CN101794144B - 一种工业在线实时监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业在线实时监测方法。本发明利用光电传感器对监测对象进行特征识别，光电信号控制器将特征信号根据光电传感器与分布在生产线不同位置的各监测点之间的距离进行编码处理并控制各监测点的监测分站进行图像采集和监测，各监测分站将监测结果发送到主控制站的缓存队列，主控制站对所有监测结果进行汇总并发送到生产线。与现有技术相此，本发明在充分利用网络传输效率的同时，采用光电触发的高速和有效编码保证了各监测分站的同步，通过缓存队列机制解决了高速状态下网络收发包的延迟问题，通过延迟读取缓存数据保证了数据的完整性。

Description

一种工业在线实时监测方法
技术领域
本发明属于工业监测技术领域，特别涉及一种针对纸张、烟草、包装盒、集成电路板等生产线上产品的工业在线实时监测方法。
背景技术
目前针对生产线上工业产品的在线实时监测大多采用基于网络传输数据的多路控制系统，网络通信的优势是容易添加新的单个分布的站点，且可以方便地传输大量的信息，但由于网络通信系统中存在收发包的延迟问题，因此系统的响应速度受到一定的制约，特别在分布式系统中，还存在容易掉包、无法保证数据完整性的问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种适用于高速运转生产线，既能够解决网络传输时延，又能够在分布式监测环境中保证监测同步性的工业在线实时监测方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提出的工业在线实时监测方法，步骤如下：
(1)光电传感器对监测对象进行特征识别，获得该监测对象的特征信号，并将该特征信号发送给光电信号控制器；所述特征识别可以是边缘跳变或圆形、方形等规整形状，可以是分离的两个连续监测对象之间的缝隙，也可以是连成整体的监测对象之间的一个分隔的标记(比如卷纸中间的分割线)。
(2)光电信号控制器对获得的所述特征信号(从光电传感器获得的该监测对象的特征信号)根据光电传感器与分布在生产线不同位置的各监测点之间的距离分别进行编码处理，得到关于该监测对象在各监测点的编码信号；对监测对象的特征信号根据各监测点与光电传感器之间的距离分别进行编码，从而将整条生产线上所有的监测点有机结合起来，即使在高速状态下，也能正确地将各监测点的信息同步到同一个监测对象上。
(3)光电信号控制器根据编码器信号计算该监测对象与各监测点之间的相对位置，以掌握该监测对象到达各监测点的时机。
(4)当该监测对象移动到监测点1的位置时，光电信号控制器发送控制信号控制监测点1的监测分站开始进行图像采集和监测，同时将根据步骤(2)得到的关于该监测对象在监测点1的编码信号发送给主控制站和位于监测点1的监测分站。
(5)监测点1的监测分站对该监测对象进行图像采集和监测，监测完毕后将监测结果封装成网络包，并在包头标注从光电信号控制器获得的编码信号，发送到主控制站，存入主控制站的缓存队列中。
(6)当该监测对象移动到监测点2……监测点n的位置时，分别重复步骤(4)和(5)；对同一监测点的不同监测分站而言，同一监测对象在该监测点所有监测分站的编码信号是一样的。
(7)当所有监测点的监测分站都将对该监测对象的监测结果发送到主控制站的缓存队列中后，主控制站将监测结果进行汇总，得到汇总后的监测结果；通过这种缓存队列机制将网络数据按编码存储在内存中，通过延后处理保证了高速状况下不会掉包，通过延迟读取缓存数据保证了数据的完整性。
(8)主控制站将从光电信号控制器获得的关于该监测对象在各监测点的编码信号进行汇总，并与汇总后的监测结果进行对比，以判断各监测点的监测分站监测的监测对象是否准确；因为所述工业在线实时监测方法的监测结果需要向生产线发送，因此需要保证监测结果的准确性。
(9)主控制站将汇总后的监测结果发送到生产线控制装置。
本发明提出的工业在线实时监测方法采用了多种信号配合工作的机制，采用了光电信号及网络传输等主要数据通信手段，可以在高速运转的生产线上运作，达到数据采集、发送分选结果的功能。光电信号控制器可以是基于FPGA的信号处理板，其主要功能是控制生产线上的不同位置的监测分站能监测到同一个监测对象；光电信号控制器每接收到一个监测对象的光电特征信号就开始一个同步流程，光电信号控制器预先测量了光电传感器到各监测点的距离，并将距离转化为编码器编码，每个同步流程里，光电信号控制器通过计算编码器信号个数，控制监测分站在监测对象到达监测点时开始图像采集和监测。
主控制站通过大容量的缓存队列空间解决网络传输延迟的问题，因为整个方法中涉及有分布在生产线不同位置的不同监测点的多个监测分站，每个监测点在同一时刻监测的对象是不同的，因此需要将这些不同位置的不同时刻的监测结果综合到一起，并进行数据记录和最后的监测结果的发送。主控制站的缓存队列是一个可变空间，通过在生产线最高速运转时网络交换机的交换信息量来计算出最小缓存队列的空间大小，从而保证了缓冲队列里栈底的监测对象的监测结果是完整的，每次都能将栈底的监测结果汇总后发送到生产线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在充分利用网络传输效率的同时，采用光电触发的高速和有效编码保证了各监测分站的同步，通过缓存队列机制解决了高速状态下网络收发包的延迟问题，通过延迟读取缓存数据保证了数据的完整性。
附图说明
图1是工业在线实时监测方法的工作流程图。
图2是实施例1中本发明应用于生产线上的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。
实施例1
如图1、图2所示。将本发明应用于对生产线上的电路印制板进行监测。光电传感器安装在最前方，特征识别为电路印制板左上角一方形芯片；3个监测点分布在生产线上不同位置。
(1)光电传感器对产品1进行特征识别，当光电传感器监测到电路印制板左上角的方形芯片时就会向光电信号控制器发送产品1的特征信号；
(2)光电信号控制器对从光电传感器获得的产品1的特征信号根据光电传感器与分布在生产线不同位置的3个监测点之间的距离分别进行编码处理，分别得到关于产品1在3个监测点的编码信号；
(3)光电信号控制器根据编码器信号计算产品1与各监测点之间的相对位置；
(4)当编码器计数到1000时，此时产品1移动到监测点1的位置，光电信号控制器立即发送控制信号控制监测点1的监测分站开始进行图像采集和监测，同时将根据步骤(2)得到的关于产品1在监测点1的编码信号发送给主控制站和位于监测点1的监测分站；
(5)监测点1的监测分站对产品1进行图像采集和监测，监测完毕后将监测结果封装成网络包，并在包头标注从光电信号控制器获得的编码信号，发送到主控制站，存入主控制站的缓存队列中；
(6)当编码器计数到2100时，就是产品1移动到监测点2的位置，光电信号控制器立即发送控制信号控制监测点2的监测分站开始进行图像采集和监测，同时将根据步骤(2)得到的关于产品1在监测点2的编码信号发送给主控制站和位于监测点2的监测分站；监测点2的监测分站对产品1进行图像采集和监测，监测完毕后将监测结果封装成网络包，并在包头标注从光电信号控制器获得的编码信号，发送到主控制站，存入主控制站的缓存队列中；当编码器计数到3500时，就是产品1移动到监测点3的位置，光电信号控制器立即发送控制信号控制监测点3的监测分站开始进行图像采集和监测，同时将根据步骤(2)得到的关于产品1在监测点3的编码信号发送给主控制站和位于监测点3的监测分站；监测点3的监测分站对产品1进行图像采集和监测，监测完毕后将监测结果封装成网络包，并在包头标注从光电信号控制器获得的编码信号，发送到主控制站，存入主控制站的缓存队列中；
(7)当监测点1-3的监测分站都将对产品1的监测结果发送到主控制站的缓存队列中后，主控制站将接收到的所有包头为产品1的监测结果进行汇总，得到汇总后的监测结果；
(8)主控制站将从光电信号控制器获得的关于产品1在监测点1-3的编码信号进行汇总，并与汇总后的监测结果进行对比，以判断3个监测点的监测分站监测的是否为产品1；
(9)当产品1移动到分仓点位置时，光电信号控制器发送信号通知主控制站将汇总后的监测结果发送到生产线控制装置。
实施例2
与实施例1相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：特征识别为两块电路印制板之间的空隙。

