CN105955227A - 一种生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，首先跟踪确定对象的位置，然后通过目标值来定义在跟踪位置上产线执行动作。在同时连续生产多个产品时，通过一个运行在控制器上的中间层解释器解释跟踪控制程序实现整个逻辑控制，跟踪模块通过传感器的信号跟踪产品，并且将这个对象在其所在跟踪模块需要做的动作和目标值加入到目标值列表，当设定的目标值到达时控制器自动执行所定义的动作。本发明编程过程只需要描述控制逻辑时序，开发速度快，控制逻辑更加稳定，不容易出现程序漏洞，大大节省了开发的时间和成本。除此之外，利用该方法可以在线的改变控制程序和参数而不需要暂停生产线。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制，特别涉及一种生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法。
背景技术
在自动化生产产线上，被生产产品在生产线上传送，通过不同的工位和机器完成不同的工序。大部分的自动化控制过程都是与生产的单个产品相关的，即设备或者机器对于产线上产品重复的做出同样的工作。自动化生产线的基本特性就是根据生产的现状不断的重复进行回应，因为对于每一个单独的产品而言，生产线对它的执行过程是一样的。
控制器被广泛的应用于自动化生产线上。常用的控制器是指可编程逻辑控制器或者单片机微处理器。控制器的编程一般是面向过程的，根据自动化生产线的具体控制逻辑需求选择不同品牌和类型的产品并且编写相应的控制程序。也就是说当某个传感器的信号出现一定的状态，就会引发一定的动作或者执行逻辑。这种方法最大的缺点就是要考虑到生产线上不同产品间的干扰和影响。由于自动化生产线的情况都不尽相同，在一个需要的控制段内通常有多个产品，所以控制程序的编写就需要根据每条生产线的特点编写特定的控制逻辑，以排除生产线上同一环节不同产品对控制信号的干扰。传统自动化开发方式对工程师有比较高的要求，控制逻辑在不同的设备间的可重复利用率不高。特别是在非标设备自动化领域，控制器自动化程序开发维护的周期和成本很高。而且控制程序特定于具体的产品品牌和系列，系统平台的移植比较困难。
发明内容
本发明目的是：提供一种可以广泛应用于自动化生产线上的面向对象的逻辑跟踪和控制方法。使用该方法可以大大的简化自动化生产线上的控制器控制逻辑的实现，加快设备研发的过程。特别是在非标自动化设备上，该方法能够节约研发成本和缩短研发周期。通过加入逻辑中间层解释器能够方便的将控制逻辑在不同的硬件系统之间移植。
本发明的技术方案是：
一种生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，通过生产线上不同生产环节安装的传感器实现对生产线上各个生产环节的产品进行位置跟踪，被追踪的产品称为对象，产品在被跟踪的整个过程中每个需要执行动作的位置点，称为目标值，然后通过目标值定义在跟踪位置上生产线的具体执行动作。
整个生产线上对产品的位置跟踪分为若干段，每一个跟踪段称为一个跟踪模块。
优选的，在生产线上同时连续生产多个产品时，通过一个运行在控制器上的中间层解释器解释跟踪控制程序实现整个逻辑控制：每当一个产品进入生产线时，解释器会生成一个内部的对象，每个对象有一个标识号。然后跟踪模块通过传感器的信号跟踪产品，并且将这个对象在其所在跟踪模块需要做的动作和目标值加入到目标值列表。
优选的，中间层解释器循环的扫描各自的目标值列表，对象位置达到目标值，立即执行动作并将执行过的动作从目标值列表中删除；同时扫描建立新的对象，将对象中的动作加入到目标值列表，建立对象和扫描列表两个过程不断的往复循环。
优选的，所述传感器采用光电传感器，各光电传感器连接到一脉冲计数器，根据脉冲计数器的累积脉冲数量跟踪对象的位置。
优选的，所述控制器上运行的通用的中间层解释器，通过检测平台的上位机软件系统配置具体的跟踪和控制逻辑，更改跟踪的程序和参数，控制器能够在不停机的情况下重新去执行新的程序和参数。
优选的，所述控制器描述的过程只需要描述一个对象，中间层解释器自动的将它应用到生产过程中所有的对象上。
本发明的优点是：
1．与现有的传统的面向过程的控制技术相比，本发明提供的面向对象的控制器跟踪控制方法，编程过程只需要描述控制逻辑时序，不需要考虑具体的实现，开发速度快，不需要专业的控制器编程技能，控制逻辑更加稳定，不容易出现程序漏洞，大大节省了开发的时间和成本。
2．本发明只需要对生产线上单个产品的逻辑定义清楚，整个生产线的控制逻辑就描述完全，该方法能够自动的排除其它产品对控制信号的干扰，因为控制器执行的所有动作都是基于一个特定的对象，也就是产品。
3．本发明没有在控制器上直接实现一个具体的控制或者跟踪逻辑，而是一个能够理解跟踪和控制描述的通用的实现。本发明解释器中间层，控制逻辑可以方便的在不同的控制器之间移植，可以实现同一个编程逻辑同时运行在完全不同的硬件平台和软件环境当中。
4. 本发明解释器中间层，控制器的控制程序和参数可以在线修改，而不需要暂停生产线。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例中生产线上对一个瓶子的追踪示意图；
图2为本发明实施例中用XML描述的图1的跟踪模块的可视化显示。
具体实施方式
本发明所揭示的生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，为了实现面向对象的控制方式，首先需要在生产产线上各个生产环节对产品进行跟踪。跟踪是通过产线上不同生产环节安装的传感器实现。产品在被跟踪的整个过程中不同的时间点，生产产线做出相应的动作。每一个动作都是针对具体的某一个产品也就是对象。也就是说在产品在产线上整个生产周期中通过各种传感器能够被跟踪，而且在跟踪的环节中不同的目标值被执行具体的动作。
