本發明涉及煤炭質量檢測領域，尤其涉及一種基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統。
背景技術：
我國缺油、少氣、富煤的資源現狀決定了我國能源架構在未來相當長的一段時期內以煤為主，但煤炭使用過程中排放大量污染物，引發大氣污染。因此如何以精準、快速的檢測手段提取煤樣指標，從而控制劣質煤的使用，對促進煤的精細化投放利用有著重要作用，而煤樣化驗前期需要制備合格的煤炭樣品。煤樣制備控制系統是實現從原煤輸送、破碎、縮分、干燥全過程自動化操作的系統，主要是針對制備過程中的各類機電設備進行集中管理、監控的系統，包括破碎機、提升機、電子稱、智能儀表等。現有的煤樣制備系統多為面向單體設備的人工操作，存在自動化、信息化、集成度低，勞動強度大等缺點。目前國內外還未實現從原煤輸送到煤樣制備，再到煤樣化驗的一體化控制系統設計。傳統的工業控制系統仍采用一對一連線，用電壓、電流的模擬信號進行測量和控制，難以實現設備間以及系統與外界的信息交換，造成“信息孤島”問題，且控制器工作量大，不利于大規模實時監控管理。
技術實現要素：
本發明的目的在于通過一種基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統，來解決以上背景技術部分提到的問題。
為達此目的，本發明采用以下技術方案：
一種基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統，其包括底層傳感器、伺服系統、智能儀表、子系統智能網關、現場控制器及中央服務器；所述伺服系統、底層傳感器和智能儀表安置于工業現場；所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過現場總線電性連接所述子系統智能網關；所述子系統智能網關和伺服系統電性連接現場控制器；所述子系統智能網關電性連接中央服務器，并將現場數據備份到所述中央服務器；所述子系統智能網關與子系統相對應，所述子系統包括原煤輸送系統、原煤破碎系統、煤樣縮分系統、煤樣干燥系統及煤樣存儲系統。
特別地，所述底層傳感器包括但不限于溫度傳感器、光電傳感器、振動傳感器、紅外傳感器。
特別地，所述智能儀表包括但不限于溫控儀、電子稱、流量變送器。
特別地，所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過RS485總線電性連接所述子系統智能網關。
特別地，所述伺服系統的輸出端通過EtherCAT現場總線電性連接所述現場控制器。
特別地，所述現場控制器、子系統智能網關和中央服務器之間采用TCP/IP協議通訊。
本發明提出的基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統通過底層傳感器、智能儀表與子系統智能網關協同配合，實現將系統功能徹底下放到工業現場，降低了現場控制器和中央服務器的任務壓力，系統數據統采用通信方式傳輸，設計優化、穩定可靠、系統集成自由。本發明實現了煤樣輸送、破碎、縮分、干燥等工藝流程的全自動化無人值守操作，大大降低了工作人員的勞動強度、改善了工作環境；通過智能化的系統監控管理，大大提高了系統的安全性、可靠性與可視化程度；基于現場總線的搭建信息網絡實現了煤樣制備系統控制、管理一體化信息集成，促進系統向網絡化、分散化、智能化方向發展，為搭建數字化工廠提供指導；各個子系統智能網關協同工作、結構新穎、設計優化、用戶具有高度的系統集成主動權，真正實現了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容，除非另有定義，本文所使用的所有技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的術語只是為了描述具體的實施例，不是旨在于限制本發明。
請參照圖1所示，圖1為本發明實施例提供的基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統結構示意圖。
本實施例中基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統具體包括底層傳感器、伺服系統、智能儀表、子系統智能網關、現場控制器及中央服務器；所述伺服系統、底層傳感器和智能儀表安置于工業現場；所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過現場總線電性連接所述子系統智能網關；所述子系統智能網關和伺服系統電性連接現場控制器；所述子系統智能網關電性連接中央服務器，并將現場數據備份到所述中央服務器；所述子系統智能網關與子系統相對應，所述子系統包括但不限于原煤輸送系統、原煤破碎系統、煤樣縮分系統、煤樣干燥系統及煤樣存儲系統。
在本實施例中所述底層傳感器包括但不限于溫度傳感器、光電傳感器、振動傳感器、紅外傳感器。所述智能儀表包括但不限于溫控儀、電子稱、流量變送器。所述底層傳感器和智能儀表的輸出端通過RS485總線電性連接所述子系統智能網關。
所述伺服系統的輸出端通過EtherCAT現場總線電性連接所述現場控制器。所述現場控制器和智能儀表之間采用Modbus協議通訊。所述現場控制器、子系統智能網關和中央服務器之間采用TCP/IP協議通訊。
依功能對上述基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統化分如下：基于現場總線的智能化煤樣制備控制系統包括現場層、主控層和信息層，每層網采用雙環網冗余；信息層是全系統的頂層，包括控制室和工程師室，控制室包括制備程控和安全監控即現場控制器，工程師室包括工程師站即上位機、打印機、中央服務器，信息層用于管理系統數據通道，連接主控層和現場層；所述主控層為系統中間層，包括子系統智能網關(同圖中智能網關)，所述子系統智能網關與子系統相對應，所述子系統包括但不限于原煤輸送系統、原煤破碎系統、煤樣縮分系統、煤樣干燥系統及煤樣存儲系統，主控層是實時現場數據通道，連接信息層和現場層；現場層為系統底層，包括底層傳感器、伺服系統、智能儀表、I/O站，現場層是現場過程參數、狀態通道，上連主控層和信息層，下連現場總線設備。
本發明的技術方案通過底層傳感器、智能儀表與子系統智能網關協同配合，實現將系統功能徹底下放到工業現場，降低了現場控制器和中央服務器的任務壓力，系統數據統采用通信方式傳輸，設計優化、穩定可靠、系統集成自由。本發明實現了煤樣輸送、破碎、縮分、干燥等工藝流程的全自動化無人值守操作，大大降低了工作人員的勞動強度、改善了工作環境；通過智能化的系統監控管理，大大提高了系統的安全性、可靠性與可視化程度；基于現場總線的搭建信息網絡實現了煤樣制備系統控制、管理一體化信息集成，促進系統向網絡化、分散化、智能化方向發展，為搭建數字化工廠提供指導；各個子系統智能網關協同工作、結構新穎、設計優化、用戶具有高度的系統集成主動權，真正實現了“信息集中，分散控制”的全分布式控制。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。
以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。