本實用新型設(shè)計一種組網(wǎng)及聯(lián)網(wǎng)控制方法，特別涉及一種智能染整產(chǎn)業(yè)中多部分散設(shè)備的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前我國的染色裝備制造業(yè)總體還比較落后，染整裝備產(chǎn)品多以附加值低、技術(shù)含量低的低端產(chǎn)品為主。國內(nèi)大多印染企業(yè)自動化程度低，生產(chǎn)線上設(shè)備缺乏互聯(lián)互通。制造現(xiàn)場的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)與上層計劃控制銜接不及時，造成時間上的延遲，從而延長了生產(chǎn)周期，間接造成損失。現(xiàn)有印染生產(chǎn)企業(yè)的染整裝備智能升級改造是大勢所趨。

智能制造系統(tǒng)核心是機器設(shè)備數(shù)據(jù)的釆集與控制。如果要采集設(shè)備數(shù)據(jù),首要問題要實現(xiàn)智能制造系統(tǒng)與設(shè)備的通訊。只有設(shè)備之間的連接標(biāo)準(zhǔn)化,才能簡單、低成本、快速實現(xiàn)機器與機器,機器與智能制造系統(tǒng)之間的連接與數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)機器之間的互動,才能讓智能制造系統(tǒng)發(fā)揮作用。傳統(tǒng)的生產(chǎn)監(jiān)控方式中，對于每個工序的機器都必須在現(xiàn)場安排巡視人員，造成人力的極大浪費。因為生產(chǎn)設(shè)備相對分散，現(xiàn)場監(jiān)控人員很難從整體上了解整個生產(chǎn)流程的實施生產(chǎn)情況。而且染整工業(yè)生產(chǎn)車間環(huán)境惡劣，并不適于人現(xiàn)場監(jiān)控。

一個印染流程中涉及的設(shè)備有松式絡(luò)筒機，染色機，脫水機，烘干機，緊式絡(luò)筒機，其中大部分設(shè)備的控制器為PLC。中小企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場各類設(shè)備可能添置時間不同，制造廠家也不同，現(xiàn)場設(shè)備上就存在著不同時期不同品牌的小型 PLC，各品牌 PLC 的軟元件命名規(guī)則和書寫方式一般都不相同, 不同品牌的小型 PLC 組網(wǎng)有一定困難。目前 PLC 的上位機協(xié)議一般只限于單臺 PLC 與上位機通信，如要實現(xiàn)多臺不同品牌的 PLC 與一臺 PC 機基于各自的上位機協(xié)議通信，中間則需要一定的網(wǎng)絡(luò)/總線進行協(xié)議轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，目前市場上還沒有低廉而又較為通用的此類產(chǎn)品出現(xiàn)。而且不同的PLC 之間的通信格式不兼容，給企業(yè)內(nèi)部的系統(tǒng)集成、集中管理和升級帶來了極大的困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的染整車間現(xiàn)場人工監(jiān)控效率低，人工成本大，單人監(jiān)控范圍有限，制造現(xiàn)場的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)與上層計劃控制銜接不及時，車間環(huán)境惡劣等不足，本實用新型提供了一種智能染整產(chǎn)業(yè)中多部分散設(shè)備的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)對車間設(shè)備的組網(wǎng)和整體遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本實用新型通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種智能染整產(chǎn)業(yè)中多部分散設(shè)備的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其包括染色機、松式絡(luò)筒機、脫水機、烘干機和緊式絡(luò)筒機；所述染色機通過以太網(wǎng)接口和TCP/IP協(xié)議與中央監(jiān)控系統(tǒng)相連接；所述松式絡(luò)筒機和緊式絡(luò)筒均各自通過RJ45網(wǎng)線接口和以太網(wǎng)/485轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)由458/CAN 協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接到CAN總線上，CAN總線再通過CAN/TCP網(wǎng)關(guān)和經(jīng)過路由器與中央監(jiān)控系統(tǒng)相連；所述脫水機自身的485通信接口(14)通過485/CAN連接到所述CAN總線上，然后通過CAN/TCP網(wǎng)關(guān)，再經(jīng)過路由器，最終通過網(wǎng)線與中央監(jiān)控系統(tǒng)相連；所述烘干機增設(shè)一個485接口擴展模塊，再由485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器連接到所述CAN總線上。

進一步地，所述脫水機由PLC控制，上中央監(jiān)控系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送命令，最終轉(zhuǎn)換為Modbus RTU協(xié)議命令，實現(xiàn)對脫水機PLC的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

