專利名稱：通用型工業(yè)過(guò)程控制站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通用型的工業(yè)過(guò)程控制站，屬于機(jī)電一體化的計(jì)算機(jī)應(yīng)用及過(guò)程控制技術(shù)領(lǐng)域。
把傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)高度結(jié)合，從而使機(jī)械與電子融為一體，使物流、能流、信息流融成一體的現(xiàn)代工程技術(shù)一機(jī)電一體化將在九十年代逐步深入和普及到各個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)部門，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將發(fā)生重大變化。而傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備的過(guò)程控制系統(tǒng)，從單臺(tái)的工業(yè)鍋爐、窯爐、鉆機(jī)、電爐到軋機(jī)、電站、石油化工等大型儀表和現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化首要是配上智能化儀表和控制系統(tǒng)。但是，由于高技術(shù)領(lǐng)域與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)部門之間專業(yè)殊異，隔行如隔山，專業(yè)技術(shù)工程師的設(shè)計(jì)意圖和企業(yè)總工程師的控制策略就很難通過(guò)電腦軟件設(shè)計(jì)人員或計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)人員的勞動(dòng)來(lái)使之較完滿地實(shí)現(xiàn)，至于要將信息技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制達(dá)到盡善至美的結(jié)合，更是現(xiàn)階段所不可思議的;而這也成了當(dāng)今影響傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)采用微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)改造、以取得節(jié)能節(jié)材、提高質(zhì)量、降低成本、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約投資等綜合效益的主要技術(shù)障礙。
本發(fā)明的目的是提供一種能解決上述難題的，可根據(jù)工業(yè)用戶的意圖和策略自動(dòng)編制運(yùn)行軟件的結(jié)構(gòu)輕便，易于移動(dòng)遷涉有機(jī)電一體化的通用型工業(yè)過(guò)程控制站。
本發(fā)明的硬件構(gòu)成如

圖1所示，其外型為一個(gè)長(zhǎng)×寬×高為600×800×1735立方毫米的框式控制柜1，底部裝有可以使整個(gè)控制柜靈活移動(dòng)的萬(wàn)向腳輪2，其特點(diǎn)是全部控制設(shè)備都呈豎直排列安放在柜1中的各層中，頂部是作為控制主機(jī)顯示器的18″彩色監(jiān)視器3，其下方依次是裝有80287或80387協(xié)處理器的通用高級(jí)微型計(jì)算機(jī)4，也即控制主機(jī)和其輸入裝置-鍵盤(pán)5，該微機(jī)的內(nèi)存里裝有“PARGON”工業(yè)過(guò)程控制通用軟件，擱置鍵盤(pán)的那一層木板下方是一個(gè)可以向外抽出或向里推入活動(dòng)托板6，其下部是控制柜7;前側(cè)裝有UPS電源和用于站內(nèi)控制的1～3個(gè)工業(yè)控制器(也稱接口介面)，可以采用美國(guó)生產(chǎn)的OPTO22型產(chǎn)品。后側(cè)裝有電源輸入插座、一個(gè)聯(lián)接打印機(jī)的并行接口，一個(gè)遠(yuǎn)程通信的RS232串行接口和一個(gè)聯(lián)接其他介面站的RS422或RS485遠(yuǎn)程通信接口。鍵盤(pán)5平時(shí)收藏在機(jī)柜內(nèi)并可上鎖，如需要人機(jī)對(duì)話操作時(shí)，可將托板6抽出機(jī)柜，將鍵盤(pán)擋板打開(kāi)，取出鍵盤(pán)置于托板上方進(jìn)行輸入操作?？刂浦鳈C(jī)的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器外側(cè)也有擋板和鎖，防止外人誤動(dòng)作以保證安全。
