CN104571005A - 一种基于通用适配器的自动化生产控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于通用适配器的自动化生产控制方法，包括材料配置步骤、生产控制步骤、指令适配步骤和硬件设备生产步骤，指令适配步骤具体为：Step1：指令接受单元接受来自生产控制步骤中发送的通用操作指令；Step2：指令转换单元将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令；Step3：适配驱动单元将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。同时，本发明还提供一种基于通用适配器的自动化生产控制系统。本发明通过指令适配步骤实现对主流硬件设备厂商和主流型号的生产操作控制，简化上层应用开发复杂度并减小联调难度。
Description
技术领域
本发明涉及自动化生产控制系统及方法，具体涉及一种基于通用适配器的自动化生产控制系统及方法。
背景技术
目前很多企业生产线实现了自动化生产控制，但是采用传统的人工用手动填写生产信息并记录生产过程、手工控制机器操作。采用人工方式存在以下不足：信息正确率保障有待提升，人工记录方式会因为工人填写失误而产生错误；容错率差，一旦发生填错资料以后，难以在大量数据中查找错误和追溯；效率低下,整个生产过程复杂，需要填写的信息多，数据量大，使用传统的方法让工作效率遇到瓶颈；按照工艺流程，人工操作机器设备，操作时间可能存在误差，影响产品质量；生产线硬件设备厂商和型号多样，生产控制程序要支持多种生产线硬件设备厂商和型号，开发工作量非常大，联调难度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种灵活使用主流硬件设备、降低开发工作量、减小联调难度的基于通用适配器的自动化生产控制系统。
同时，本发明还提供一种解决上述问题的基于通用适配器的自动化生产控制方法。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，包括材料配置模块、生产控制模块和硬件设备模块，所述材料配置模块与所述生产控制模块之间通信连接，所述生产控制模块与所述硬件设备模块通信连接，在所述生产控制模块与所述加工机器模块之间还设置适配接口模块，所述适配接口模块包括
指令接受单元，用于接受来自生产控制模块发送的通用操作指令；
指令转换单元，用于将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令；
适配驱动单元，用于将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。
本发明技术方案的进一步限定为，所述指令接受单元接受通用操作指令的方式采用消息方式或者数据库访问方式。消息方式为通用适配器通过Socket或者WEB Service消息方式，进行控制指令的交互。数据库方式为生产控制系统将操作指令写入数据库，通用适配器从数据库获取通用指令信息。在操作完成后，将操作结果写回数据库。
进一步地，所述材料配置模块包括
生产计划单元，用于制定生产计划并自动生成生产任务单；
原材料管理单元，用于对原材料储备进行管理并根据生产任务单与原材料储备情况进行对比，生成原材料领料单。
进一步地，所述材料配置模块还包括数据库单元，用于存储材料配置模块中产生的数据。
进一步地，所述生产控制模块用于设置生产工艺流程，向适配接口模块下达通用操作指令并自动记录操作过程。
本发明提供的另一技术方案为：一种基于通用适配器的自动化生产控制方法，包括材料配置步骤、生产控制步骤和硬件设备生产步骤，在生产控制步骤和硬件设备生产步骤之间还设置指令适配步骤，具体为：
Step1：指令接受单元接受来自生产控制步骤中发送的通用操作指令；
Step2：指令转换单元将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令；
Step3：适配驱动单元将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令 并驱动硬件设备模块运转。
上述技术方案的进一步限定为，所述材料配置步骤，具体为：
P1：生产计划单元制定生产计划并自动生产任务单；
P2：原材料管理单元存储原材料，并根据原材料的存储情况和生产任务单生成原材料领料单。
进一步地，所述生产控制步骤具体为：
C1：设置工艺流程；
C2：根据工艺流程向适配器模块下达通用操作指令；
C3：自动记录操作过程。
进一步地，所述步骤Step2中将通用操作指令转换为专用操作指令的步骤为：
A、收集主流硬件设备厂商和主流型号各种控制参数，保存到转换模块数据库中，如果硬件控制参数有变更，更新该配置控制参数数据库；
B、定义通用操作指令与硬件设备控制参数对应关系；
C、收到通用操作指令，在控制参数数据库中查找本硬件设备的控制参数；
D、根据查找出来的参数，生成本硬件设备的专用操作指令。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于通用适配器的自动化生产控制系统及方法，通过设置指令适配模块，实现对主流硬件设备厂商和主流型号的生产操作控制，简化上层应用开发复杂度并减小联调难度；本发明提高生产过程中的精确度，提升产品生产效率和质量；同时，本发明整个生产过程自动化程度较高，指导生产，对生产工序进一步统一和规范，简化生产过程，操作更为简便，完整记录生产操作过程，可以方便进行质量溯源。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于通用适配器的自动化生产控制系统的结构示 意图；
