基于现场总线的蒸馏水机监控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于现场总线的蒸馏水机监控方法，包括以下步骤：步骤一，建立通讯连接：多个布设在蒸馏水机工作现场的Profibus总线控制终端与布设在远程监控中心的监控中心上位机通过Profibus现场总线建立通讯连接；步骤二，现场信号采集：采用若干信号采集装置对所述蒸馏水机的相关参数进行采集；步骤三，现场信号处理：采用Profibus总线控制终端对所述信号采集装置采集到的信号进行处理；步骤四，数据远程传送；步骤五，远程数据处理及控制命令发送；步骤六，控制命令执行。本发明专利技术简单有效、实时性能好、抗干扰能力强，工作能够对蒸馏水生产过程进行全程实时监控，从根本上保证了蒸馏水生产质量，降低了运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种监控方法，尤其是涉及一种基于现场总线的蒸馏水机监控方法。
技术介绍
医药用高效蒸馏水机是各医药行业不可缺少的设备,随着我国医药行业的迅猛发展,其对基础生产设备—蒸馏水机的需求也在不断扩大,而蒸馏水作为医药行业的基本注射用水,其质量的意义更是不言而喻。但从目前国内医药生产发展水平来看,多数制药厂的生产工艺、技术装备、生产环境、质量控制等都不符合要求。蒸馏水机的数学模型较为复杂，其热交换回路与主蒸汽压力、温度及原料水的压力、流量关系紧密，非线性且耦合紧密。另外，纯汽输出回路和冷却水回路都是热交换回路的强烈干扰源。因而若想建立精确的数学模型十分困难。在蒸馏水生产过程中特别需要控制两个重要参数。一个为蒸馏水在出口处每平方厘米的电导，即电导率；另一个是蒸馏水在出口处的温度，简称出口温度。电导率一般用调节原料水的阀门开度来控制；出口温度一般用调节进入热交换器的蒸汽流量来控制。当蒸汽流量增加时使出口温度增加，同时也使电导率减小。同样原料水阀门开度的变化也会引起电导率和出口温度的变化。目前，许多蒸馏水生产设备的这两个参数大都是处于手动(或人工)控制状态，导致蒸馏水的质量往往不满足要求。因而，设计一种实时、高效的蒸馏水机自动监控方法是提高医药质量、减轻工作人员劳动强度的重要保证。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于现场总线的蒸馏水机监控方法，能够对蒸馏水生产过程进行全程实时监控，从根本上保证了蒸馏水生产质量，降低了运行成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于现场总线的蒸馏水机监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立通讯连接：多个布设在蒸馏水机工作现场的Profibus总线控制终端与布设在远程监控中心的监控中心上位机通过Profibus现场总线建立通讯连接；多个所述Profibus总线控制终端均直接与所述Profibus现场总线相接，所述监控中心上位机与Profibus现场总线之间连接有Profibus总线/RS232转换模块，以实现通信协议的转换；步骤二，现场信号采集：采用若干信号采集装置对所述蒸馏水机的相关参数进行采集；所述蒸馏水机包括工业主蒸汽入口、蒸馏水出口、主蒸汽管道和通过纯汽输出管道依次连接的包括一效蒸发器在内的多个蒸发器；所述信号采集装置包括安装在所述主蒸汽管道上的第一温度传感器和压力传感器、安装在所述纯汽输出管道上的第二温度传感器和流量传感器、安装在多个所述蒸发器上的液位传感器和安装在所述蒸馏水出口处的第三温度传感器和电导率传感器；所述参数采集过程包括：采用所述第一温度传感器和压力传感器分别采集所述主蒸汽管道中主蒸汽的第一温度信号和压力信号；采用所述第二温度传感器和流量传感器分别采集所述纯汽输出管道中二次蒸汽的第二温度信号和流量信号；采用多个所述液位传感器分别采集多个所述蒸发器的水位信号；采用所述第三温度传感器和电导率传感器分别采集所述蒸馏水的第三温度信号和电导率信号；步骤三，现场信号处理：采用Profibus总线控制终端对所述信号采集装置采集到的信号进行处理；所述Profibus总线控制终端包括依序相接的信号调理电路、数据采集电路、数据融合处理器、控制器和电磁阀驱动电路、与所述控制器相接的光电耦合器以及与所述光电耦合器相接的Profibus总线收发器；所述信号处理过程为：所述信号调理电路对所述第一温度信号、第二温度信号、第三温度信号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号分别进行放大、滤波处理，然后传