一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，包括安裝有工控組態軟件的監控中心上位機、Profibus總線/RS232轉換模塊、Profibus現場總線、若干個對蒸餾水機進行現場數據采集與控制的Profibus總線控制終端以及分別與Profibus總線控制終端相接的信號采集裝置和執行機構裝置；所述Profibus總線控制終端包括控制器、信號調理電路、數據采集電路、數據融合處理器、光電耦合器、Profibus總線收發器和電磁閥驅動電路。本實用新型結構簡單，設計合理，自動化程度高，工作能夠對蒸餾水生產過程進行全程實時監控，從根本上保證了蒸餾水生產質量，降低了運行成本。
【專利說明】一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種監控系統，尤其是涉及一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統。
【背景技術】
[0002]醫藥用高效蒸餾水機是各醫藥行業不可缺少的設備，隨著我國醫藥行業的迅猛發展，其對基礎生產設備一蒸餾水機的需求也在不斷擴大，而蒸餾水作為醫藥行業的基本注射用水，其質量的意義更是不言而喻。但從目前國內醫藥生產發展水平來看，多數制藥廠的生產工藝、技術裝備、生產環境、質量控制等都不符合要求。
[0003]蒸餾水機的數學模型較為復雜，其熱交換回路與主蒸汽壓力、溫度及原料水的壓力、流量關系緊密，非線性且耦合緊密。另外，純汽輸出回路和冷卻水回路都是熱交換回路的強烈干擾源。因而若想建立精確的數學模型十分困難。在蒸餾水生產過程中特別需要控制兩個重要參數。一個為蒸餾水在出口處每平方厘米的電導，即電導率；另一個是蒸餾水在出口處的溫度，簡稱出口溫度。電導率一般用調節原料水的閥門開度來控制；出口溫度一般用調節進入熱交換器的蒸汽流量來控制。當蒸汽流量增加時使出口溫度增加，同時也使電導率減小。同樣原料水閥門開度的變化也會引起電導率和出口溫度的變化。目前，許多蒸餾水生產設備的這兩個參數大都是處于手動(或人工)控制狀態，導致蒸餾水的質量往往不滿足要求。因而，設計一種實時、高效的蒸餾水機自動監控系統是提高醫藥質量、減輕工作人員勞動強度的重要保證。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其結構簡單，設計合理，自動化程度高，工作能夠對蒸餾水生產過程進行全程實時監控，從根本上保證了蒸餾水生產質量，降低了運行成本。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:包括安裝有工控組態軟件的監控中心上位機、Profibus總線/RS232轉換模塊、Profibus現場總線、若干個對蒸餾水機進行現場數據采集與控制的Profibus總線控制終端以及分別與Profibus總線控制終端相接的信號采集裝置和執行機構裝置；所述蒸餾水機包括工業主蒸汽入口、蒸餾水出口、主蒸汽管道和通過純汽輸出管道依次連接的包括一效蒸發器在內的多個蒸發器；所述信號采集裝置包括安裝在所述主蒸汽管道上分別用于檢測主蒸汽溫度和壓力的溫度傳感器一和壓力傳感器、安裝在所述純汽輸出管道上分別用于檢測二次蒸汽溫度和流量的溫度傳感器二和流量傳感器、安裝在多個所述蒸發器上用于檢測蒸發器水位的液位傳感器以及安裝在所述蒸餾水出口的分別用于檢測蒸餾水溫度和電導率以判斷所述蒸餾水質量好壞的溫度傳感器三和電導率傳感器；所述執行機構裝置包括冷卻水泵、若干個電磁閥和用于在Profibus總線控制終端的控制下調節冷卻水泵的轉速進而控制冷卻水流量以保證所述蒸餾水出口溫度的變頻器；所述電磁閥包括主蒸汽管道調節閥、純汽輸出管道調節閥、凝結水排除閥、濃縮水排除閥、不凝汽體排出閥和蒸餾水出口控制閥；所述Profibus總線控制終端包括控制器、信號調理電路、數據采集電路、數據融合處理器、光電耦合器、Profibus總線收發器和電磁閥驅動電路；所述數據融合處理器、光電耦合器和電磁閥驅動電路均與控制器相接，所述數據采集電路分別與信號調理電路和數據融合處理器相接，所述Profibus總線收發器與光電耦合器相接；所述溫度傳感器一、壓力傳感器、溫度傳感器二、流量傳感器、液位傳感器、溫度傳感器三和電導率傳感器均與信號調理電路相接，所述Profibus總線收發器與Profibus現場總線相接，所述電磁閥與電磁閥驅動電路相接，所述變頻器分別與控制器和冷卻水泵相機，所述Profibus總線/RS232轉換模塊分別與監控中心上位機和Profibus現場總線相接。
