一种利用智能终端作为工业设备控制的人机界面的技术的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及属于高端装备、自动化控制技术领域，具体涉及一种利用智能终端作为工业设备控制的人机界面的技术。
【【背景技术】】
[0002]随着计算机技术与自动化控制技术的日益普及，现代化的工业制造设备，包括很多复杂功能的仪器等，都已经实现了智能化，当前也出现了产线员工向机器人方向快速发展的势头。作为自动化的制造设备，或者仪器，除了整机在可编程序控制器(PLC)或者工控机等智能模块控制下进行运转之外，还必须提供智能模块的人机界面，供实际运行该设备的操作工，或者工艺工程师，设备工程师来设置工艺流程，输入工艺控制参数，以及制定机器设备异常情况下的处理措施等。人机界面还有一个作用，是从设备控制模块取数据，从而在人机界面的显示屏上，显示设备的当前运行状态，指令执行的结果等。人机界面主要是PLC控制器的概念，如果是工业控制计算机，则“鼠标、键盘+屏幕”的组合就起到了人机界面的作用。以PLC人机界面为例，当前的人机界面与实际的设备运行控制器之间，多采用RS485之类的串行链路连接，也可能会采用其他的协议，例如IEEE488并行协议，I2C总线等等，无论如何均采用有线的连接，特定的人机界面只能是针对特定的设备控制器。
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【发明内容】
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[0003]本发明针对上述【背景技术】问题中所存在的现有技术问题，提出一种利用智能终端作为工业设备控制的人机界面的技术。
[0004]为实现上述目的，提出一种利用智能终端作为工业设备控制的人机界面的技术，包括多个智能终端和工业生产仪器设备，所述工业生产仪器设备上安装有多个控制器，这些控制器上安装有通讯控制硬件和信息流识别与控制软件，该通讯控制硬件为继电器；所述多个智能终端和工业生产仪器设备的多个控制器之间建立的是多对多的通讯联系方式，通过硬件开关(即继电器开关)进行控制具体是哪一个控制器能够或不能够与哪一个智能终端建立起物理上的实际通信；利用硬件开关还可以进行一组开关字的设定(可以称为通讯控制字)，控制器端的通信软件在读取这样的设定后，可以决定如果接收了外部的控制信息，进行相应的响应。
[0005]所述信息流识别与控制软件是在工业生产仪器设备的控制器一端、自行编制的、与外部进行通讯的程序。当物理/硬件上的通讯联系建立之后，该程序对于所接收到的信息进行进一步的分析处理，包括但不限于如下基本功能:识别外部信息源是否为合法，必要时要求外部信息源提供密码验证；识别外部信息源的优先级程度，对于优先级程度较低的信息源，将对其提出的高级的设备控制请求予以忽略，不做具体的响应；对外部信息源的信息进行协议分析，信息校验，密文解密等常规操作；依据外部信息源的合法的请求，分别调用不同的控制器端的功能性程序，予以响应，包括将响应的结果反馈回外部信息源。
[0006]所述多个智能终端和多个控制器上均安装有无线通讯模块，且在这些控制器上设置有硬件和软件两级通讯控制方式，以实现智能终端与安装在工业生产仪器设备上的控制器之间数据信号传输。这里，智能终端及其上的无线通讯模块，与控制器及其上的无线通讯模块之间建立起无线通讯的链路；硬件开关可以控制控制器端的无线通讯模块是否工作，以何种模式进行工作，可以控制控制器端的通讯软件是否工作，以何种模式进行工作；如果硬件方面不对通讯联系设定障碍，则信息的接收和发送将是通顺的，此时由软件来对信息的合法性、请求的级别等进行进一步的认证，最终保证工业生产仪器设备运行的安全性。
[0007]作为优选，所述工业生产仪器设备是数控机床机械加工设备，需要设定压力和温度，并监控过程的化工生产设备。
[0008]作为优选，所述无线通讯模块为蓝牙通讯模块、WIFI模块、红外传输模块或光传输模块。
