本實用新型專利技術屬于自動控制技術領域，涉及一種基于以太網和CC-Link的啤酒生產自動化控制系統，包括中央監控系統、作為各個分部控制器的本地站及分布在各個子生產線上的遠程I/O站和遠程設備站，在每條子生產線的所有本地站中，設定一個本地站為本條子生產線的主站，其他的本地站作為從站，從站還包括分布在各個子生產線上的遠程I/O站和遠程設備站；位于同一條子生產線上的所有的從站與相應的主站之間通過CC-Link現場總線相連，每個主站都通過各自的以太網模塊及交換機與中央監控系統相連。本實用新型專利技術可以實現對整個系統各個分部間的協調聯動，處理故障和報警等，提高生產效率和生產質量。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種工業控制系統，特別是涉及基于以太網和CC-Link技術的啤酒生產自動化控制系統。
技術介紹
目前，我國已經成為世界上第一啤酒生產和銷售大國，但啤酒生產的自動化水平比較落后，大部分處于手動和半自動的控制，產品質量參差不齊，生產效率較低，自動化水平遠遠落后于國外發達國家。為了提高生產效率和生產質量，需要啤酒生產過程中的各控制分部之間實現信息通信，實現協同聯動，組成一個完整的、統一協調工作的有機整體。同時建立啤酒生產的遠程監控系統，可以實時監控生產過程，且便于生產管理。因此，建立有效的工業網絡結構和·結構合理的信息傳輸機制，是實現啤酒生產自動化控制系統急待解決的問題。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種基于以太網和CC-Link技術的啤酒生產自動化控制系統，以解決上述技術問題。其采用的技術方案是—種基于以太網和CC-Link的啤酒生產自動化控制系統,應用于包括多條子生產線的啤酒生產系統，在每條子生產線上分為多個分部，所述的啤酒生產自動化控制系統包括中央監控系統、作為各個分部控制器的本地站及分布在各個子生產線上的遠程I/O站和遠程設備站，在每條子生產線的所有本地站中，設定一個本地站為本條子生產線的主站，其他的本地站作為從站，從站還包括分布在各個子生產線上的遠程I/O站和遠程設備站；位于同一條子生產線上的所有的從站與相應的主站之間通過CC-Link現場總線相連，主站除完成本分部的控制要求外，還負責整條生產線的信息通信與協調，各個分部的其他本地站在主站的控制信息協調下，按照工藝要求，完成該分部設備的具體控制功能，并將該分部的狀態信息傳送到主站；每個主站都通過各自的以太網模塊及交換機與中央監控系統相連。作為優選實施方式，所述的啤酒生產系統包括釀造工藝過程子生產線和灌裝傳動過程子生產線，與此相對應，所述的啤酒生產自動化控制系統包括釀造工藝生產過程控制系統和灌裝傳動生產線運動控制系統；所述的釀造工藝過程子生產線包括制麥、糖化、過濾、發酵和儲存分部，所述的灌裝傳動過程子生產線包括理瓶、清洗、灌裝、打蓋、金檢、貼標和供箱分部，相應地，每個分部設立一個本地站。在本技術提供的啤酒生產自動化控制系統中，通過CC-Link現場總線，各個獨立的分部組成現場總線控制系統，形成一個統一的能夠協調聯動的系統。由主站PLC實現與從站的信息交換，協調各從站的狀態信息，實現對整個系統各個分部間的協調聯動，處理故障和報警等。而各從站PLC在主站的控制信息協調下實現對該分部設備的控制，并將該分部的狀態信息傳送到主站。附圖說明圖I為系統結構示意圖。圖2為應用以太網模塊實現外部PC機與主站PLC CPU的通信示意圖。圖3為以太網模塊與外部PC機進行通信的數據格式。圖4為CC-Link主站與本地站通信結構圖。圖5為CC-Link主站與遠程站通信結構圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術做詳細說明如圖I所示為系統的結構示意圖。整個啤酒生產過程控制系統采用以太網和CC-Link現場總線相結合的通信方式。每條子生產線都有一個主站。主站負責CC-Link現場總線系統的管理，并由以太網模塊，通過相關IP地址和端口號等通信參數的設置和通信協議的選擇，將數據傳經交換機與中央控制系統的PC機實現通信。中央控制系統的PC機通過以太網通信技術實現組態系統與現場設備的高速數據通信。PC機實時采集并顯示現場設備的運行數據并處理，同時通過有權限的操作者在組態系統中的操作，也可以控制現場設備的運行。在CC-Link現場總線系統中，每個子生產線都有一個主站，主站的站號為O。主站除完成本分部的控制要求外，還要負責整條生產線的信息通信與協調。其他掛接在總線上的設備根據物理連接順序，依次進行站號的設置。主站以外的站為從站。本地站作為該分部的控制器，完成該分部的工藝控制要求。