享终端内进行分析处理；S3、每个无线控制共享终端内的数据共享传输单元接收到控制指令数据后，均通过汇聚控制模块控制数据分类单元识别前缀字符标记XB
n
，并与该无线控制共享终端的通讯地址标识进行对比，来判断是否为该无线控制共享终端的控制指令；S4、若步骤S3中判断该无线控制共享终端的通讯地址标识与接收指令数据前缀字符标记不相同，则不执行该控制指令，若判断该无线控制共享终端的通讯地址标识与接收指令数据前缀字符标记相同，则对应的无线控制共享终端通过汇聚控制模块控制设备无线通讯模块向该无线控制共享终端所无线通讯控制的设备控制组发送该控制指令，控制设备控制组按照指令数据进行工作；S5、设备控制组内对应的设备开始工作后会产生与控制指令岁对应的指令反馈信号标
记为Xb
n
，并传送至与之无线通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，孙震，葛斌虎，
申请(专利权)人：太原鸿昱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：