一种自动控制和智能装备系统

技术领域

本发明涉及生产制造控制技术领域，特别是涉及一种自动控制和智能装备系统。

背景技术

随着工业自动化和智能化的发展，实际生产制造过程中对数据的采集和控制要求越来越高。现有的生产设备的数据采集通常是在设备购置以后手工录入数据，不能实现设备静态、动态数据的实时采集，更不能实现现场相关动、静态数据的采集，因此仅做到局部自动控制，自动化程度低，这种情形下无法实施设备的智能管理和控制，更不能实现工厂全部设备的自动化和智能化，无法保证设备生产的产品质量和工艺的改进。

而随着智能化数字化以及电子、电气的快速发展，给动态数据的采样、智能分析、精准控制提供了广阔的市场需求，因此部分设备制造企业以多种方式涉入该领域和自动控制平台建设。例如通过S1500PLC进行压力、温度等数据进行采集并通过互联网传送到厂家管理平台进行数据分析，近而做到远程控制，而今已是数字、网络时代，工业制造对智能管理、智能制造有近迫切的需要。

然而，现有的手工录入数据无法保证产品质量，现有的数据采集方式采集和控制精度较低，实时性、准确性较差，急需改善，并改进生产工艺，提高产品质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种自动控制和智能装备系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种自动控制和智能装备系统，所述系统包括STM32自动控制终端、STM32数据采集发送终端、VC++工作服务平台、MATLAB智能管理平台和数据库；所述自动控制终端包括动态终端和静态终端；

所述动态终端与设备通过激光通讯连接，并以5G网和无线网接收所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台的数据，以对设备进行控制并进行实时动态数据的反馈；所述STM数据采集终端采集模拟、数字、视频信号和音频信号，并通过无线和5G网与所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台相连；所述静态终端通过I2C总线互连资源共享，并与所述STM32数据采集终端连接，以接收模拟和数字数据，并向所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台发送控制数据；所述动态终端和所述静态终端还均与所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台通过5G和无线网连接，以向所述VC++工作服务平台和MATLAB智能管理平台发送工作数据，并接收来自所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台的所述控制数据；所述数据库与所述VC++工作服务平台和MATLAB智能管理平台连接，所述数据库用于对工作数据进行存储、分析、处理和备份近，以实现控制过程建模，智能分析，精准控制，实时动态图形的输出。

优选地，所述数据库包括SQL数据库、ERP数据库和/或外部数据库。

优选地，所述工作数据包括模拟量、数字量和视频及音频信号。

优选地，所述STM32数据采集发送终端采样所述动态终端、所述静态终端和所述VC++工作服务平台的数字量进行分析处理并进行数据交互通信。

优选地，所述VC++工作服务平台接收所述STM32数据采集发送终端的工作数据，并调用所述数据库的数据进行分析处理，并和所述MATLAB智能管理平台数据交汇，以接收所述MATLAB智能管理平台的数据指令，并通过所述STM32数据采集发送终端进行智能控制。

优选地，所述MATLAB智能管理平台通过无线网和5G网与所述动态终端及所述VC++工作服务平台相连接进行数据交换，并发出智能控制指令。

优选地，所述动态终端、所述静态终端和所述STM32数据采集发送终端采用KEIL C语言和STM32系列单片机开发设计，所述VC++工作服务平台采用VC++语言开发设计，所述MATLAB智能管理平台采用MATLAB语言开发设计。

优选地，所述数据库采用SQL-SERVER语言设计动态数据库及外部数据库。

优选地，所述动态终端和所述静态终端采样所述设备及现场的模拟量、数字量，并进行存储和分析处理，并且向所述设备输出模拟量和开关量，以控制所述设备。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种自动控制和智能装备系统，所述系统包括STM32自动控制终端、STM32数据采集发送终端、VC++工作服务平台、MATLAB智能管理平台和数据库；所述自动控制终端包括动态终端和静态终端；所述动态终端与设备通过激光通讯连接，并以5G网和无线网接收所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台的数据，以对设备进行控制并进行实时动态数据的反馈；所述STM数据采集终端采集模拟、数字、视频信号和音频信号，并通过无线和5G网与所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台相连；所述静态终端通过I2C总线互连资源共享，并与所述STM32数据采集终端连接，以接收模拟和数字数据，并向所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台发送控制数据；所述动态终端和所述静态终端还均与所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台通过5G和无线网连接，以向所述VC++工作服务平台和MATLAB智能管理平台发送工作数据，并接收来自所述VC++工作服务平台和所述MATLAB智能管理平台的所述控制数据；所述数据库与所述VC++工作服务平台和MATLAB智能管理平台连接，所述数据库用于对工作数据进行存储、分析、处理和备份近，以实现控制过程建模，智能分析，精准控制，实时动态图形的输出。本发明实现设备管理动态数据分析处理平台功能，实现设备生产过程动态数据分析处理平台功能，实现设备性能指标动态数据分析处理平台功能能够在设备生产过程中动态采集数据并利用VC++设计的平台和数据库进行数据的分析处理，提高了数据处理的实时性、准确性，提高了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的采样控制系统原理图。

