CN103116348B - 生产线控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产线控制系统及其控制方法，涉及控制技术领域。本发明生产线控制系统包括PLC系统与主服务器，所述PLC系统包括多个连接于主服务器的工作站，所述生产线控制系统还包括有RFID射频读写系统，所述RFID射频读写系统包括信息读取点和RFID标签，所述信息读取点设置于生产线上，所述生产线上还放置有多块工装板，所述工装板上擦写有RFID标签；所述信息读取点读取工装板上的RFID标签内的数据信息，并将该数据信息传送至主服务器。由于本发明生产线控制系统将PLC系统与RFID射频读写系统兼容，实现了控制生产设备以及采集产品本身数据信息同步进行，并实现了两子系统之间的信息传递，达到共同控制生产线的目的。

Description

生产线控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种生产线控制系统及其控制方法。
背景技术
在工业生产中，要维持设备和生产的高水平和高效率运转，就不得不考虑生产线上材料与成品等的生产配送是否做到有序、均匀，现场数据是否得到反馈和管理，故障信息是否能够被有效传达与解决等。随着工艺水平的提高以及工控技术的发展，生产过程中自动化程度越来越高，而生产线控制系统使生产管理者能够远程了解生产状况以及设备运行状况，方便管理和控制，因而得到了广泛的应用。
目前，在生产线控制系统中，一般采用PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）系统对生产线进行控制管理。多年来，PLC从其产生到现在，实现了接线到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。现有的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。在PLC的实际应用中，PLC能实现对设备的精准控制，并进行相应的逻辑运算，同时在人机交互窗口提供设备运行过程参数信息，但无法实现生产批次管理、生产数据的采集等信息化管理功能。
在现代生产管理中为解决生产信息化管理，通常采用ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划）系统中MES（manufacturing execution system，制造执行系统）模块实现生产相关数据采集，但是MES模块无法实现与PLC系统兼容，不能到达同步控制生产设备的目的。
RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息，识别工作无须人工干预，并且可工作于各种恶劣环境，广泛应用于物流、零售、制造业、服装业、医疗、身份识别、防伪、资产管理、交通、食品安全、动物识别、图书馆、汽车、航空、军事等领域。在制造业实际使用过程中，应用于生产过程的生产数据实时监控，质量追踪，自动化生产，个性化生产等。通常使用方法为在产品本体增加RFID标签，并在相应工序写入相应信息（与条码管理系统类似），通过RFID读取信息经处理后馈送至MES、ERP、CRM、或IDM等，建立强大的信息数据链，提供实时的数据信息查询功能，实现更高层次的质量控制和各种在线测量，为生产过程控制提高了便利性，但仅用于高精准信息采集与识别使用，未能有效达到根据产品生产工艺的不同实现对生产设备控制的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能对生产设备进行控制的同时，识别产品本身数据信息的生产线控制系统及其控制方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种生产线控制系统，包括PLC系统与主服务器，所述PLC系统包括多个连接于主服务器的工作站，所述生产线控制系统还包括有RFID射频读写系统，所述RFID射频读写系统包括信息读取点和RFID标签，所述信息读取点设置于生产线上，所述生产线上还放置有多块工装板，所述工装板上擦写有RFID标签；所述信息读取点读取工装板上的RFID标签内的数据信息，并将该数据信息传送至主服务器。
优选的，上述生产线控制系统中，所述生产线上还设置有阻挡器，所述信息读取点和所述阻挡器沿生产线运转方向依次设置。
优选的，上述生产线控制系统中，所述信息读取点有多个。
优选的，上述生产线控制系统中，所述工作站位于信息读取点周边。
优选的，上述生产线控制系统中，主服务器接收各信息读取点发送的信息，并进行储存，经处理后发送控制指令至生产线上的生产设备。
优选的，上述生产线控制系统中，所述主服务器为多个服务器。
一种生产线控制方法，包括以下步骤：
a、在所述生产线控制系统的主服务器上录入产品生产批次信息并设定工艺路线，启动PLC系统；
b、将产品装载到可擦写RFID标签的工装板上，装载有产品的工装板经过信息读取点时，信息读取点后端的阻挡器接收PLC系统的控制指令，将工装板阻挡在生产线上，信息读取点读取RFID标签内的数据信息；
c、信息读取点读取RFID标签内的数据信息后，将该数据信息发送至主服务器，经主服务器计算处理后向PLC系统发出控制指令，PLC系统接收指令后向相应阻挡器发送控制指令，使工装板继续在生产线上运转；