其他的從站還包括由只能處理位信息的遠程I/O站和只能處理字與位信息的遠程設備站組成的遠程站。為避免因為總線的距離較長、傳輸速度較快的情況下，由于外界環境干擾出現傳輸信號的奇偶校驗位出錯等傳輸質量下降的情況，在總線的始末兩端需接入終端電阻。中央監控系統PC機通過組態系統監控現場設備的運行，對用戶權限進行設定，實現自動運行和手動控制，實現上位機操作整個生產線進行逆工序順序的啟動和順工序順序的停機，繪制實時曲線和歷史曲線，保存歷史數據，對故障和報警進行顯示和處理。啤酒釀造工藝生產過程控制系統包括制麥、糖化、過濾、發酵、儲存等分部。其中制麥分部作為主站，采用一臺過程控制PLC CPU實現制麥分部液位、溫度、流量等過程量及狀態量的監測與控制和CC-Link總線的管理，并通過安裝在主站基板上的以太網模塊與中央監控系統進行信息通信，將數據高速上傳到中央監控系統進行分析，同時將中央監控系統發出的控制命令送到控制器。其他站則為這條生產線的從站，通過CC-Iink現場總線實現與主站的通信，并按照工藝要求，完成該分部設備的具體控制功能。啤酒灌裝傳動生產線運動控制系統包括理瓶、清洗、灌裝、打蓋、金檢、貼標和供箱等分部。其中，理瓶分部作為主站，采用一臺運動控制PLC CPU負責理瓶分部伺服系統的控制和CC-Link總線的管理，并通過安裝在主站基板上的以太網模塊與中央監控系統進行信息通信，將數據高速上傳到中央監控系統進行分析，同時將中央監控系統發出的控制命令送到控制器。其他站作為這條生產線的從站，通過CC-Link現場總線實現與主站的通信，并按照工藝要求，完成該分部設備的具體控制功能。基于上述結構，網絡層應用以太網模塊連接中央監控系統PC機與主站的PLCCPU，通過TCP/IP或者UDP/IP通信協議實現計算機組態監控系統與生產線之間的數據通信，構成網絡層，由監控系統實現對各分部控制系統的監控。在啤酒生產自動化控制系統中，利用以太網模塊的固定緩沖存儲區，可以實現PLC CPU與計算機之間的數據通信。設計時采用固定緩沖存儲區通信中的無順序的控制方法進行通信，固定緩沖存儲器為IK字X 16個；模塊與交換機之間的連接采用雙絞屏蔽(STR)電纜；這種通信方式可以傳送的二進制數為2046字。為實現中央監控系統PC機與主站的PLC CPU的通訊，需要在PLC CPU中設置以太網模塊的網絡號、組號、站號等參數，設置以太網模塊的IP地址和通信數據格式，設置通信協議、通信的端口號和IP地址，并且在組態系統中建立與之匹配的IP地址和端口號。 控制層以PLC作為控制核心，控制生產線的設備運行。采用CC-Link現場總線技術，通過CC-Link總線使主站與本地站、遠程站連接成總線結構，實現主站與遠程站的通信，與本地站的通信。CC-Link現場總線是一種開放式現場總線，具有使用簡單、節省成本、性能優越可靠。安裝維護簡單，柔性設計等優點。能夠提高接線效率，很容易的高速發送和接受數據，通過多個PLC CPU的連接，可形成現場總線系統，實現彼此間的協調控制。它最多支持64個從站，最高可達IOMbps速度。在啤酒生產自動化控制系統中，通過CC-Link現場總線，各個獨立的分部組成現場總線控制系統，形成一個統一的能夠協調聯動的系統。由主站PLC實現與從站的信息交換，協調各從站的狀態信息，實現對整個系統各個分部間的協調聯動，處理故障和報警本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于以太網和CC？Link的啤酒生產自動化控制系統，應用于包括多條子生產線的啤酒生產系統，在每條子生產線上分為多個分部，所述的啤酒生產自動化控制系統包括中央監控系統、作為各個分部控制器的本地站及分布在各個子生產線上的遠程I/O站和遠程設備站，其特征在于，在每條子生產線的所有本地站中，設定一個本地站為本條子生產線的主站，其他的本地站作為從站，從站還包括分布在各個子生產線上的遠程I/O站和遠程設備站；位于同一條子生產線上的所有的從站與相應的主站之間通過CC？Link現場總線相連，主站除完成本分部的控制要求外，還負責整條生產線的信息通信與協調，各個分部的其他本地站在主站的控制信息協調下，按照工藝要求，完成該分部設備的具體控制功能，并將該分部的狀態信息傳送到主站；每個主站都通過各自的以太網模塊及交換機與中央監控系統相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：董峰，張天俠，袁浩，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：實用新型
國別省市：
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