本發(fā)明雖然配置了高級(jí)微機(jī)作為其核心設(shè)備-控制主機(jī)，但其主要特點(diǎn)是在該微機(jī)的內(nèi)存中裝入了“PARGON”工業(yè)過(guò)程控制通用軟件。這個(gè)軟件就象目前國(guó)際上最流行的邏輯設(shè)計(jì)軟件，用戶只需給出芯片所要實(shí)現(xiàn)的邏輯表達(dá)式、或真值表、或狀態(tài)圖，便可自動(dòng)解決組合邏輯變換、時(shí)序變換、狀態(tài)變換、自鎖、互鎖控制、反饋、三態(tài)門控制、寄存器輸出控制等一系列問(wèn)題，生成文件并自動(dòng)寫(xiě)入內(nèi)存或芯片，并且進(jìn)行向量測(cè)試驗(yàn)證那樣，該軟件可以根據(jù)用戶對(duì)于被控制對(duì)象的控制策略，自動(dòng)生成運(yùn)行軟件對(duì)被控對(duì)象的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的最佳工況控制，而用戶毋需自行編制軟件程序。這樣就使工程技術(shù)專家擺脫了對(duì)計(jì)算機(jī)軟件人員的依賴，他們自己就可以得心應(yīng)手地把自己的各種意圖和控制策略直接通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式輸入計(jì)算機(jī)中，而在人機(jī)對(duì)話結(jié)束之后，“PARGON”軟件還可以自動(dòng)幫助用戶檢查輸入的信息是否合理、完善，如果有問(wèn)題，軟件會(huì)產(chǎn)生提示信息。運(yùn)行軟件生成之后，也可以進(jìn)行模擬調(diào)試機(jī)器，以便更直觀地檢查運(yùn)行軟件的工作效果?？傊景l(fā)明控制核心一高級(jí)微型計(jì)算機(jī)，由于裝入了美國(guó)“PARGON”公司開(kāi)發(fā)的這種工業(yè)過(guò)程控制軟件功能強(qiáng)，能模仿人的思維，具有表達(dá)、推理和學(xué)習(xí)等性能，會(huì)話式輸入直觀方便，又能自動(dòng)生成運(yùn)行軟件并進(jìn)行檢驗(yàn)和模擬，有效地溝通了以計(jì)算機(jī)、微電子為基礎(chǔ)的信息技術(shù)與以機(jī)械學(xué)和各種常規(guī)工程專業(yè)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)部門之間的聯(lián)系，使兩者在語(yǔ)言上實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)和統(tǒng)一。這樣，就使得用戶可以克服計(jì)算機(jī)語(yǔ)言方面的障礙，徹底擺脫對(duì)計(jì)算機(jī)軟件人員的依賴。因?yàn)椴僮鬟^(guò)程是人機(jī)會(huì)話式輸入，始終有菜單提示和提供選擇，所以，工程技術(shù)專家只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)短的培訓(xùn)(通常為2～5天)，就可以理解和掌握這種軟件的使用，從而按照自己的設(shè)計(jì)意圖和習(xí)慣方法使用本發(fā)明的控制工作站對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效控制，也可以應(yīng)用本發(fā)明對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行操作控制。
由于本發(fā)明的控制主機(jī)是通用高級(jí)微計(jì)算機(jī)，它還可以通過(guò)其下側(cè)控制柜中的RS-232串行口直接與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，完成全網(wǎng)協(xié)調(diào)操作或資源共享等操作。也可以通過(guò)另一個(gè)RS-422遠(yuǎn)程通信接口，與裝在工業(yè)裝置就近位置的介面站(箱)一一連通，這些介面站(箱)里都安裝有接口介面(又稱工業(yè)控制器)，它們又通過(guò)各種數(shù)字的和模擬的集成模擬和各種輸入(采集)數(shù)據(jù)單元或輸出(執(zhí)行)數(shù)據(jù)單元逐一聯(lián)通，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的控制系統(tǒng)。每一個(gè)采集裝置單元或執(zhí)行動(dòng)作裝置被聯(lián)入以本發(fā)明為中心控制系統(tǒng)后，就成為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)外圍設(shè)備，接收本發(fā)明控制站的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)，使整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)(或?qū)嶒?yàn))過(guò)程能夠進(jìn)入最佳工況調(diào)節(jié)和控制。
如果工業(yè)裝置規(guī)模較小，也可以只使用本發(fā)明下部控制柜里的接口介面與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感和執(zhí)行元件相連接，構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制中心，而不必啟用串行接口。再者，本發(fā)明裝有的UPS電源可以確保控制主機(jī)及其配套裝置的供電需要和正常工作。
