一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括安裝有工控組態(tài)軟件的監(jiān)控中心上位機(jī)、Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊、Profibus現(xiàn)場總線、若干個(gè)對蒸餾水機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(hào)采集裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置；所述Profibus總線控制終端包括控制器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)融合處理器、光電耦合器、Profibus總線收發(fā)器和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，自動(dòng)化程度高，工作能夠?qū)φ麴s水生產(chǎn)過程進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，從根本上保證了蒸餾水生產(chǎn)質(zhì)量，降低了運(yùn)行成本。
【專利說明】一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)藥用高效蒸餾水機(jī)是各醫(yī)藥行業(yè)不可缺少的設(shè)備，隨著我國醫(yī)藥行業(yè)的迅猛發(fā)展，其對基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)備一蒸餾水機(jī)的需求也在不斷擴(kuò)大，而蒸餾水作為醫(yī)藥行業(yè)的基本注射用水，其質(zhì)量的意義更是不言而喻。但從目前國內(nèi)醫(yī)藥生產(chǎn)發(fā)展水平來看，多數(shù)制藥廠的生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備、生產(chǎn)環(huán)境、質(zhì)量控制等都不符合要求。
[0003]蒸餾水機(jī)的數(shù)學(xué)模型較為復(fù)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(guān)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(qiáng)烈干擾源。因而若想建立精確的數(shù)學(xué)模型十分困難。在蒸餾水生產(chǎn)過程中特別需要控制兩個(gè)重要參數(shù)。一個(gè)為蒸餾水在出口處每平方厘米的電導(dǎo)，即電導(dǎo)率；另一個(gè)是蒸餾水在出口處的溫度，簡稱出口溫度。電導(dǎo)率一般用調(diào)節(jié)原料水的閥門開度來控制；出口溫度一般用調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器的蒸汽流量來控制。當(dāng)蒸汽流量增加時(shí)使出口溫度增加，同時(shí)也使電導(dǎo)率減小。同樣原料水閥門開度的變化也會(huì)引起電導(dǎo)率和出口溫度的變化。目前，許多蒸餾水生產(chǎn)設(shè)備的這兩個(gè)參數(shù)大都是處于手動(dòng)(或人工)控制狀態(tài)，導(dǎo)致蒸餾水的質(zhì)量往往不滿足要求。因而，設(shè)計(jì)一種實(shí)時(shí)、高效的蒸餾水機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是提高醫(yī)藥質(zhì)量、減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的重要保證。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，自動(dòng)化程度高，工作能夠?qū)φ麴s水生產(chǎn)過程進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，從根本上保證了蒸餾水生產(chǎn)質(zhì)量，降低了運(yùn)行成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝有工控組態(tài)軟件的監(jiān)控中心上位機(jī)、Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊、Profibus現(xiàn)場總線、若干個(gè)對蒸餾水機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(hào)采集裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置；所述蒸餾水機(jī)包括工業(yè)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(fā)器在內(nèi)的多個(gè)蒸發(fā)器；所述信號(hào)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(gè)所述蒸發(fā)器上用于檢測蒸發(fā)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(dǎo)率以判斷所述蒸餾水質(zhì)量好壞的溫度傳感器三和電導(dǎo)率傳感器；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置包括冷卻水泵、若干個(gè)電磁閥和用于在Profibus總線控制終端的控制下調(diào)節(jié)冷卻水泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)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(diào)節(jié)閥、純汽輸出管道調(diào)節(jié)閥、凝結(jié)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(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)融合處理器、光電耦合器、Profibus總線收發(fā)器和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路；所述數(shù)據(jù)融合處理器、光電耦合器和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路均與控制器相接，所述數(shù)據(jù)采集電路分別與信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)融合處理器相接，所述Profibus總線收發(fā)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(dǎo)率傳感器均與信號(hào)調(diào)理電路相接，所述Profibus總線收發(fā)器與Profibus現(xiàn)場總線相接，所述電磁閥與電磁閥驅(qū)動(dòng)電路相接，所述變頻器分別與控制器和冷卻水泵相機(jī)，所述Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊分別與監(jiān)控中心上位機(jī)和Profibus現(xiàn)場總線相接。
[0006]上述一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述數(shù)據(jù)融合處理器為ARM微處理器。
[0008]上述一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]1.控制實(shí)時(shí)性能好,監(jiān)控界面生動(dòng)準(zhǔn)確。
[0013]2.電路簡單高效，抗干擾能力強(qiáng)。
[0014]3.電纜線少，便于應(yīng)用，成本低。
[0015]綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，自動(dòng)化程度高，工作能夠?qū)φ麴s水生產(chǎn)過程進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，從根本上保證了蒸餾水生產(chǎn)質(zhì)量，降低了運(yùn)行成本。
[0016]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的Profibus總線控制終端電路原理框圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明:
[0020]I一監(jiān)控中心上位機(jī)；2 — Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊；
[0021]3一Profibus現(xiàn)場總線；4一Profibus總線控制終端；4_1一控制器；
[0022]4-2—信號(hào)調(diào)理電路；4-3—數(shù)據(jù)采集電路；4_4 一數(shù)據(jù)融合處理器；