Claims (2)

1.一种工业在线实时监测方法，其特征在于：所述工业在线实时监测方法步骤如下：
(1)光电传感器对监测对象进行特征识别，获得该监测对象的特征信号，并将该特征信号发送给光电信号控制器；
(2)光电信号控制器对获得的所述特征信号根据光电传感器与分布在生产线不同位置的各监测点之间的距离分别进行编码处理，得到关于该监测对象在各监测点的编码信号；
(3)光电信号控制器根据编码器信号计算该监测对象与各监测点之间的相对位置；
(4)当该监测对象移动到监测点i的位置时，i＝1，2，......n；光电信号控制器发送控制信号控制监测点i的监测分站开始进行图像采集和监测，同时将根据步骤(2)得到的关于该监测对象在监测点i的编码信号发送给主控制站和位于监测点i的监测分站；监测点i的监测分站对该监测对象进行图像采集和监测，监测完毕后将监测结果封装成网络包，并在包头标注从光电信号控制器获得的编码信号，发送到主控制站，存入主控制站的缓存队列中；
(5)当所有监测点的监测分站都将对该监测对象的监测结果发送到主控制站的缓存队列中后，主控制站将监测结果进行汇总，得到汇总后的监测结果；
(6)主控制站将从光电信号控制器获得的关于该监测对象在各监测点的编码信号进行汇总，并与汇总后的监测结果进行对比，以判断各监测点的监测分站监测的监测对象是否准确；
(7)主控制站将汇总后的监测结果发送到生产线控制装置。
2.根据权利要求1所述的工业在线实时监测方法，其特征在于：所述特征识别是边缘跳变、或规整形状。
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