图2为本发明提供的适配接口模块的结构示意图；
图3为本发明提供的一种基于通用适配器的自动化生产控制方法的流程图；
图4为本发明的生产控制步骤中生产前全扫描的界面图；
图5为本发明的生产控制步骤中分步扫描投料的分步骤1界面图；
图6为本发明的生产控制步骤中分步扫描投料的分步骤2界面图。
具体实施方式
实施例1
本实施例公开一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，其结构示意图如图1所示，包括材料配置模块、生产控制模块、适配接口模块和硬件设备模块。所述材料配置模块与所述生产控制模块之间通信连接，所述生产控制模块与所述适配接口模块通信连接，所述适配接口模块与所述硬件设备模块通信连接。
材料配置模块包括生产计划单元，用于制定生产计划并自动生成生产任务单；原材料管理单元，用于对原材料储备进行管理并根据生产任务单与原材料储备情况进行对比，生成原材料领料单；数据库单元，用于存储材料配置模块中产生的数据。
生产控制模块用于设置生产工艺流程，向适配接口模块下达通用操作指令并自动记录操作过程。
所述适配接口模块其流程图如图2所示，包括
指令接受单元，用于接受来自生产控制模块发送的通用操作指令；指令接受单元接受通用操作指令的方式采用消息方式或者数据库访问方式。消息方式为通用适配器通过Socket或者WEB Service消息方式，进行控制指令的交互。数据库方式为生产控制系统将操作指令写入数据库，通用适配器从数据库获取通用指令信息。在操作完成后，将操作结果写回数据库。
指令转换单元，用于将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令。
适配驱动单元，用于将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。
本发明的基于通用适配器的自动化生产控制系统的工作方法，其流程图如图3所示，包括材料配置步骤、生产控制步骤、指令适配步骤和硬件设备生产步骤。
材料配置步骤，具体为：
P1：生产计划单元制定生产计划并自动生产任务单；
P2：原材料管理单元存储原材料，并根据原材料的存储情况和生产任务单生成原材料领料单。
生产控制步骤具体为：
C1：设置工艺流程；
C2：根据工艺流程向适配器模块下达通用操作指令；
C3：自动记录操作过程。
指令适配步骤具体为：
Step1：指令接受单元接受来自生产控制步骤中发送的通用操作指令。
Step2：指令转换单元将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令。
将通用操作指令转换为专用操作指令的步骤为：
A、收集主流硬件设备厂商和主流型号各种控制参数，保存到转换模块数据库中，如果硬件控制参数有变更，更新该配置控制参数数据库；
B、定义通用操作指令与硬件设备控制参数对应关系；
C、收到通用操作指令，在控制参数数据库中查找本硬件设备的控制参数；
D、根据查找出来的参数，生成本硬件设备的专用操作指令。
Step3：适配驱动单元将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。
硬件设备生产步骤中，各种主流的生产设备接收驱动指令后，根据指令进行生产运行。
以饮料厂为例，具体的说明本发明的具体实施过程：。
在饮料厂安装基于通用适配器的自动化生产控制系统，使用时的具体方法包括材料配置步骤、生产控制步骤、指令适配步骤和硬件设备生产步骤。
材料配置步骤，具体为：
P1：生产计划单元制定生产计划并自动生产任务单；
生产任务单的生成步骤为：
步骤1：选择产品并填写生产单位，例如选择“可口可乐”，生产单位为“某某公司”；
步骤2：填写生产单和单糖信息，确认领料信息，生成生产任务单，例如输入“可口可乐”的生产单号“2014071101”，生产批号为“2014071101”，生产日期为“2014年7月11日”，配方需要的物料如表1所示：
表1：
| 成分名称 | 投料顺序 | 所述数量 |
| P1-可口可乐-第一成分P1 | 1 | 8 |
| P2-可口可乐-第一成分P2 | 2 | 8 |
P2：原材料管理单元存储原材料，并根据原材料的存储情况和生产任务单生成原材料领料单。
原材料的入库步骤为：
步骤1、根据送货单填写入库单，入库单包括信息：送货单编号、主剂编号、条码、成分名称、规格、单位(u)，批次号；送货单的填写方式为上传扫描条码结果文件；
步骤2、送货单填写完成后，检查入库结果，并提交签字确认。
原材料领料步骤为：根据生产任务单与原材料的存储情况对比，生成原材料领料单，原材料领料单的内容包括：订单号，领用部门，领用时间，成分名称，规格，领用单位(u)和用途；
出库：
步骤1：根据领料单生产推荐记录出库，出库记录入表2和表3所示：
表2：
| 主剂编号 | 成分名称 | 规格 | 批次号 | 单位(u) | 最佳使.. | |
| 1 | 1448859 | P1-可口可乐-第一成分P1 | 4x2u | 1916926500 | 8 | 2025-1.. |
| 2 | 1448133 | P2-可口可乐-第一成分P2 | 4x2u | 1460432391 | 8 | 2025-0.. |
表3：
步骤2：产品出库时，对出库产品进行扫描；
步骤3：出库产品扫描后进行出库效验，并经部门领导签字确认后出库。
生产控制步骤具体为：
C1：设置工艺流程，具体为：
步骤1：生产前全扫描，全扫描的界面如图4所示。
步骤2：分步扫描投料，分布扫描投料的界面图如图5和图6所示所示。