進一步地，所述烘干機的控制器為PLC，烘干機本身的上位機通過232總線接口控制PLC，從而控制烘干工序的進行，所述485接口擴展模塊采用信捷PLC的485接口擴展模塊，通過485接口擴展模塊與中央監(jiān)控系統(tǒng)相連，從而將烘干機聯(lián)網(wǎng)。

進一步地，所述中央監(jiān)控系統(tǒng)采用上位計算機實現(xiàn)，與染色機、松式絡(luò)筒機、脫水機、烘干機和緊式絡(luò)筒機實現(xiàn)第一級局域網(wǎng)組網(wǎng)，中央監(jiān)控系統(tǒng)還與遠(yuǎn)程web瀏覽器端組成第二級第二級以太網(wǎng)組網(wǎng)。

本實用新型考慮到車間高溫、強電磁干擾、強噪聲等惡劣的環(huán)境對于通信網(wǎng)絡(luò)有較高的抗干擾需求,在整個廠區(qū)采用基于RS485/光纖、CANbus、以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。

所述智能染整產(chǎn)業(yè)中多部分散設(shè)備的組網(wǎng)中，CAN總線可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時高速傳輸功能,組網(wǎng)總線能掛載多個節(jié)點。CAN總線具有高速率、高抗電磁干擾性、容錯性等特點,能滿足車間組網(wǎng)需求，對于沒有CAN接口的設(shè)備，本實用新型設(shè)置一塊CAN轉(zhuǎn)RS232/RS845的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)CAN2.0B協(xié)議，以使不同品牌的 PLC 可以得到統(tǒng)一監(jiān)控。

通信組網(wǎng)設(shè)計結(jié)構(gòu)第一層是單個流程中各工序所用設(shè)備之間的的組網(wǎng)，該層網(wǎng)絡(luò)通過印染設(shè)備（除染色機外）可用的通信串口轉(zhuǎn)為485，然后由485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為CAN總線，最后經(jīng)過CAN/TCP網(wǎng)關(guān)連接以太網(wǎng)的通信方式，實現(xiàn)中央監(jiān)控系統(tǒng)客戶端與印染設(shè)備的通信，第二層網(wǎng)絡(luò)通過太網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程web瀏覽器端與廠區(qū)各生產(chǎn)設(shè)備實時聯(lián)網(wǎng)通信。

所述智能染整產(chǎn)業(yè)分散設(shè)備中，染色機控制服務(wù)器可以提供以太網(wǎng)接口，本實用新型采用以太網(wǎng)的方式與中央監(jiān)控系統(tǒng)相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：實現(xiàn)分層網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)分布合理，為原本分散運行的印染設(shè)備集中到一個網(wǎng)絡(luò)中，為上層中央監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)程web瀏覽器端的印染流程在全局監(jiān)控上提供一種組網(wǎng)連接方案，并提供可靠的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，可大大節(jié)約人工成本，有效縮短印染生產(chǎn)線的周期，提高工作效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為絡(luò)筒機主控板的接口與485總線連接圖；

圖3為485/CAN轉(zhuǎn)換接口示意圖。

圖中，1為染色機，2為松式絡(luò)筒機，3為脫水機，4為烘干機，5為緊式絡(luò)筒機，6為上位計算機，7為遠(yuǎn)程瀏覽器端，8為以太網(wǎng)接口，9為RJ45網(wǎng)線接口，10為以太網(wǎng)/485轉(zhuǎn)換器，11為485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器，12為CAN/TCP網(wǎng)關(guān)，13為路由器，14為脫水機匯川PLC，15為烘干機信捷PLC，16為信捷PLC的485接口擴展模塊，17為烘干機觸控屏。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施作進一步說明，但本實用新型的實施和保護不限于此，以下若有未特別詳細(xì)說明之處或涉及軟件程序之處，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的，本實用新型的關(guān)鍵在于對組網(wǎng)結(jié)構(gòu)提出的技術(shù)方案，其他內(nèi)容僅僅為舉例。

附圖為本實用新型的一種具體實施例。該實施例包括一臺染色機1，通過SETEX服務(wù)器上的以太網(wǎng)接口8與上位計算機6（含中央監(jiān)控系統(tǒng)）連接；1臺松式絡(luò)筒機2和1臺緊式絡(luò)筒機5將RJ45網(wǎng)線接口通過以太網(wǎng)/485轉(zhuǎn)換器連接到485總線上，再通過485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器11連接到CAN總線上，再由CAN/TCP網(wǎng)關(guān)12連接到上位計算機6；1臺脫水機3，將它上面的485通信接口14通過485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器11連接到CAN總線上，再由CAN/TCP網(wǎng)關(guān)12連接到上位計算機6；1臺烘干機，通過在PLC外部增加一個485總線接口模塊16，可以實現(xiàn)由2個主機來控制，將PLC通過232總線連接到觸摸屏17，另1個通過轉(zhuǎn)換連接到上位計算機6。