[0009]作为优选，所述智能终端为便携式智能装置，该便携式智能装置为智能手机、平板电脑或游戏柄，能够接受人工的信息输入，具备显示屏能够显示输出信息，同时具有无线通讯功能，能够与工业设备通讯，进行信息传输。
[0010]作为优选，所述控制器为PLC(可编程序控制器)或工业控制计算机，对于设备的运行进行实际的控制，本身具有人机界面，或者鼠标/键盘和显示屏这样的输入输出界面，即便不具备智能终端人机界面，该控制器也能够独立控制运行工业设备。
[0011]作为优选，所述智能终端上的无线通讯模块与控制器上的无线通讯模块之间数据信号传输形成的无线信道(即链路)长度距离在200米以内。这种数据信号传输所形成的联系要受到工业生产仪器设备的控制器端的硬件、软件两级控制。其中，通过硬件开关可以设定工业生产仪器设备只接受自身人机界面信息，或者是接受智能终端的信息；可以设定工业生产仪器设备与智能终端之间的信息流是双向的，或者仅仅是工业生产仪器设备向智能终端输出当前运行状态这样的单向通讯联系。通过软件控制可以判定当前取得联系的智能终端是否合法，是否具备特定的权限来指令设备做特定的动作，或者从设备获取运行信息等。
[0012]作为优选，可以在一台终端上安装若干台工业生产仪器设备的人机界面程序，因而一台智能终端可以控制若干台工业生产仪器设备。
[0013]作为优选，也可以将其不同作用的人机界面软件安装在不同的智能终端上，例如将设备诊断的人机界面软件安装在某台智能终端上，而将控制设备一般运行的人机界面软件安装在另外的智能终端上，前者配属给设备维修的专业人员，而后者配属给一般的设备操作员工。不同层级人员运行不同权限的任务，可对设备起到保护作用。
[0014]本发明中，作出以下几点具体说明:
[0015](I)工业生产仪器设备，已经配置了自动化运行的控制器，在控制器的操控下进行正常的设备运作。该控制器本身具备人机界面，因此可以接受外部的操作人员的动作指令，也能够将设备运行的状态，过程参数等以文字或图形的方式进行显示，供操作人员观察；
[0016](2)工业生产仪器设备的控制器端，对于控制器配置无线通讯模块，该控制器可以与外界进行无线的信息传输和交换。
[0017](3)在控制器端，又设置硬件开关，通过人工在现场进行选择，可以将控制器设定在仅本地人机界面控制，仅外部智能终端人机界面控制，本地和外部人机界面都可控制，外部人机界面仅用作输入，外部人机界面仅作为输出显示等不同的控制模式。
[0018](4)在控制器端的软件，又设置软件模块，即信息流识别与控制软件，用于甄别外部无线通讯的连接请求是否合法，外部控制信息是否有效，是否具备应有的权限层级，在外部多个合法连接请求均存在情况下，选择哪个外部源作为有效的控制界面等，通过权限密码、软件防火墙等措施来进一步提升设备运行的安全性；
[0019](5)在智能终端的这一端，下载、安装特定的应用程序(俗称APP)，从而使得智能终端可以用作一个辅助的设备控制人机界面；
[0020](6)进一步地，可以将不同设备的人机界面程序安装在同一台智能终端上；
[0021](7)进一步地，也可以将人机界面的程序，按照其控制功能进行分组。将高端但是具有一定危险性的运行控制，归为诊断程序，安装在具备特定权限的智能终端上，由受过专门训练的设备工程师掌握，而将一般性的运行控制交由操作员工使用。此处需要指出，诊断程序一般会运行特定的设备操控功能，如果一般的操作员工，在不了解设备细节情况下胡乱运行此类诊断功能，有可能会毁伤设备，造成损失。所以将不同功能配属给不同的人员，对于设备可以起到保护作用。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果:
[0023]本发明提出，利用便携式智能终端作为一种新型的人机界面，来辅助进行仪器、设备的运行管控，由于平板电脑、智能手机、或个人数字终端等智能终端在实践中容易获得，能够方便地实现对