CN104536409B - 一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是通过整合生产线的生产情况，将一些人为控制的信息改为由设备控制，通过对计量秤流量的计算得出取样时间，通过对重量信号的处理保证生产的连续性，通过整条生产线的生产情况控制生产余量信息，本发明结构合理可靠，成本低，使用方便，控制效果明显，能有效的减少由于人为控制误差导致的生产取样信息不准确，由于断料导致的生产停机等，能有效的提高生产效率，减轻员工的劳动强度，使混料员工有足够的时间保证生产原材料的投放工作，能有效降低由于上下游信息不畅通导致的生产停机等。
Description
技术领域
本发明属于塑料加工、食品加工、医药制备等制造行业领域，特别是涉及到需要实现生产线整体通信并需要定时检测物料稳定性、尤其是塑料加工行业需要根据生产进度检测产品稳定性和控制生产的领域的基于整体通信的控制方法
背景技术
目前，在改性塑料生产加工过程中，为了保证产品质量，需要根据生产进度抽样检测，以检测成品的物理性能、颜色、化学性能等数据，通常该工作由混料段员工执行，因此混料段员工就需要了解整条生产线的运行情况，能准确的拿到每批次的样品对生产成品的稳定性有很大的影响，此种工作方式不仅增加了员工的劳动强度，而且常因此而造成断料停机，也由于人为控制取样的时间造成取样时间的延误，取样的不准确等情况发生，由于生产需要多个部门配合，因此员工对生产的余量信息不了解，常导致成品生产数量过多或者过少，或者造成原材料的浪费等。这对生产产品的质量把控，成本控制等是十分不利的。
综上所述，目前改性塑料加工存在以下四个缺点：
1、员工对整条生产线的运行情况不了解，对生产的进度、成品数量、原材料需投入数量等信息不了解，常导致人为因素的生产停机，生产进度缓慢，效率低下等原因。
2、生产取样信息由员工控制，常导致取样时间不准、产品颜色变化、产品质量不稳定等情况发生。
3、员工投料以后对密封料仓内的物料数量掌握不清楚常导致生产断料停机等情况发生，造成生产效率低下等。
4、生产线员工对整体生产情况没有一个完整的信息，常导致生产成品过多，过少，原材料投入过多，过少等情况发生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有情况的不足，通过现有的控制技术将生产线的整体信息通过人机界面展现给员工，根据生产线的相关数据自动计算生产线的取样时间，通过对料仓料位的检测保证生产的连续性，通过自动计算生产余量精确生产。
为了实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在生产现场建立一个PROFIBUS DP网络，将整条生产线的控制器和HMI设备相连接组成控制系统并交换数据；
(2)通过读取计量秤的相关数据和生产线的相关数据计算每次取样打板的时间；
(3)通过生产线相关数据以及料仓重量信号控制料仓内物料的重量；
(4)通过生产线的相关数据精确计算生产余量。
优选的，所述步骤(1)中的PROFIBUS DP网络控制系统的建立方法为，由改性塑料生产设备的高速混合机的PLC、挤出机的PLC、在线混色机的PLC以及计量秤建立一个PROFIBUSDP网络，将挤出机的PLC作为主站，高速混合机的PLC、在线混色机的PLC和计量秤作为从站，通过PROFIBUS DP网络实现数据的交换并通过HMI设备显示出来，将从站的运行信号接入挤出机主站PLC来处理相关数据。
进一步的，所述HMI设备包括高速混合机PLC的触摸屏、挤出机PLC的触摸屏、在线混色机PLC的触摸屏、以及计量秤的触摸屏；所述各触摸屏除了显示原有的内容外，还增加了整条生产线的界面；所述挤出机PLC的触摸屏和计量秤的触摸屏在同一个位置分别显示不同内容，需要配合操作。
优选的，步骤(2)中所述的计算方法为，根据每次混料的重量和计量秤的流量计算每批投入物料的取样时间并通过计算得出取样批次，通知员工取样打板，取样时间为每批次投入物料重量的1/5到1/2重量之间，当生产进度达到此范围且在取样批次时通知下游员工取样打板。