步骤3：投料完成填写生产后糖信息，生产完成。
C2：根据工艺流程向适配器模块下达通用操作指令；
C3：自动记录操作过程。
指令适配步骤具体为：
Step1：指令接受单元接受来自生产控制步骤中发送的通用操作指令；
Step2：指令转换单元将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令。
下面以饮料厂主剂对步骤Step2进行举例说明：
1、饮料在生产过程中在主剂投料后，需要在搅拌泵进行搅拌，不同的主剂搅拌的时间长度不一样。
2、生产工人在投入主剂A后，需要搅拌泵搅拌3分钟，然后停止搅拌2分钟，之后继续搅拌2分钟，搅拌停止后完成了A主剂的投放和搅拌工序。
3、生产控制模块向适配器模块下达生产指令：Stir/3m_Pause/2m_Stir/2m_Stop。
4、指令转换模块根据该生产系统硬件设备B配置的转换指令参数，将上述通用指令转换成设备B专用操作指令：Stir/180_Pause/120_Stir/120_Stop。其中180和120是B设备接收按照秒为单位的时长。
Step3：适配驱动单元将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。
下面以饮料厂上述控制指令为例：
1、适配驱动单元发送Start指令启动搅拌泵；
2、适配驱动单元定时装置定时180秒；
3、适配驱动单元发送Stop指令停止搅拌泵；
4、适配驱动单元定时装置定时120秒；
5、适配驱动单元发送Start指令启动搅拌泵；
6、适配驱动单元定时装置定时120秒；
7、适配驱动单元发送Stop指令停止搅拌泵。
硬件设备生产步骤中，各种主流的生产设备接收驱动指令后，根据指令进行生产运行。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (9)
1.一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，包括材料配置模块、生产控制模块和硬件设备模块，所述材料配置模块与所述生产控制模块之间通信连接，所述生产控制模块与所述硬件设备模块通信连接，其特征在于，在所述生产控制模块与所述加工机器模块之间还设置适配接口模块，所述适配接口模块包括
指令接受单元，用于接受来自生产控制模块发送的通用操作指令；
指令转换单元，用于将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令；
适配驱动单元，用于将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。
2.根据权利要求1所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，其特征在于，所述指令接受单元接受通用操作指令的方式采用消息方式或者数据库访问方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，其特征在于， 所述材料配置模块包括
生产计划单元，用于制定生产计划并自动生成生产任务单；
原材料管理单元，用于对原材料储备进行管理并根据生产任务单与原材料储备情况进行对比，生成原材料领料单。
4.根据权利要求1所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，其特征在于，所述材料配置模块还包括数据库单元，用于存储材料配置模块中产生的数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制系统，其特征在于，所述生产控制模块用于设置生产工艺流程，向适配接口模块下达通用操作指令并自动记录操作过程。
6.一种基于通用适配器的自动化生产控制方法，包括材料配置步骤、生产控制步骤和硬件设备生产步骤，其特征在于，在生产控制步骤和硬件设备生产步骤之间还设置指令适配步骤，具体为：
Step1：指令接受单元接受来自生产控制步骤中发送的通用操作指令；
Step2：指令转换单元将所述指令接受单元接收的通用操作指令转换成与所述硬件设备模块的硬件设备匹配的专用操作指令；
Step3：适配驱动单元将指令转换单元生成的专用操作指令转换成驱动指令并驱动硬件设备模块运转。
7.根据权利要求6所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制方法，其特征在于，所述材料配置步骤，具体为：
P1：生产计划单元制定生产计划并自动生产任务单；
P2：原材料管理单元存储原材料，并根据原材料的存储情况和生产任务单生成原材料领料单。
8.根据权利要求6所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制方法，其特征在于，所述生产控制步骤具体为：
C1：设置工艺流程；
C2：根据工艺流程向适配器模块下达通用操作指令；
C3：自动记录操作过程。
9.根据权利要求6所述的一种基于通用适配器的自动化生产控制方法，其特征在于，所述步骤Step2中将通用操作指令转换为专用操作指令的步骤为：
A、收集主流硬件设备厂商和主流型号各种控制参数，保存到转换模块数据库中，如果硬件控制参数有变更，更新该配置控制参数数据库；
B、定义通用操作指令与硬件设备控制参数对应关系；
C、收到通用操作指令，在控制参数数据库中查找本硬件设备的控制参数；
D、根据查找出来的参数，生成本硬件设备的专用操作指令。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170517 Termination date: 20181117 |