输给所述数据采集电路；所述第一温度传感器、压力传感器、第二温度传感器、流量传感器、液位传感器、第三温度传感器和电导率传感器均与所述信号调理电路相接；所述数据采集电路对接收到的信号进行采样保持和A/D转换处理，然后传输给所述数据融合处理器；所述数据融合处理器对接收到的信号采用神经网络信息融合算法进行数据融合处理，然后传输给所述控制器；步骤四，数据远程传送：所述控制器接收到所述数据融合处理器传送来的数据后，经所述光电耦合器隔离后转换成光信号，然后传输给所述Profibus总线收发器，所述Profibus总线收发器将所述光信号转换成符合Profibus总线标准的信号，然后通过所述Profibus现场总线传输给所述监控中心上位机；步骤五，远程数据处理及控制命令发送：所述监控中心上位机对接收到的第一温度信号、第二温度信号、第三温度信号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号分别与预先给定的温度数据、压力数据、流量数据、水位数据和电导率数据进行比较，若任一信号与给定数据之差超过允许误差范围，则所述监控中心上位机通过所述Profibus现场总线向所述控制器发出相应控制命令；反之，返回步骤二；步骤六，控制命令执行：所述控制器接收到所述控制命令后，一方面通过所述电磁阀驱动电路对安装在所述蒸馏水机上的各电磁阀进行调节，以保证所述第一温度信号、第二温度信号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号符合要求；另一方面通过变频器对冷却水泵的转速进行调节，以保证所述蒸馏水出口的第三温度信号符合要求；所述电磁阀包括主蒸汽管道调节阀、纯汽输出管道调节阀、凝结水排除阀、浓缩水排除阀、不凝汽体排出阀和蒸馏水出口控制阀，所述变频器分别与所述控制器和冷却水泵相接。上述基于现场总线的蒸馏水机监控方法，其特征是：所述数据融合处理器为ARM微处理器。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：简单有效、实时性能好、抗干扰能力强，工作能够对蒸馏水生产过程进行全程实时监控，从根本上保证了蒸馏水生产质量，降低了运行成本。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术包括以下步骤：步骤一，建立通讯连接：多个布设在蒸馏水机工作现场的Profibus总线控制终端与布设在远程监控中心的监控中心上位机通过Profibus现场总线建立通讯连接；多个所述Profibus总线控制终端均直接与所述Profibus现场总线相接，所述监控中心上位机与Profibus现场总线之间连接有Profibus总线/RS232转换模块，以实现通信协议的转换；步骤二，现场信号采集：采用若干信号采集装置对所述蒸馏水机的相关参数进行采集；所述蒸馏水机包括工业主蒸汽入口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于现场总线的蒸馏水机监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立通讯连接：多个布设在蒸馏水机工作现场的Profibus总线控制终端与布设在远程监控中心的监控中心上位机通过Profibus现场总线建立通讯连接；多个所述Profibus总线控制终端均直接与所述Profibus现场总线相接，所述监控中心上位机与Profibus现场总线之间连接有Profibus总线/RS232转换模块，以实现通信协议的转换；步骤二，现场信号采集：采用若干信号采集装置对所述蒸馏水机的相关参数进行采集；所述蒸馏水机包括工业主蒸汽入口、蒸馏水出口、主蒸汽管道和通过纯汽输出管道依次连接的包括一效蒸发器在内的多个蒸发器；所述信号采集装置包括安装在所述主蒸汽管道上的第一温度传感器和压力传感器、安装在所述纯汽输出管道上的第二温度传感器和流量传感器、安装在多个所述蒸发器上的液位传感器和安装在所述蒸馏水出口处的第三温度传感器和电导率传感器；所述参数采集过程包括：采用所述第一温度传感器和压力传感器分别采集所述主蒸汽管道中主蒸汽的第一温度信号和压力信号；采用所述第二温度传感器和流量传感器分别采集所述纯汽输出管道中二次蒸汽的第二温度信号和流量信号；采用多个所述液位传感器分别采集多个所述蒸发器的水位信号；采用所述第三温度传感器和电导率传感器分别采集所述蒸馏水的第三温度信号和电导率信号；步骤三，现场信号处理：采用Profibus总线控制终端对所述信号采集装置采集到的信号进行处理；所述Profibus总线控制终端包括依序相接的信号调