[发明专利]一种带自诊断功能的智能气动系统

说明书

本发明旨在提供一种具备自诊断、自恢复特性、兼容多种通信协议、系统可扩展性强的带自诊断功能的智能气动系统。本发明系统包括完整的闭环气动系统，包含了气动控制、执行和检测组件等，特别是在控制组件中，气动数据的实时采集、实时监测、在线分析模块，并能在系统运行过程中对检测数据进行智能分析和处理，然后实时给出反馈和诊断结果，该智能系统可以集成为自动化系统的子模块，也可以独立运行，而运行中的实时数据可以在本模块内部进行高效分析处理。本发明应用于自动化设备领域。

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别涉及一种带自诊断功能的智能气动系统。

背景技术

自动化产线中需要大量使用气动源，作为驱动执行元件，而自动化设备或产线中的气动控制系统是一大重要组成部分。但在传统的自动化设备中，气动控制、执行、检测的各类元器件相互独立，并共同集成于下位机总控中心（PLC或控制板）。各类元件与PLC或控制板分别进行驱动控制和数据通信，而所有运动、坐标和到位的信号都在PLC或控制板中的独立变量进行追踪。传统气动控制方式对数据的处理能力较低，需要直接连接PLC或控制板，并通过PLC的IO模块，动作控制和检测数据处理均在总控系统中进行，而处理数据方式比较受总控系统处理能力的限制，PLC大多处理些简单的数据信号、开关信号，如果需要进行进一步深度的数据分析，或涉及到复杂的计算或分析功能，则需要总控系统将数据上传至PC端上位机进行，而PC上位机中大多能进行简单的统计类分析，更复杂的数据处理需要离线专用工具。因此，总体上说，实时性差、数据处理能力不强。

传统的气动系统仅能满足自动化控制要求，而对设备故障或较复杂的工况，仅能被动接受控制指令。而集成于自动化设备时，系统复杂度进一步提高，一般仅能通过设备整体出现故障的现象，做分类筛选和排查才最终定位气动系统问题，而对于气动系统具体的根本原因则需要进一步实验更换零部件的方式最终确定故障根源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具备自诊断、自恢复特性、兼容多种通信协议、系统可扩展性强的带自诊断功能的智能气动系统。

本发明所述系统所采用的技术方案是：本发明包括气路、压力控制与检测组件、真空控制与检测组件以及气动执行元件，所述压力控制与检测组件和所述真空控制与检测组件设置在所述气路上，所述气动执行元件设置在所述气路的末端，所述气动系统还包括控制中心、IO模组或总线、数据处理中心及数据存储中心，所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件均通过所述IO模组或总线与所述控制中心电信号连接，所述控制中心均与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接，所述数据处理中心与所述数据存储中心之间双向通信，所述控制中心实时采集所述压力控制与检测组件、所述真空控制与检测组件以及所述气动执行元件的运行数据，所述控制中心将采集的数据上传至所述数据处理中心进行处理并发送至所述数据存储中心进行数据存储，检测各项数据是否存在异常，如发生异常，所述控制中心向发生异常的终端反馈。

进一步地，所述控制中心包括有即时通信协议模块、实时监控与分析模块、数据库模块及输出接口，所述即时通信协议模块与IO模组或总线通信连接，所述实时监控与分析模块对采集的数据进行分析、处理并反馈输出，所述输出接口与所述数据处理中心及所述数据存储中心连接。

又进一步地，所述IO模组或总线集成有若干种通信协议，该若干种通信协议包括但不限于OPC、CAN总线、EtherCAT、Profibus、Modbus和/或Ethernet/IP。

再进一步地，所述压力控制与检测组件包括但不限于设置在所述气路上的气动三联件、压力传感器、流量传感器、阀岛开关、稳压/减压阀和/或节流阀；所述真空控制与检测组件包括但不限于设置在所述气路上的真空发生器、真空传感器和/或微流量传感器；所述气动执行元件包括但不限于普通气缸、笔型气缸、精密气动滑台和/或电缸。

再更进一步地，所述IO模组或总线上还扩展有若干控制总线接口。