优选的，步骤(3)所述的方法详细内容为，通过对料仓重量信号的处理，计算为了保证生产的连续性而需要保证物料的最低重量，当重量低于此数值时报警提醒员工。
优选的，步骤(4)所述的生产余量计算的详细内容为，通过生产线的相关数据计算成品数量，通过料仓的重量数据计算半成品数量，以此来计算订单的完成情况，并计算员工需投入的原材料数量，精确控制生产进度。
进一步的，所述余量计算是指在生产成品数量接近订单要求后，系统会自动发出余量计算请求，向系统输入信息包括已生产合格品数量、目前待投入的原材量数量、单机重量，系统会根据内部的数据计算出要达到订单需求，员工需要投入的原材料数量。
本发明的有益效果为：本发明通过现有的控制技术将生产线的整体信息通过人机界面展现给员工，根据生产线的流量数据自动计算生产线的取样时间，通过对料仓料位的检测保证生产的连续性，通过自动计算生产余量精确生产，本发明结构合理可靠，成本低，使用方便，控制效果明显，能有效的减少由于人为控制误差导致的生产取样信息不准确，由于断料导致的生产停机等，能有效的提高生产效率，减轻员工的劳动强度，使混料员工由足够的时间保证生产原材料的投放工作，能有效降低由于上下游信息不畅通导致的生产停机等。
附图说明
图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本创造做进一步说明。
本发明的方法步骤如图1所示，其中：
改性塑料生产设备的高速混合机由西门子300PLC控制，为西门子314C-2DP，挤出机由西门子315-2DP控制，在线混色机由西门子200224XPCN控制，通过建立一个PROFIBUSDP网络，将挤出机的PLC作为主站，高速混合机、在线混色机的PLC和计量秤作为从站，实现数据的交换，通过将辅助设备的运行信号接入挤出机PLC来处理辅助设备的信号。
一：生产线信息：
本发明的系统通过人机界面显示整条生产线的运行画面，生产线上的所有员工可以了解到高速混合机的运行与排料信号、料仓内物料的重量信号、计量秤的运行情况、辅助设备的运行情况、在线混色机的运行情况、成品重量等生产线的整体信息，对于员工对整条生产线的运行就比较清晰，此设计主要是通过读取一些设备的基本信息，如运行、重量、电压、电流等基本信息，对此信息进行汇总处理，然后通过DP网络传送给人机界面。
在整条生产线中共有四个触摸屏用于显示生产数据和进行生产数据操作，从原材料进入上游到下游成品四个触摸屏分别是高混机触摸屏(1号屏)，挤出机触摸屏(2号屏)，计量秤触摸屏(3号屏)，在线混色机触摸屏(4号屏)，其中2号和3号屏在同一个位置分别显示不同内容，需要配合操作，原先的操作和显示是各个屏之间是没有联系的，但是现在在1号、2号和4号屏，除了原有的一些内容外增加了一个整条生产线的界面，这个界面是公共的，没有权限，开放的，就是为了方便员工掌握了解整条生产线的生产情况，但是在每个屏又有自己不同的部分，例如：1号屏有打板信息输入界面、余量控制信息输入界面和生产线低料位报警界面等，这些是给上游混料员工开放的，且只在1号屏中有，3号屏中也有属于自己的界面，例如打板信息界面。
二：生产线打板：
定期对产品进行取样以此来检测物料的一些物理化学性能，在员工领取完色粉等原材料后只需输入领取的色粉机数，通过程序计算即可算出打板时间并通知下游员工取样，此设计能够有效避免由于人为取样导致的取样不准确、取样延误等情况发生。
由于每次领取原材料的不确定性导致了取样时间要根据原材料的领取机数来确定，通过程序中的一些算法并结合计量秤的流量信息，可以计算出此次领取的原材料需要的取样时间。
具体的介绍，在开机时员工会领取1—3机色粉(每种产品会有所不同)，但是打板遵循的原则是，第一机打板，下次打板时间为1+a+b+c+……，即，第二次领取色粉后计算的打板时间为：1+第一次领取的色粉机数，第三次领取色粉后计算的打板时间为1+第一次领取色粉机数+第二次领取色粉机数，以此类推。当目前生产的进度达到打板进度后就发出打板信号。打板信号在1号屏和4号屏上均有显示，且在现场装有打板指示灯。