整个生产线上对产品的位置跟踪分为若干段，每一个跟踪段称为一个跟踪模块，生产线上同时连续生产多个产品时，通过一个中间层解释器在控制器上实现整个逻辑控制：每当一个产品进入生产线时，解释器会生成一个内部的对象，每个对象有一个标识号。然后跟踪模块通过传感器的信号跟踪产品，并且将这个对象在其所在跟踪模块需要做的动作和目标值加入到目标值列表。中间层解释器循环的扫描各自的目标值列表，对象位置达到目标值，立即执行动作并将执行过的动作从目标值列表中删除；同时扫描建立新的对象，将对象中的动作加入到目标值列表，建立对象和扫描列表两个过程不断的往复循环。
下面通过一个具体的例子来说明该跟踪和控制方法和其具体的实现。如图1所示，1个瓶子在生产线上传送，经过三个工作位置，在不同的位置上完成不同的动作工序。所述传感器采用光电传感器，各光电传感器连接到一脉冲计数器，根据脉冲计数器的累积脉冲数量跟踪对象的位置。
瓶子通过最左端的光电传感器感应进入工作区，之后通过传送带的脉冲计数器来定位瓶子在生产线上的位置。首先我们对生产的自动化过程对于单个生产对象进行描述。在这个实例中，当瓶子进入工作区之后100个传送带脉冲时候对瓶子执行吹干，然后200个脉冲之后对对象拍照检测对象是否合格，最后再经过200个脉冲处将不合格产品剔除出传送带。这当中动作执行相对于对象进入工作区起始位置的传送带脉冲延迟就是目标值。整个生产线上对产品的位置跟踪分为若干段，每一个跟踪段称为一个跟踪模块。跟踪模块整个动作可以通过XML语言的方式来定义，图2是XML描述跟踪模块的可视化显示。
对单个对象的跟踪控制逻辑描述清楚之后，然后通过一个中间层控制解释器在控制上具体实现整个逻辑。在生产线上同时连续生产多个产品的时候，解释器通过单个对象的跟踪和管理自动完成控制逻辑。还是以上面的实例来做说明，每次运行在控制器上的解释器通过光电传感器感应到一个瓶子进入生产线，解释器会生成一个内部的对象。每个对象有一个唯一的标识号，然后将这个对象在所在跟踪模块需要做的动作和目标值加入到目标值列表。每个跟踪的模块维护一个统一的列表，表1是一个生产过程的瞬间镜像。
表1 一个生产过程的瞬间镜像
中间层解释器循环的扫描各自的目标值列表。如果列表中目标值大于传送带脉冲计数器，立即执行并将执行过的动作从目标值列表中删除。同时扫描光电传感器建立新的对象，将对象中的动作加入到目标值列表。建立对象和扫描列表两个过程不断的往复循环，中间层解释器实际上将单个对象的跟踪控制逻辑自动的复制到所有的产线上的对象。
实际生产过程中生产产线中有多个跟踪和控制段，可以通过多个跟踪模块用同样的逻辑并行执行。产品在产线上还可以在模块之间通过跟踪定位传递，通过这种方法可以实现大型的跟踪和控制系统。由于解释器是一个中间层，可以在不同的控制器上实现，比如市面上的可编程控制器，单片机，或者其它实时控制系统。
本发明面向对象的跟踪和控制方法，实践中在控制器上开发了一套通用的中间层解释器，通过检测平台的上位机软件系统可以配置具体的跟踪和控制逻辑。通过这个方法这套跟踪和控制系统可以应用于所有公司的检测设备和模块中。设备的操作人员不需要任何控制器的编程知识，只需要短时间简单的培训就能够配置出希望的控制逻辑。大大的减少了工程成本和软件的许可证的费用。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，其特征在于：通过生产线上不同生产环节安装的传感器实现对生产线上各个生产环节的产品进行位置跟踪，被追踪的产品称为对象，产品在被跟踪的整个过程中每个需要执行动作的位置点，称为目标值，然后通过目标值定义在跟踪位置上生产线的具体执行动作。
2.根据权利要求1所述的生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，其特征在于：整个生产线上对产品的位置跟踪分为若干段，每一个跟踪段称为一个跟踪模块。
3.根据权利要求2所述的生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，其特征在于：在生产线上同时连续生产多个产品时，通过一个运行在控制器上的中间层解释器解释跟踪控制程序实现整个逻辑控制：每当一个产品进入生产线时，解释器会生成一个内部的对象，每个对象有一个标识号，然后将这个对象在其所在跟踪模块需要做的动作和目标值加入到目标值列表。
4.根据权利要求3所述的生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，其特征在于：中间层解释器循环的扫描各自的目标值列表，对象位置达到目标值，立即执行动作并将执行过的动作从目标值列表中删除；同时扫描建立新的对象，将对象中的动作加入到目标值列表，建立对象和扫描列表两个过程不断的往复循环。
5.根据权利要求4所述的生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，其特征在于： 所述控制器上运行的通用的中间层解释器，通过检测平台的上位机软件系统配置具体的跟踪和控制逻辑，更改跟踪的程序和参数，控制器能够在不停机的情况下重新去执行新的程序和参数。
6.根据权利要求5所述的生产线上面向对象的控制器跟踪控制方法，其特征在于：所述控制器描述的过程只需要描述一个对象，中间层解释器自动的将它应用到生产过程中所有的对象上。
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