[0023]4-5一光電稱合器； 4-6 —Profibus總線收發(fā)器；4-7 —電磁閥驅(qū)動(dòng)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(dǎo)率傳感器； 12—變頻器；13—冷卻水泵；
[0027]14一電磁閥?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括安裝有工控組態(tài)軟件的監(jiān)控中心上位機(jī)1、Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊2、Profibus現(xiàn)場總線3、若干個(gè)對蒸懼水機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(hào)采集裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置；所述蒸餾水機(jī)包括工業(yè)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(fā)器在內(nèi)的多個(gè)蒸發(fā)器；所述信號(hào)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(gè)所述蒸發(fā)器上用于檢測蒸發(fā)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(dǎo)率以判斷所述蒸餾水質(zhì)量好壞的溫度傳感器三10和電導(dǎo)率傳感器11 ;所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置包括冷卻水泵13、若干個(gè)電磁閥14和用于在Profibus總線控制終端4的控制下調(diào)節(jié)冷卻水泵13的轉(zhuǎn)速進(jìn)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(diào)節(jié)閥、純汽輸出管道調(diào)節(jié)閥、凝結(jié)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(hào)調(diào)理電路4-2、數(shù)據(jù)采集電路4_3、數(shù)據(jù)融合處理器4-4、光電耦合器4-5、Profibus總線收發(fā)器4_6和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路4_7 ;所述數(shù)據(jù)融合處理器4-4、光電耦合器4-5和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路4-7均與控制器4-1相接，所述數(shù)據(jù)采集電路4-3分別與信號(hào)調(diào)理電路4-2和數(shù)據(jù)融合處理器4-4相接，所述Profibus總線收發(fā)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(dǎo)率傳感器11均與信號(hào)調(diào)理電路4-2相接，所述Profibus總線收發(fā)器4_6與Profibus現(xiàn)場總線3相接,所述電磁閥14與電磁閥驅(qū)動(dòng)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(jī)，所述Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊2分別與監(jiān)控中心上位機(jī)I和Profibus現(xiàn)場總線3相接。
[0029]本實(shí)施例中，所述控制器4-1為PLC可編程控制器。
[0030]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)融合處理器4-4為ARM微處理器。
[0031 ] 本實(shí)施例中，所述液位傳感器9為浮球式液位傳感器。
[0032]本實(shí)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(shí)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(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20。
[0034]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝有工控組態(tài)軟件的監(jiān)控中心上位機(jī)(I)、Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊(2)、Profibus現(xiàn)場總線(3)、若干個(gè)對蒸懼水機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(hào)采集裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置；所述蒸餾水機(jī)包括工業(yè)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(fā)器在內(nèi)的多個(gè)蒸發(fā)器；所述信號(hào)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(gè)所述蒸發(fā)器上用于檢測蒸發(fā)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(dǎo)率以判斷所述蒸餾水質(zhì)量好壞的溫度傳感器三(10)和電導(dǎo)率傳感器(11);所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置包括冷卻水泵(13)、若干個(gè)電磁閥(14)和用于在Profibus總線控制終端(4)的控制下調(diào)節(jié)冷卻水泵(13)的轉(zhuǎn)速進(jìn)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(diào)節(jié)閥、純汽輸出管道調(diào)節(jié)閥、凝結(jié)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(hào)調(diào)理電路(4-2)、數(shù)據(jù)采集電路(4-3)、數(shù)據(jù)融合處理器(4-4)、光電耦合器(4-5)、Profibus總線收發(fā)器(4-6)和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(4_7);所述數(shù)據(jù)融合處理器(4-4)、光電耦合器(4-5)和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(4-7)均與控制器(4-1)相接，所述數(shù)據(jù)采集電路(4-3)分別與信號(hào)調(diào)理電路(4-2)和數(shù)據(jù)融合處理器(4-4)相接，所述Profibus總線收發(fā)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(dǎo)率傳感器(11)均與信號(hào)調(diào)理電路(4-2)相接,所述Profibus總線收發(fā)器(4_6)與Profibus現(xiàn)場總線(3)相接，所述電磁閥(14)與電磁閥驅(qū)動(dòng)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(jī)，所述Profibus總線/RS232轉(zhuǎn)換模塊(2)分別與監(jiān)控中心上位機(jī)(I)和Profibus現(xiàn)場總線(3)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(4-1)為PLC可編程控制器。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)融合處理器(4-4)為ARM微處理器。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(quán)利要求1或2所述的一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(quán)利要求1或2所述的一種基于現(xiàn)場總線的蒸餾水機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，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(shù)字溫度傳感器芯片DS18B20。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203658800SQ201320673802
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】侯鵬 申請人:西安眾智惠澤光電科技有限公司