d、主服务器将各信息读取点读取的数据信息进行汇总计算，得出产品在线情况、各产品储存点储存情况、各批次产品所在位置及数量。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、由于本发明生产线控制系统将PLC系统与RFID射频读写系统兼容，实现了控制生产设备以及采集产品数据信息同步进行，并实现了两子系统之间的信息传递，达到共同控制生产线的目的。
2、由于本发明生产线控制系统将RFID射频读写系统中的RFID标签擦写于工装板上，提高了产品生产过程中的可追溯性；并且在产品完成生产线的运转后，工装板上的RFID标签不用拆掉，只需重置数据即可，减少了工序和RFID标签的浪费，降低了成本。
3、由于本发明生产线控制系统及其控制方法使用PLC系统与RFID射频读写系统同时对生产线进行控制，能对每个工作单元进行跟踪、实时更新在线生产数据，并且系统具备生产数据储存功能，无需再做纸质报表，不但减少了工作人员的工作量，也避免了由于工作人员的失误造成数据记录有误。
4、由于本发明生产线控制系统及其控制方法各工序无需人工干预，物流顺畅，不但减少了产品的人为损坏，还提高了产品的生产效率。
附图说明：
图1为本发明生产线控制系统的原理图。
图2为本发明生产线控制系统的生产信息控制流程图。
图3为本发明生产线控制系统中生产线控制平面图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例
一种生产线控制系统，如图1所示，包括PLC系统与主服务器，所述PLC系统包括多个连接于主服务器的工作站，所述生产线控制系统还包括有RFID射频读写系统，所述RFID射频读写系统包括信息读取点和RFID标签，所述信息读取点设置于生产线上，所述生产线上还放置有多块工装板，所述工装板上擦写有RFID标签。
所述信息读取点读取工装板上的RFID标签内的数据信息，并将该数据信息传送至主服务器。RFID标签内的数据信息包括产品信息以及生产数据信息。所述信息读取点有多个。
所述生产线上还设置有阻挡器，所述信息读取点和所述阻挡器沿生产线运转方向依次设置。阻挡器由PLC系统控制，当工装板运行至阻挡器时，阻挡器将工装板阻挡在生产线上，信息读取点将工装板上RFID标签内的数据信息读取并传送至主服务器后，主服务器将控制信息传送至阻挡器，使工装板继续运转。
所述工作站位于信息读取点周边。所述工作站接收主服务器发送的控制信息，并向主服务器发送反馈指令；工作站方便工作人员查看生产数据信息。
主服务器接收各信息读取点发送的信息，并进行储存，经PLC系统处理后发送控制指令对生产设备进行控制。所述主服务器为多个服务器。
一种生产线控制方法，包括以下步骤：
a、在生产线控制系统的主服务器上录入产品生产批次信息并设定工艺路线，启动PLC系统；
b、将产品装载到可擦写RFID标签的工装板上，装载有产品的工装板经过信息读取点时，信息读取点后端的阻挡器接收PLC系统的控制指令，将工装板阻挡在生产线上，信息读取点读取RFID标签内的数据信息；
c、信息读取点读取RFID标签内的数据信息后，将该数据信息发送至主服务器，经主服务器计算处理后向PLC系统发出控制指令，PLC系统接收指令后向相应阻挡器发送控制指令，使工装板继续在生产线上运转；
d、主服务器将各信息读取点读取的数据信息进行汇总计算，得出产品在线情况、各产品储存点储存情况、各批次产品所在位置及数量。
PCL系统既可独立运行也可与RFID标签同时运行，当PLC系统独立运行时，RFID标签仅读取数据信息，不向PLC系统发送数据信息，PLC系统对生产设备的控制根据生产需求进行手动预设。
生产信息控制流程如图2所示，生产线控制平面图如图3所示：
步骤Ⅰ、在生产线控制系统的第一服务器和第二服务器上录入产品生产批次信息并设定工艺路线，第一服务器和第二服务器对工装板进行生产信息预设，即启动PLC系统后，自动对经过的工装板写入生产信息数据，其中产品可分产品总装A与产品总装B；
步骤Ⅱ、装载有产品的工装板通过过渡运输线运送至第一工作站，第一工作站对工装板进行计量与非计量分流控制；工装板需进行计量时，第一服务器将控制指令发送至生产线，将工装板运送进入计量中心，第六工作站对进入计量中心的工装板进行恒温A区与恒温B区的分流控制；工装板不需进行计量时，第一服务器将控制指令发送至生产线，将工装板运送至第二工作站；
步骤Ⅲ、第六工作站通过第一服务器发送的控制指令进行恒温A区与恒温B区的分流，其中第七工作站对进入恒温A区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制，第八工作站对进入恒温B区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制；
步骤Ⅳ、将通过检定A线与检定B线检定后合格的产品运送至第五工作站，第五工作站对合格品进行储存A区与储存B区的分流控制，其中第三工作站对储存A区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制，第四工作站对储存B区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制；
