CN106155020A - 一种基于mes的奶粉干混自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于MES的奶粉干混生产自动控制系统研究，属于乳制品行业的自动控制领域，可以对干混生产过程进行监控和保存数据，能很好的实现追溯功能，提高生产效率。对主系统而言，在干混PLC控制基础上，配条码扫描枪、工位分布触屏计算机，条码打印机等，流程终端设服务器计算机；利用MES系统原理，以配方（BOM）控制与管理为核心，实现了从杀菌、干混、输送、储存及包装过程的小型MES系统；后台数据库选用具有管理能力和安全性的Microsoft SQL Server 2000;前台开发工具选用Visual Basic 6.0；系统采用的架构是客户/服务器（Cilent/Server）架构，可以提高系统稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种乳品行业，尤其是婴幼儿奶粉行业的自动控制系统结构。
背景技术
在“工业4.0”的大环境下，随着全球化竞争的进一步加剧和乳品业信息化智能化进程的加快，企业对产品制造过程的质量信息可追溯性提出了更高的要求。MES能很好的完成这一项要求。MES(制造企业生产过程执行管理系统)的定位，是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。它是连接企业顶层计划系统与底层设备的桥梁，是一个能精确调度、发送、跟踪、监控车间生产信息和过程，且同时能测量和报告其实时性能的制造执行系统，它是实现车间生产敏捷化的基本技术手段。目前国内的乳制品行业MES系统在局部工艺的监控上还处于空白，所以我们致力于研究在干混的工艺流程下基于MES的奶粉控制系统。
发明内容
本发明提出一种基于MES的奶粉干混控制系统，实现对奶粉干混生产全过程的杀菌、配料、干混、气力输送及包装环节配料的品种、数量（重量）及人员信息的验证及与控制，以及前后工序间的工序流程控制。
本发明的技术方案为：
该控制系统干混部分包括大干混系统和小料干混系统，控制系统部分有PLC控制柜、触摸屏、上位机、电子秤等组成。所有操作（包括手动、自动模式下）都可以通过上位机、控制柜和触摸屏进行操作。控制系统PLC采用的是西门子公司S7-300PLC,编程软件是Step7 5.4,上位软件使用的是西门子公司Wincc 7.0.
对主系统而言，是在干混输送PLC控制系统的基础上，配备条码扫描枪、各工位分布式触摸屏计算机，条码打印机等设备，流程终端设置服务器计算机；利用制造业相对较成熟的MES系统原理，以配方（BOM）控制与管理为核心，实现了从杀菌、干混、输送、储存及包装过程的小型MES系统，其中条码打印采用专用条码打印软件Label Matrix打印。系统对干混过程中每个新增原料都进行条码扫描，以形成工序顺序标记。各工位触摸式计算机与本工位PLC均采用RS232C接口和就地PLC进行信息交换，与条码扫描枪均采用简单通用的USB接口，主机通过以太网连接方式与交换机相连，进而连接各个分布式计算机控制屏。
系统开发环境采用Windows XP Professional操作系统，后台数据库软件选用具有强大管理能力和安全性的Microsoft SQL Server 2000 ;前台开发工具选用VisualBasic 6.0；系统采用的架构是先进的客户/服务器（Cilent/Server）架构。
本系统采用的组态方案是利用我们常用的Excel调用VBA函数，实现用户自己组态生成新的条码规则。
本发明的有益效果是：
1.本发明所设计的利用条码技术实现的小型MES系统，能满足对产品生产过程的质量监控和后期的质量追溯。
2.本发明所采用的分布式的客户端/服务器架构可以减少服务器和网络通信的负担，使系统总体运行性能得到改善，同时也提高了系统的可靠性；
3.利用条码技术、计算机技术和现代控制技术对生产加工每一个工位的生产数据自动建立数据档案，实现工序间的顺序纠错功能以及追溯功能，在软件方面，采用暂存数据库和主数据库并存的方式，有效的解决了实时生产数据存取和追溯之间的矛盾。