理电路、数据采集电路、数据融合处理器、控制器和电磁阀驱动电路、与所述控制器相接的光电耦合器以及与所述光电耦合器相接的Profibus总线收发器；所述信号处理过程为：所述信号调理电路对所述第一温度信号、第二温度信号、第三温度信号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号分别进行放大、滤波处理，然后传输给所述数据采集电路；所述第一温度传感器、压力传感器、第二温度传感器、流量传感器、液位传感器、第三温度传感器和电导率传感器均与所述信号调理电路相接；所述数据采集电路对接收到的信号进行采样保持和A/D转换处理，然后传输给所述数据融合处理器；所述数据融合处理器对接收到的信号采用神经网络信息融合算法进行数据融合处理，然后传输给所述控制器；步骤四，数据远程传送：所述控制器接收到所述数据融合处理器传送来的数据后，经所述光电耦合器隔离后转换成光信号，然后传输给所述Profibus总线收发器，所述Profibus总线收发器将所述光信号转换成符合Profibus总线标准的信号，然后通过所述Profibus现场总线传输给所述监控中心上位机；步骤五，远程数据处理及控制命令发送：所述监控中心上位机对接收到的第一温度信号、第二温度信号、第三温度信号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号分别与预先给定的温度数据、压力数据、流量数据、水位数据和电导率数据进行比较，若任一信号与给定数据之差超过允许误差范围，则所述监控中心上位机通过所述Profibus现场总线向所述控制器发出相应控制命令；反之，返回步骤二；步骤六，控制命令执行：所述控制器接收到所述控制命令后，一方面通过所述电磁阀驱动电路对安装在所述蒸馏水机上的各电磁阀进行调节，以保证所述第一温度信号、第二温度信号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号符合要求；另一方面通过变频器对冷却水泵的转速进行调节，以保证所述蒸馏水出口的第三温度信号符合要求；所述电磁阀包括主蒸汽管道调节阀、纯汽输出管道调节阀、凝结水排除阀、浓缩水排除阀、不凝汽体排出阀和蒸馏水出口控制阀，所述变频器分别与所述控制器和冷却水泵相接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于现场总线的蒸馏水机监控方法，其特征在于，包括以下步
骤：
步骤一，建立通讯连接：多个布设在蒸馏水机工作现场的Profibus总
线控制终端与布设在远程监控中心的监控中心上位机通过Profibus现场
总线建立通讯连接；多个所述Profibus总线控制终端均直接与所述
Profibus现场总线相接，所述监控中心上位机与Profibus现场总线之间连
接有Profibus总线/RS232转换模块，以实现通信协议的转换；
步骤二，现场信号采集：采用若干信号采集装置对所述蒸馏水机的相
关参数进行采集；所述蒸馏水机包括工业主蒸汽入口、蒸馏水出口、主蒸
汽管道和通过纯汽输出管道依次连接的包括一效蒸发器在内的多个蒸发
器；所述信号采集装置包括安装在所述主蒸汽管道上的第一温度传感器和
压力传感器、安装在所述纯汽输出管道上的第二温度传感器和流量传感
器、安装在多个所述蒸发器上的液位传感器和安装在所述蒸馏水出口处的
第三温度传感器和电导率传感器；所述参数采集过程包括：
采用所述第一温度传感器和压力传感器分别采集所述主蒸汽管道中
主蒸汽的第一温度信号和压力信号；
采用所述第二温度传感器和流量传感器分别采集所述纯汽输出管道
中二次蒸汽的第二温度信号和流量信号；
采用多个所述液位传感器分别采集多个所述蒸发器的水位信号；
采用所述第三温度传感器和电导率传感器分别采集所述蒸馏水的第
三温度信号和电导率信号；
步骤三，现场信号处理：采用Profibus总线控制终端对所述信号采集
装置采集到的信号进行处理；所述Profibus总线控制终端包括依序相接的
信号调理电路、数据采集电路、数据融合处理器、控制器和电磁阀驱动电
路、与所述控制器相接的光电耦合器以及与所述光电耦合器相接的
Profibus总线收发器；所述信号处理过程为：
所述信号调理电路对所述第一温度信号、第二温度信号、第三温度信
号、压力信号、流量信号、水位信号和电导率信号分别进行放大、...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏，
申请(专利权)人：西安众智惠泽光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61