步骤Ⅴ、将包装A线与包装B线上的合格产品分别进行包装后，通过平移接驳线进行入库运输，完成产品的生产与包装。
第一工作站对工装板进行计量与非计量分流控制：工装板到达第一工作站时，第一工作站周边的第一信息读取点将读取到的RFID标签内的数据信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至包装线或计量中心。
第二工作站对工装板进行包装A线与包装B线分流控制：工装板到达第二工作站时，第二工作站周边的第二信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板通过包装运输线运送产品至包装A线或包装B线。
第三工作站对储存A区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制：储存A区的工装板到达第三工作站时，第三工作站周边的第三信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至包装A线或包装B线。
第四工作站对储存B区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制：储存B的工装板到达第四工作站时，第四工作站周边的第四信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至包装A线或包装B线。
第五工作站对计量中心返回合格品至储存A区与储存B区进行分流控制：第五工作站从第一服务器读取存储区剩余存储空间数据，根据批量情况，对计量中心计量合格返回的产品自动选择存储位置，并将指令反馈至第一服务器，同时将进入的产品数量通过设置于第五工作站周边的第五信息读取点读取，并发送至第一服务器。
第六工作站对进入计量中心的工装板进行恒温A区与恒温B区的分流控制：进入计量中心的工装板到达第六工作站时，第六工作站周边的第六信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至恒温A区或恒温B区；第六工作站将进入恒温区的产品数据信息发送至第二服务器，并记录工装板进入时间。
第七工作站对恒温A区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制：恒温A区的工装板到达第七工作站时，第七工作站周边的第七信息读取点将读取到的产品数据信息发送至第二服务器，第二服务器经过计算处理后发送指令使工装板进入检定A线或检定B线；第七工作站将运送出恒温区的产品数据发送至第一服务器，同时调取第六工作站的信息，计算恒温区的存储空间数据并发送至第一服务器。
第八工作站对恒温B区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制：恒温B区的工装板到达第八工作站时，第八工作站周边的第七信息读取点将读取到的产品数据信息发送至第二服务器，第二服务器经过计算处理后发送指令使工装板进入检定A线或检定B线；第八工作站将运送出恒温区的产品数据发送至第一服务器，同时调取第六工作站的信息，计算恒温区的存储空间数据并发送至第一服务器。

Claims (2)

1.一种生产线控制系统，包括PLC系统与主服务器，所述PLC系统包括多个连接于主服务器的工作站，所述生产线控制系统还包括有RFID射频读写系统，所述RFID射频读写系统包括信息读取点和RFID标签，所述信息读取点设置于生产线上，所述生产线上还放置有多块工装板，所述工装板上擦写有RFID标签；所述信息读取点读取工装板上的RFID标签内的数据信息，并将该数据信息传送至主服务器；RFID标签内的数据信息包括产品信息以及生产数据信息；所述信息读取点有多个；所述生产线上还设置有阻挡器，所述信息读取点和所述阻挡器沿生产线运转方向依次设置；阻挡器由PLC系统控制，当工装板运行至阻挡器时，阻挡器将工装板阻挡在生产线上，信息读取点将工装板上RFID标签内的数据信息读取并传送至主服务器后，主服务器将控制信息传送至阻挡器，使工装板继续运转；所述工作站位于信息读取点周边；所述工作站接收主服务器发送的控制信息，并向主服务器发送反馈指令；所述主服务器接收各信息读取点发送的信息，并进行储存，经PLC系统处理后发送控制指令对生产设备进行控制；其特征在于，所述主服务器包括第一服务器和第二服务器，所述工作站包括第一工作站、第二工作站、第三工作站、第四工作站、第五工作站、第六工作站、第七工作站和第八工作站，所述生产线包括恒温A区、恒温B区、检定A线、检定B线、储存A区、储存B区、包装A线、包装B线；产品完成生产线的运转后，工装板上的RFID标签重置数据；所述生产线控制系统的控制流程具体为：
步骤Ⅰ、在生产线控制系统的第一服务器和第二服务器上录入产品生产批次信息并设定工艺路线，第一服务器和第二服务器对工装板进行生产信息预设，即启动PLC系统后，自动对经过的工装板写入生产信息数据，其中产品分产品总装A与产品总装B；