由于本發(fā)明的硬件配置“PAEGON”軟件，有效地解決了工程技術(shù)人員不太熟悉計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，而軟件技術(shù)人員又不甚掌握專業(yè)知識(shí)的行業(yè)隔閡難題，使得工程技術(shù)人員可以象掌握使用普通機(jī)電設(shè)備一樣地熟練操作本發(fā)明這樣的高技術(shù)產(chǎn)品裝備，同時(shí)賦予其各種高級(jí)控制應(yīng)用功能。從某種角度上說(shuō)，使用本發(fā)明甚至比一般常規(guī)的機(jī)電設(shè)備更加簡(jiǎn)單和方便，因?yàn)?，它是采用人機(jī)會(huì)話式交互型操作，又有進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)和控制的智能化操作，為提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)機(jī)電裝置的機(jī)電一體化技術(shù)改造提供了一項(xiàng)新的技術(shù)裝備。需要指出的是，本發(fā)明也可以配置其他毋需軟件設(shè)計(jì)人員介入的高級(jí)過(guò)程控制軟件包，而不只是局限于PARGON這一種。
本發(fā)明的又一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是全部控制設(shè)備都裝在一個(gè)豎式立柜中，底部又裝有萬(wàn)向腳輪，可以很方便地裝車運(yùn)輸和在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝就位。抽出鍵盤(pán)托板后即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)控，靈活簡(jiǎn)便，尤其適合需要經(jīng)常在戶外或野外遷涉轉(zhuǎn)移作業(yè)的石油地質(zhì)勘探、礦山采掘、電站等大型施工現(xiàn)場(chǎng)管理等場(chǎng)合使用。
本發(fā)明已經(jīng)在我國(guó)南疆油田的勘探、開(kāi)采作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作試驗(yàn)實(shí)施，取得了滿意效果。
權(quán)利要求
1.一種通用型工業(yè)過(guò)程控制站，外型為一個(gè)長(zhǎng)×寬×高為600×800×1735立方毫米的框式控制柜1，底部裝有可以使整個(gè)控制柜靈活移動(dòng)的萬(wàn)向腳輪2，其特點(diǎn)是全部控制設(shè)備都呈豎直排列安放在柜1中的各層中，頂部是作為控制主機(jī)顯示器的18″彩色監(jiān)視器3，其下方依次是裝有80287或80387協(xié)處理器的通用高級(jí)微型計(jì)算機(jī)4，也即控制主機(jī)和其輸入裝置一鍵盤(pán)5，該微機(jī)的內(nèi)存里裝有“PARGON”工業(yè)過(guò)程控制通用軟件，擱置鍵盤(pán)的那一層木板下方是一個(gè)可以向外抽出或向里推入活動(dòng)托板6，其下部是控制柜7；前側(cè)裝有UPS電源和用于站內(nèi)控制的1～3個(gè)工業(yè)控制器(也稱接口介面)，后側(cè)裝有電源輸入插座，一個(gè)聯(lián)接打印機(jī)的并行接口，一個(gè)遠(yuǎn)程通信的RS232串行接口和一個(gè)聯(lián)接其他介面站的RS422或RS485遠(yuǎn)程通信接口。
2.如權(quán)利要求1所述的通用型工業(yè)過(guò)程控制站，其特征在于下側(cè)控制柜里安裝的工業(yè)控制器是美國(guó)生產(chǎn)的OPTO22型的。
全文摘要
一種通用型工業(yè)過(guò)程控制站，外形為框式控制柜，底部裝有萬(wàn)向腳輪，全部控制設(shè)備豎直排列在柜中各層，有彩色監(jiān)視器，高級(jí)通用微機(jī)、鍵盤(pán)與裝有UPS電源、接口介面、申行和并行接口的控制柜。主機(jī)中裝有PARGON過(guò)程控制通用軟件，使工程技術(shù)人員擺脫對(duì)軟件人員的依賴，可直接把設(shè)計(jì)意圖和控制策略用人機(jī)會(huì)話方式輸入控制站，自行生成應(yīng)用軟件，并進(jìn)行檢驗(yàn)和模擬，使生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)入最佳工況。結(jié)構(gòu)緊湊、移動(dòng)靈便，尤適合野外流動(dòng)性強(qiáng)的場(chǎng)合應(yīng)用。
文檔編號(hào)G12B9/02GK1062987SQ9011000
公開(kāi)日1992年7月22日 申請(qǐng)日期1990年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月27日
發(fā)明者石行, 姚瑞君 申請(qǐng)人:北京市西城區(qū)新開(kāi)通用試驗(yàn)廠