基于智能传感器网络的工业生产线监控系统.pdf
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1、信息记录材料 2023 年 7 月 第 24 卷第 7 期基于智能传感器网络的工业生产线监控系统钟晓英(惠州市技师学院 广东 惠州 516023)【摘摘要要】为了方便对生产过程进行监控,设计了一种基于智能传感器的啤酒工业自动化系统,通过使用 ZigBee 网络结构和互联网技术,实现了对生产过程中温度的实时监测和控制。该系统采用了智能温度传感器,具有高精度、低功耗、无线传输等优点,并利用互联网与计算机相连,实现了远程监控和控制。在系统中,路由器起到了数据传输和网络连接的关键作用,ZigBee 协调器实现传感器节点的管理和控制,终端节点负责数据采集和传输。分析表明,该系统在啤酒生产过程中能实现温度
2、的精确控制,降低生产成本。为工业自动化领域的应用提供了一种新的解决方案,并具有推广和应用的潜力。【关关键键词词】智智能能传传感感器器;网网络络传传输输;工工业业控控制制;温温度度监监测测【中中图图分分类类号号】TP279 【文文献献标标识识码码】A 【文文章章编编号号】1009-5624(2023)07-0246-030 引言随着科技的不断进步和工业自动化技术的广泛应用,啤酒工业作为一种重要的饮品生产行业,在全球范围内都得到了广泛的发展1。啤酒生产过程涉及多个环节,包括原料采购、酿造、发酵、灌装等,传统的生产方式存在许多局限性,如生产效率低、产品质量难以保障、能源消耗大等。因此,越来越多的啤酒
3、生产企业开始引入智能传感器技术,以提高生产自动化水平,实现生产过程的智能化和高效化2。智能传感器作为一种集信息采集、数据处理和控制于一体的设备,能够对生产过程中的各种参数进行实时监测和控制,从而实现对生 产过程的 精确控制和 优化管理3-4。在智能传感器的基础上,工业自动化系统得以实现,实现了从生产计划到生产执行的全面智能化。啤酒工业自动化系统通过集成多个智能传感器设备,实现了生产过程的数据采集、传输和处理,从而实现了对生产过程的全面监控和控制。为了聚焦于智能温度传感器在啤酒自动化生产中的应用,通过实际案例分析了啤酒生产过程中温度控制的重要性。温度是啤酒生产中一个关键的参数,直接影响到啤酒的口
4、感、品质和稳定性。合理的温度控制可以提高啤酒的品质、降低生产成本、提高生产效率,并减少生产过程中的能耗和环境污染。本次设计了一种基于智能传感器的工业自动化系统,该系统通过无线传感器网络实现了对啤酒生产过程中温度的实时监测和控制。系统包括了路由器、协调器和终端节点,其中路由器用于构建 ZigBee 网络,协调器作为核心控制节点负责对整个系统进行集中管理和控制,终端节点则负责数据的采集和传输。在系统设计中,采用了先进的智能传感器技术,包括温度传感器、湿度传感器和压力传感器等,用于实时监测啤酒生产过程中的温度等参数。同时,系统通过互联网和 通用分组无线业务(general packet radio
5、service,GPRS)实现了远程监控和控制,使得操作员可以通过计算机和液晶显示器(liquidcrystal display,LCD)对生产过程进行实时监控和调整,提高了生产的自动化程度和管理效率。1 啤酒生产和温度控制啤酒的生产环节主要包括酿造、发酵、熟化和灌装等。其中,温度对酵母的生长、发酵活性、产生的口感和香气等都有着重要影响。酿造是将麦芽转化为糖和其他化合物的过程。在酿造过程中,温度控制对麦芽的淀粉酶活性和糖化过程起着关键作用。温度过高或过低都会影响糖化酶的活性,从而影响糖的产生和发酵过程的效果。发酵是将糖转化为乙醇和二氧化碳的过程。发酵过程需要控制合适的温度,以确保酵母能够在最适
6、温度范围内活跃地进行发酵。过高或过低的温度都会对酵母的生长和发酵活性产生负面影响,从而影响到啤酒的发酵速度、产生的乙醇含量、口感和香气等。熟化是在发酵后将啤酒保持在合适的温度下进行陈化和储存的过程。在熟化过程中,温度控制对啤酒的口感、香气和稳定性等有着重要影响。合适的温度能够促使啤酒中的化学反应发生,形成独特的风味和口感。灌装是将熟化后的啤酒装入瓶子或罐子中的过程。在灌装过程中,温度控制对啤酒的细菌污染、气味和味道的保持起着关键作用。温度过高可能导致细菌生长,从而影响啤酒的质量和稳定性。因此,温度控制在啤酒生产过程中的重要性不可忽视。合适的温度能够保障酵母的活性,促进发酵过程,确保啤酒的口感、
7、香气和质量稳定性。2 总体设计框架基于智能传感器网络的啤酒生产线监控网络系统包含计算机、网络服务和无线传感器网络三部分,如图 1 所示。这三部分协同工作,实现了对啤酒生产过程中温度的实时监控和管理。智能温度传感器通过路由器和协调器将温度数据传输到计算机,计算机通过互联网与无线传感器网络通信,实现对温度数据的实时处理、分析和控制策略的生成。计算机可以通过互联网远程访问无线传感器网络,实现对啤酒生产过程中温度的远程监控和管理,及时发现温度异常并生成报警信息,从而实现对温度的精确控制和管理,确保啤酒生产过程中的质量和稳定性。首先计算机作为整个系统的核心,负责数据处理、分642信息记录材料 2023
8、年 7 月 第 24 卷第 7 期图 1 监控系统设计思路示意图析和控制策略的生成。计算机通过连接互联网,与无线传感器网络进行通信,接收从传感器中采集到的温度数据。计算机利用先进的数据处理和分析技术,对传感器采集到的温度数据进行实时处理,生成温度趋势图、报警信息和控制策略。其次网络服务作为信息传输的通道,连接计算机和无线传感器网络,负责实现数据的传输和远程访问。网络服务通过 Internet 和 GPRS 网络5实现计算机与无线传感器网络之间的数据传输。计算机通过网络服务与传感器网络进行实时通信,发送控制策略和接收温度数据,从而实现对啤酒生产过程中温度的远程监控和管理。最后无线传感器网络作为实
9、时监测温度的关键部分,包括路由器、协调器和智能温度传感器。路由器负责无线传感器网络的数据传输和组网管理,协调器作为传感器网络的中心节点,负责与计算机和其他传感器节点的通信,智能温度传感器负责在啤酒生产过程中实时采集温度数据。3 智能传感器网络结构智能传感器网络的结构基础是 ZigBee 网络,它主要由路由器、ZigBee 协调器和终端节点构成。在 ZigBee 网络中,路由器负责数据包的传输和网络拓扑的管理。路由器通过转发数据包,将数据从源节点传输到目标节点,从而实现无线传感器网络中的数据通信。路由器还负责网络拓扑的管理,包括路由表的维护和网络路由的选择,确保数据包能够通过最佳的路径传输,从而
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