步骤Ⅱ、装载有产品的工装板通过过渡运输线运送至第一工作站，第一工作站对工装板进行计量与非计量分流控制；工装板需进行计量时，第一服务器将控制指令发送至生产线，将工装板运送进入计量中心，第六工作站对进入计量中心的工装板进行恒温A区与恒温B区的分流控制；工装板不需进行计量时，第一服务器将控制指令发送至生产线，将工装板运送至第二工作站；
步骤Ⅲ、第六工作站通过第一服务器发送的控制指令进行恒温A区与恒温B区的分流，其中第七工作站对进入恒温A区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制，第八工作站对进入恒温B区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制；
步骤Ⅳ、将通过检定A线与检定B线检定后合格的产品运送至第五工作站，第五工作站对合格品进行储存A区与储存B区的分流控制，其中第三工作站对储存A区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制，第四工作站对储存B区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制；
步骤Ⅴ、将包装A线与包装B线上的合格产品分别进行包装后，通过平移接驳线进行入库运输，完成产品的生产与包装。
2.一种利用权利要求1所述的生产线控制系统进行生产线控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在所述生产线控制系统的主服务器上录入产品生产批次信息并设定工艺路线，启动PLC系统；
b、将产品装载到可擦写RFID标签的工装板上，装载有产品的工装板经过信息读取点时，信息读取点后端的阻挡器接收PLC系统的控制指令，将工装板阻挡在生产线上，信息读取点读取RFID标签内的数据信息；
c、信息读取点读取RFID标签内的数据信息后，将该数据信息发送至主服务器，经主服务器计算处理后向PLC系统发出控制指令，PLC系统接收指令后向相应阻挡器发送控制指令，使工装板继续在生产线上按设定路线运转；
d、主服务器将各信息读取点读取的数据信息进行汇总计算，得出产品在线情况、各产品储存点储存情况、各批次产品所在位置及数量；
产品完成生产线的运转后，工装板上的RFID标签重置数据；
所述工作站的具体工作流程为：
第一工作站对工装板进行计量与非计量分流控制：工装板到达第一工作站时，第一工作站周边的第一信息读取点将读取到的RFID标签内的数据信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至包装线或计量中心；
第二工作站对工装板进行包装A线与包装B线分流控制：工装板到达第二工作站时，第二工作站周边的第二信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板通过包装运输线运送产品至包装A线或包装B线；
第三工作站对储存A区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制：储存A区的工装板到达第三工作站时，第三工作站周边的第三信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至包装A线或包装B线；
第四工作站对储存B区已计量合格产品进行包装A线与包装B线分流控制：储存B的工装板到达第四工作站时，第四工作站周边的第四信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至包装A线或包装B线；
第五工作站对计量中心返回合格品至储存A区与储存B区进行分流控制：第五工作站从第一服务器读取存储区剩余存储空间数据，根据批量情况，对计量中心计量合格返回的产品自动选择存储位置，并将指令反馈至第一服务器，同时将进入的产品数量通过设置于第五工作站周边的第五信息读取点读取，并发送至第一服务器；
第六工作站对进入计量中心的工装板进行恒温A区与恒温B区的分流控制：进入计量中心的工装板到达第六工作站时，第六工作站周边的第六信息读取点将读取到的产品信息以及工艺线路信息发送至第一服务器，第一服务器经过计算处理后发送指令使工装板运送产品至恒温A区或恒温B区；第六工作站将进入恒温区的产品数据信息发送至第二服务器，并记录工装板进入时间；
第七工作站对恒温A区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制：恒温A区的工装板到达第七工作站时，第七工作站周边的第七信息读取点将读取到的产品数据信息发送至第二服务器，第二服务器经过计算处理后发送指令使工装板进入检定A线或检定B线；第七工作站将运送出恒温区的产品数据发送至第一服务器，同时调取第六工作站的信息，计算恒温区的存储空间数据并发送至第一服务器；
第八工作站对恒温B区的工装板进行检定A线与检定B线的分流控制：恒温B区的工装板到达第八工作站时，第八工作站周边的第七信息读取点将读取到的产品数据信息发送至第二服务器，第二服务器经过计算处理后发送指令使工装板进入检定A线或检定B线；第八工作站将运送出恒温区的产品数据发送至第一服务器，同时调取第六工作站的信息，计算恒温区的存储空间数据并发送至第一服务器。
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