4.本发明所设计的以BOM表为核心的MES系统，能在产品质量出现问题时根据产品条形码在该数据库中查询到产品加工时的生产数据；能够及时、准确的追踪到问题产生的根本原因，从而降低管理成本、提高效益。
附图说明
附图1，本发明的干混生产线系统配置结构示意图；
附图2，本发明的主要控制部分系统架构图；
图中： 1、杀菌机，2、小料投料站，3、小干混机，4、小料预混包装机，5、电子秤，6、主机，7、大干混投料站，8、大干混机，9、粉仓，10、包装机，11、小料分装区。
具体实施方式
以下结合附图1进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
参照附图1，（1）杀菌机通过传送带直接与（2）小料投料机相连，在（11）处已经完成分装的各种添加小料直接投入（2）小料投料。小料投料站与（3）小干混机之间是用供粉管道相连，供粉原理是负压气力输送的方式，通过调节（3）干混机中的气压，使其低于投料站内气压使得粉料进入干混机中，干混完成后，同样以气力输送的方式送到预混包装机中进行储存，等待包装。大干混与小干混部分类似，同样经过杀菌机通过传送带到达投料站，投料站直接与干混机相连，经过干混机后经负压气力输送到达粉仓存储，经包装机进行包装。
如图所示，(2)小料投料，（7）大干混投料，（6）干混系统主机及（11）小料分装系统主机处均配有条码扫描枪，条码扫描枪与系统计算机之间采用简单的USB连接方式，两系统主机处还配有电子秤。电子秤我们选用的是托利多电子秤。通过对电子秤的精度进行设置我们可以保证所添加小料的微量元素的精度。
由图2可以看出，除了干混生产线由四个独立的小控制系统，分别在与PLC相连的触摸屏上显示控制界面（包括小料分装部分，杀菌机部分，小料投料部分和大干混投料部分）外，在中控室的主OFFICE计算机上，除了运行Wincc上位控制软件外，还运行一个主程序控制软件，这个软件可以脱离VB在计算机上独立运行，后台数据库用SQL支撑。主程序下有几个控制界面，其中主要的是BOM信息和条码打印。BOM信息可以存储和查询原料来源的所有物料信息，条码打印模块是其他分部条码打印的总成，在这里可以对所有的条码进行存储和查询，并对部分缺失条码或开始条码进行打印。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些发明和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (3)
1.一种基于MES的奶粉干混自动控制系统该控制系统干混部分包括大干混系统和小料干混系统，控制系统部分有PLC控制柜、触摸屏、上位机、电子秤等组成，所有操作（包括手动、自动模式下）都可以通过上位机、控制柜和触摸屏进行操作，控制系统PLC采用的是西门子公司S7-300PLC,编程软件是Step7 5.4, 上位软件使用的是西门子公司Wincc 7.0，对主系统而言，是在干混输送PLC控制系统的基础上，配备条码扫描枪、各工位分布式触摸屏计算机，条码打印机等设备，流程终端设置服务器计算机；利用制造业相对较成熟的MES系统原理，以配方（BOM）控制与管理为核心，实现了从杀菌、干混、输送、储存及包装过程的小型MES系统，其中条码打印采用专用条码打印软件Label Matrix打印，系统开发环境采用Windows XP Professional操作系统，后台数据库软件选用具有强大管理能力和安全性的Microsoft SQL Server 2000 ;前台开发工具选用Visual Basic 6.0；系统采用的架构是先进的客户/服务器（Cilent/Server）架构。
2.根据权利要求1所述的干混部分控制系统，其特征在于对于干混部分采用的是各工位分布式触摸屏计算机，所述的控制系统下分为各个工位相对应的独立控制模块，在各工位分别与PLC和条码扫描枪进行连接，可以更加及时有效的采集并处理数据信息，提高操作性能和工作效率。
3.根据权利要求1所述的干混控制系统，其特征在于，使用条形码技术对操作过程进行处理和存储信息，每一道加工工序都对应一个条形码，每一个信息的存储和查询也是用条形码来进行标记，通过对条形码的合理应用来实现控制系统的查询和追溯功能。
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