[0006]上述一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征是:所述控制器為PLC可編程控制器。
[0007]上述一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征是:所述數據融合處理器為ARM微處理器。
[0008]上述一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征是:所述液位傳感器為浮球式液位傳感器。
[0009]上述一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征是:所述光電耦合器為高速光耦隔離6N137芯片。
[0010]上述一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征是:所述溫度傳感器一、溫度傳感器二和溫度傳感器三均為單總線數字溫度傳感器芯片DS18B20。
[0011]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0012]1.控制實時性能好,監控界面生動準確。
[0013]2.電路簡單高效，抗干擾能力強。
[0014]3.電纜線少，便于應用，成本低。
[0015]綜上所述，本實用新型結構簡單，設計合理，自動化程度高，工作能夠對蒸餾水生產過程進行全程實時監控，從根本上保證了蒸餾水生產質量，降低了運行成本。
[0016]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的系統結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的Profibus總線控制終端電路原理框圖。
[0019]附圖標記說明:
[0020]I一監控中心上位機；2 — Profibus總線/RS232轉換模塊；
[0021]3一Profibus現場總線；4一Profibus總線控制終端；4_1一控制器；
[0022]4-2—信號調理電路；4-3—數據采集電路；4_4 一數據融合處理器；
[0023]4-5一光電稱合器； 4-6 —Profibus總線收發器；4-7 —電磁閥驅動電路；
[0024]5—溫度傳感器一 ； 6—壓力傳感器；7—溫度傳感器二 ；
[0025]8—流量傳感器；9一液位傳感器；10—溫度傳感器三；
[0026]11 一電導率傳感器； 12—變頻器；13—冷卻水泵；
[0027]14一電磁閥。【具體實施方式】
[0028]如圖1、圖2所示，本實用新型包括安裝有工控組態軟件的監控中心上位機1、Profibus總線/RS232轉換模塊2、Profibus現場總線3、若干個對蒸懼水機進行現場數據采集與控制的Profibus總線控制終端4以及分別與Profibus總線控制終端4相接的信號采集裝置和執行機構裝置；所述蒸餾水機包括工業主蒸汽入口、蒸餾水出口、主蒸汽管道和通過純汽輸出管道依次連接的包括一效蒸發器在內的多個蒸發器；所述信號采集裝置包括安裝在所述主蒸汽管道上分別用于檢測主蒸汽溫度和壓力的溫度傳感器一 5和壓力傳感器6、安裝在所述純汽輸出管道上分別用于檢測二次蒸汽溫度和流量的溫度傳感器二 7和流量傳感器8、安裝在多個所述蒸發器上用于檢測蒸發器水位的液位傳感器9以及安裝在所述蒸餾水出口的分別用于檢測蒸餾水溫度和電導率以判斷所述蒸餾水質量好壞的溫度傳感器三10和電導率傳感器11 ;所述執行機構裝置包括冷卻水泵13、若干個電磁閥14和用于在Profibus總線控制終端4的控制下調節冷卻水泵13的轉速進而控制冷卻水流量以保證所述蒸餾水出口溫度的變頻器12 ;所述電磁閥14包括主蒸汽管道調節閥、純汽輸出管道調節閥、凝結水排除閥、濃縮水排除閥、不凝汽體排出閥和蒸餾水出口控制閥；所述Profibus總線控制終端4包括控制器4-1、信號調理電路4-2、數據采集電路4_3、數據融合處理器4-4、光電耦合器4-5、Profibus總線收發器4_6和電磁閥驅動電路4_7 ;所述數據融合處理器4-4、光電耦合器4-5和電磁閥驅動電路4-7均與控制器4-1相接，所述數據采集電路4-3分別與信號調理電路4-2和數據融合處理器4-4相接，所述Profibus總線收發器4-6與光電耦合器4-5相接；所述溫度傳感器一 5、壓力傳感器6、溫度傳感器二 7、流量傳感器8、液位傳感器9、溫度傳感器三10和電導率傳感器11均與信號調理電路4-2相接，所述Profibus總線收發器4_6與Profibus現場總線3相接,所述電磁閥14與電磁閥驅動電路4-7相接，所述變頻器12分別與控制器4-1和冷卻水泵13相機，所述Profibus總線/RS232轉換模塊2分別與監控中心上位機I和Profibus現場總線3相接。