采用本試實用新型的智能染整產(chǎn)業(yè)中多部分散設(shè)備的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，適用于不同的分散的染整設(shè)備想要實現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控的系統(tǒng)組網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)控制。主要器件采用以太網(wǎng)/485轉(zhuǎn)換器10，485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器11，CAN/TCP網(wǎng)關(guān)12，485總線擴展模塊16，本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)充分利用了各個分散設(shè)備通信接口，根據(jù)不同設(shè)備的接口特點，將與底層設(shè)備通信的自定義協(xié)議，Modbus RTU協(xié)議最終轉(zhuǎn)化成以太網(wǎng)中的TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)對分散的染整設(shè)備的整體聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與控制，為生產(chǎn)任務(wù)提供及時可靠的狀態(tài)信息，并指導(dǎo)生產(chǎn)。

本智能染整設(shè)備的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場不同工序所用的不同設(shè)備的組網(wǎng)，可實現(xiàn)多設(shè)備多訂單的遠(yuǎn)程監(jiān)控，組網(wǎng)染色機，松式絡(luò)筒機，脫水機，烘干機，緊式絡(luò)筒機允許數(shù)量各設(shè)備都在1臺及以上，除染色機的設(shè)備總數(shù)在247以下。

染色機與上位計算機的通訊是基于原來的SETEX染色控制系統(tǒng)，可通過SETEX服務(wù)器上面的以太網(wǎng)接口與上位機監(jiān)控程序通信，有標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議。現(xiàn)場的染色工藝參數(shù)，染色狀態(tài)，報警狀態(tài)都會通過本地數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入到中央監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，做到實時更新。

松/緊式絡(luò)筒機現(xiàn)場連接了迪文DGUS觸摸屏來進行現(xiàn)場參數(shù)設(shè)置和控制，觸摸屏通過RS232總線對控制板進行操作。松/緊式絡(luò)筒機主控板提供了兩個RJ45接口，但是接口規(guī)范是2線制RS485方式,所以需要用以太網(wǎng)/485轉(zhuǎn)換器擴展出485總線，其通信協(xié)議為生產(chǎn)商自己定義的，并非使用Modbus協(xié)議，通過一系列的協(xié)議轉(zhuǎn)換最終在上位機中控程序中解析出來，從而獲得松式/緊式絡(luò)筒機的狀態(tài)信息，上位計算機還可以對部分生產(chǎn)參數(shù)進行設(shè)置，遠(yuǎn)程傳送到設(shè)備上。

脫水機的主控制器為匯川PLC,輸入端子側(cè)提供有現(xiàn)成的485總線接口，通過對PLC梯形圖編程，將該端口配置為Modbus RTU從機模式，然后通過RS485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器連到CAN總線上,再由CAN/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與上位計算機相連，實現(xiàn)上位計算機對脫水機的遠(yuǎn)程監(jiān)控?？蓪崿F(xiàn)對車間生產(chǎn)設(shè)備運行狀態(tài)如開啟，停止，急停等的設(shè)置。

烘干機的控制器為在信捷PLC,在PLC端外加一個485總線接口擴展模塊，PLC由232總線連接Pro-face觸摸屏,用于生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置；擴展模塊通過RS485/CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器連到CAN總線上，再由CAN/以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與上位計算機相連，實現(xiàn)上位計算機對烘干機的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本實用新型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，底層設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)控制可在上位計算機的中央控制系統(tǒng)中通過點擊鏈接/斷開網(wǎng)絡(luò)來設(shè)置，實現(xiàn)了對分散設(shè)備的整體聯(lián)網(wǎng)控制。運行中若某臺設(shè)備發(fā)生故障停機，上位計算機馬上會收到故障報警定位到故障設(shè)備，提醒工作人員前去修理。智能染整產(chǎn)業(yè)中多部分散設(shè)備的組網(wǎng)及聯(lián)網(wǎng)與上位計算機中央監(jiān)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程web監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計，開發(fā)，生產(chǎn)，其技術(shù)的適用性，完整性在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先位置，所用功能不會有一虛設(shè)，每項功能均實實在在的為用戶提供可靠的服務(wù)。