三：低料位报警：
检测封闭料仓内的物料重量，不仅能够防止生产断料等情况发生，对于精确控制生产有很大的帮助，能够根据订单需求有计划的投入原材料，避免浪费。
其中，料仓的最低重量是通过计算出来的，计算方法如下：
此固定系数是根据配料系统以及员工投料时间等综合得出的一个数值。
四：生产余量控制：
生产余量设计，对整个订单信息、成品数量、已投入原材料数量等信息进行汇总并计算需投入的原材料数量，能够让员工有计划的对原材料进行加工，减少浪费。
在生产成品数量接近订单要求后，系统会自动发出余量计算请求，此时需要将已生产合格品数量、目前待投入的原材量数量、单机重量等信息输入，系统会根据内部的数据计算出要达到订单需求，员工需要投入的原材料数量。
余量的具体算法为：
余量＝订单总量—已完成成品—半成品—(1号料斗重量/1号秤比例)—(已分机数×单机重量)/1号秤比例
以上余量为完成订单需做数量，可以通过比例计算出每种原材料投入数量。
以上对本发明的一个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在生产现场建立一个PROFIBUS DP网络，将整条生产线的控制器和HMI设备相连接组成控制系统并交换数据；
(2)通过读取计量秤的相关数据和生产线的相关数据计算每次取样打板的时间；
(3)通过生产线相关数据以及料仓重量信号控制料仓内物料的重量；
(4)通过生产线的相关数据精确计算生产余量；
所述步骤(1)中的PROFIBUS DP网络控制系统的建立方法为，由改性塑料生产设备的高速混合机的PLC、挤出机的PLC、在线混色机的PLC以及计量秤建立一个PROFIBUS DP网络，将挤出机的PLC作为主站，高速混合机的PLC、在线混色机的PLC和计量秤作为从站，通过PROFIBUS DP网络实现数据的交换并通过HMI设备显示出来，将从站的运行信号接入挤出机主站PLC来处理相关数据。
2.根据权利要求1所述的一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，所述HMI设备包括高速混合机PLC的触摸屏、挤出机PLC的触摸屏、在线混色机PLC的触摸屏、以及计量秤的触摸屏；所述各触摸屏除了显示原有的内容外，还增加了整条生产线的界面；所述挤出机PLC的触摸屏和计量秤的触摸屏在同一个位置分别显示不同内容，需要配合操作。
3.根据权利要求1所述的一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述的计算方法为，根据每次混料的重量和计量秤的流量计算每批投入物料的取样时间并通过计算得出取样批次，通知员工取样打板，取样时间为每批次投入物料重量的1/5到1/2重量之间，当生产进度达到此范围且在取样批次时通知下游员工取样打板。
4.根据权利要求1所述的一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，步骤(3)所述的方法详细内容为，通过对料仓重量信号的处理，计算为了保证生产的连续性而需要保证物料的最低重量，当重量低于此数值时报警提醒员工。
5.根据权利要求1所述的一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，步骤(4)所述的生产余量计算的详细内容为，通过生产线的相关数据计算成品数量，通过料仓的重量数据计算半成品数量，以此来计算订单的完成情况，并计算员工需投入的原材料数量，精确控制生产进度。
6.根据权利要求5所述的一种改性塑料生产线基于整体通信的控制方法，其特征在于，所述余量计算是指在生产成品数量接近订单要求后，系统会自动发出余量计算请求，向系统输入信息包括已生产合格品数量、目前待投入的原材量数量、单机重量，系统会根据内部的数据计算出要达到订单需求，员工需要投入的原材料数量。
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