[0029]本實施例中，所述控制器4-1為PLC可編程控制器。
[0030]本實施例中，所述數據融合處理器4-4為ARM微處理器。
[0031 ] 本實施例中，所述液位傳感器9為浮球式液位傳感器。
[0032]本實施例中，所述光電耦合器4-5為高速光耦隔離6N137芯片。
[0033]本實施例中，所述溫度傳感器一 5、溫度傳感器二 7和溫度傳感器三10均為單總線數字溫度傳感器芯片DS18B20。
[0034]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:包括安裝有工控組態軟件的監控中心上位機(I)、Profibus總線/RS232轉換模塊(2)、Profibus現場總線(3)、若干個對蒸懼水機進行現場數據采集與控制的Profibus總線控制終端(4)以及分別與Profibus總線控制終端(4)相接的信號采集裝置和執行機構裝置；所述蒸餾水機包括工業主蒸汽入口、蒸餾水出口、主蒸汽管道和通過純汽輸出管道依次連接的包括一效蒸發器在內的多個蒸發器；所述信號采集裝置包括安裝在所述主蒸汽管道上分別用于檢測主蒸汽溫度和壓力的溫度傳感器一(5)和壓力傳感器(6)、安裝在所述純汽輸出管道上分別用于檢測二次蒸汽溫度和流量的溫度傳感器二(7)和流量傳感器(8)、安裝在多個所述蒸發器上用于檢測蒸發器水位的液位傳感器(9)以及安裝在所述蒸餾水出口的分別用于檢測蒸餾水溫度和電導率以判斷所述蒸餾水質量好壞的溫度傳感器三(10)和電導率傳感器(11);所述執行機構裝置包括冷卻水泵(13)、若干個電磁閥(14)和用于在Profibus總線控制終端(4)的控制下調節冷卻水泵(13)的轉速進而控制冷卻水流量以保證所述蒸餾水出口溫度的變頻器(12);所述電磁閥(14)包括主蒸汽管道調節閥、純汽輸出管道調節閥、凝結水排除閥、濃縮水排除閥、不凝汽體排出閥和蒸餾水出口控制閥；所述Profibus總線控制終端(4)包括控制器(4-1)、信號調理電路(4-2)、數據采集電路(4-3)、數據融合處理器(4-4)、光電耦合器(4-5)、Profibus總線收發器(4-6)和電磁閥驅動電路(4_7);所述數據融合處理器(4-4)、光電耦合器(4-5)和電磁閥驅動電路(4-7)均與控制器(4-1)相接，所述數據采集電路(4-3)分別與信號調理電路(4-2)和數據融合處理器(4-4)相接，所述Profibus總線收發器(4-6)與光電耦合器(4-5)相接；所述溫度傳感器一(5)、壓力傳感器(6)、溫度傳感器二( 7 )、流量傳感器(8 )、液位傳感器(9 )、溫度傳感器三(IO )和電導率傳感器(11)均與信號調理電路(4-2)相接,所述Profibus總線收發器(4_6)與Profibus現場總線(3)相接，所述電磁閥(14)與電磁閥驅動電路(4-7)相接，所述變頻器(12)分別與控制器(4-1)和冷卻水泵(13)相機，所述Profibus總線/RS232轉換模塊(2)分別與監控中心上位機(I)和Profibus現場總線(3)相接。
2.按照權利要求1所述的一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:所述控制器(4-1)為PLC可編程控制器。
3.按照權利要求1或2所述的一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:所述數據融合處理器(4-4)為ARM微處理器。
4.按照權利要求1或2所述的一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:所述液位傳感器(9)為浮球式液位傳感器。
5.按照權利要求1或2所述的一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:所述光電耦合器(4-5)為高速光耦隔離6N137芯片。
6.按照權利要求1或2所述的一種基于現場總線的蒸餾水機監控系統，其特征在于:所述溫度傳感器一(5)、溫度傳感器二(7)和溫度傳感器三(10)均為單總線數字溫度傳感器芯片DS18B20。
【文檔編號】G05B19/418GK203658800SQ201320673802
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】侯鵬 申請人:西安眾智惠澤光電科技有限公司