附图标记说明：

1-动态终端，2-静态终端，3-STM32数据采集发送终端，4-VC++工作服务平台，5-MATLAB智能管理平台，6-数据库。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种自动控制和智能装备系统，能够提高数据处理的实时性、准确性，并提高产品质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的采样控制系统原理图，如图1所示，本发明提供了一种基于STM32单片机和编程语言开发的自动控制和智能装备系统，所述系统包括STM32自动控制终端(分动态终端1和静态终端2两种)、STM32数据采集发送终端3、VC++工作服务平台4、MATLAB智能管理平台5和数据库6。所述动态终端1与设备通过5G网和无线网连接，以接收VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5的数据对设备进行控制并进行实时动态数据的反馈；所述STM数据采集终端采集模拟、数字、视频信号通过无线与VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5相连，通过I2C总线和与STM32自动控制终端连接(该静态终端2通过SPI总线和VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5连接)，以接收来自所述采样控制终端的数据，并向VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5发送控制数据，所述自动控制终端还与所述VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5连接，以向所述VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5发送所述工作数据，并接收来自所述VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5的所述控制数据；所述数据库6与所述VC++工作服务平台4和MATLAB智能管理平台5连接，用于对所述工作数据进行存储、分析、处理和备份，近而实现控制过程建模，智能分析，精准控制，实时动态图形输出。

通过构件一个完整的基于STM32单片机和编程语言开发的自动控制和智能装备系统，实现了设备实际工作数据的动态采集和处理，并可以实现对设备的实时控制，提高了数据处理的实时性、准确性，提高了设备的自动化水平，对数据进行了智能分析从而优化管理方案，提高了产品质量。

在本发明的其中一个实施例中，所述数据库6包括SQL数据库、ERP数据库和/或外部数据库。SQL数据库采用SQL SERVER进行开发设计，具有较好的数据处理能力，ERP数据库可以实现企业内部的业务处理，外部数据库可以实现与外部控制系统的联动，例如可以实现远程控制。

在本发明的其中一个实施例中，所述工作数据包括模拟量和数字量及音频和视频信号，所述STM32自动控制终端(动态终端1和静态终端2)获取所述设备的模拟量和数字量及音频和视频信号，并进行存储和分析处理，并且向所述设备输出模拟量和数字量以控制所述设备。设备在工作中通常产生和/或接收模拟量和数字量及音频和视频信号，STM32自动控制终端(动态终端1和静态终端2)采集设备的模拟量和开关量进行存储和分析，再向STM32数据采集发送终端3进行发送，也可以接收来自STM32数据采集发送终端3的控制数据，该控制数据也包括模拟量和开关量，以实现对设备的实时控制。所述设备至少为一台，可以根据实际需要相应地设置采样控制终端的数量与设备数量进行匹配，如附图1所示例举了数控车床和中频淬火机床。

在本发明的其中一个实施例中，所述VC++工作服务平台4对所述工作数据和所述控制数据进行分析管理，通过人工或自动数据库6进行数据调用、分析、处理和更新。也就是说，所述VC++工作服务平台4既可以实现人工数据处理，也可以实现自动数据处理，在设备实际工作中，有时需要技术人员手动输入数据对设备进行控制，VC++工作服务平台4通过人工和自动数据处理功能，可以实现对设备的灵活控制，有利于处理一些设备的突发状况，例如故障，增强了控制的灵活性和准确性，提高了产品的质量。

在本发明的其中一个实施例中，所述STM32自动控制终端(动态终端1和静态终端2)和所述STM32数据采集发送终端3采用KEIL C语言和STM32系列单片机开发设计，所述VC++工作服务平台4采用VC++语言开发设计。采用KEIL C语言开发单片机，以及采用VC++语言开发VC++工作服务平台4，方便实用，可以节省资源并实现良好的控制功能。

在本发明的其中一个实施例中，所述MATLAB智能管理平台5采用MATLAB语言开发设计，通过无线网和5G网与所述STM32自动控制终端(动态终端1)及所述VC++工作服务平台4相连接进行数据交换，并发出智能控制指令，用于对所述工作数据进行存储、分析、处理和备份，近而实现控制过程建模，智能分析，精准控制，实时动态图形输出。

在本发明的其中一个实施例中，所述STM32自动控制终端(动态终端1和静态终端2)和所述STM32数据采集发送终端3之间采用I2C总线不仅方便通讯，而且有利硬件资源共享，所述STM32数据采集发送终端3与所述VC++工作服务平台4之间采用SPI总线通讯，增强了控制信号的抗干扰能力，保证控制系统的稳定性，所述VC++工作服务平台4与所述MATLAB智能管理平台5采用5G和无线网通讯进行数据传输，以实现大容量数据和音频、视频信号的传送。设备工作现场环境可能是极其复杂的，采用无线和5G网通讯的方式可以减少布线，避免了在布线上付出大量的精力，并且由于不需要进行布线，设备可以不受布线影响，当然，也可以根据实际生产需要选择采用数据线进行数据的传输，这也是允许的，例如所述STM32数据采集发送终端3和VC++工作服务平台4之间可以采用数据线进行数据传输。

在本发明的其中一个实施例中，所述STM32自动控制终端(动态终端1)和设备之间采用激光通讯，设备在实际工作过程中会产生很多干扰信号，这对于整个系统是不利的，可能会影响采样控制终端的数据采集效果，例如干扰信号串入采样控制终端中影响数据采集和处理的准确性，并进一步地影响整个系统，因此，采用具有隔离功能的激光通讯，可以将干扰信号排除，提高了控制数据的准确性，也提高了系统的安全性、可靠性，有利于提高产品质量。

本发明的有益效果如下：

本发明实现设备管理动态数据分析处理平台功能，实现设备生产过程动态数据分析处理平台功能，实现设备性能指标动态数据分析处理平台功能能够在设备生产过程中动态采集数据并利用VC++设计的平台和数据库进行数据的分析处理，提高了数据处理的实时性、准确性，提高了产品质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。