CN106292520A - 注塑机产能采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息采集领域，具体涉及注塑机产能采集系统，包括用于采集注塑机各项参数和环境参数的数据采集装置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置；所述数据采集装置包括连接于注塑机PLC以采集各项数据的采集卡、用于对采集模块进行校准的校准模块、用于实时显示采集数据的显示器、用于对采集卡进行参数设定的按键和用于供电的电源。本发明数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用。

Description

注塑机产能采集系统

技术领域

本发明涉及信息采集领域，特别是涉及注塑机产能采集系统。

背景技术

作为一种重要的塑料加工成型机械，注塑机在轻工业行业中占据着重要的地位，其产品在各个领域有着广泛的应用。在注塑成型过程中，注塑机注射过程是一个循环的周期过程，其过程主要可以分为七个阶段：合模、注射、保压、塑化、冷却、开模、顶出制品。塑料制品的质量主要取决于两方面，一是注塑机的各项性能参数，如注射压力、温度、速度等，二是注塑各阶段的环境参数。

为提高注塑效率，优化产品质量，必须对注塑机生产的整个过程进行规范化管理，如计数、统计、录入、汇总、分析等，现有技术中这些工作主要通过人工完成，人工操作存在以下弊端，一方面，人工成本高，第二方面，管理效率低，管理层得到的产能报告存在滞后性，无法实时了解注塑机生产动态，不便于及时处理突发状况，第三方面，由于人工主观和客观原因，会造成采集的信息存在一定的误差，不利于管理层真实了解产能情况，第四方面，管理层只能获得报告，无法直观的了解生产现场状况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种运行成本低、采集效率高、采集精度高、智能化程度高的注塑机产能采集系统。

本发明所采用的技术方案是：注塑机产能采集系统，包括用于采集注塑机各项参数和环境参数的数据采集装置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置；所述数据采集装置包括连接于注塑机PLC以采集各项数据的采集卡、用于对采集模块进行校准的校准模块、用于实时显示采集数据的显示器、用于对采集卡进行参数设定的按键和用于供电的电源；所述采集卡包括用于采集温度信息的若干个温度传感器、用于采集压力信息的若干个压力传感器、用于采集位移信息的若干个位移传感器、用于采集生产速度的测速器、用于采集生产时间信息的计时器、用于产量计数的计数器和用于现场监控的摄像头；所述计数器包括连接于注塑机PLC的七个信号输入单元、用于滤去环境干扰的滤波单元、用于七个信号输入单元获取信号时序化匹配的处理单元和用于处理后信号输出的输出单元；所述七个信号输入单元获取信号分别为合模信号、注射信号、保压信号、塑化信号、冷却信号、开模信号和顶出信号。

对上述技术方案的进一步改进为，所述采集卡的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器；所述处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口；所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接，所述wifi无线路由器的远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。

对上述技术方案的进一步改进为，所述wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块，所述供电模块连接于CPU模块、4G模块和wifi模块以供电；所述CPU模块通过PCI连接于4G模块，所述4G模块与广域网络通信；所述CPU模块与WIFI模块连接，将4G模块从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。

对上述技术方案的进一步改进为，所述wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块，所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连，所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。

对上述技术方案的进一步改进为，所述wifi模拟信号放大模块为线性放大器，所述wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片。

对上述技术方案的进一步改进为，所述远程控制终端为PC机或手机或PAD，所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。

对上述技术方案的进一步改进为，所述处理装置为实体处理器或云服务器。

本发明的有益效果为：

1、一方面，本发明通过数据采集装置采集采集注塑机各项参数和环境参数，经处理装置处理后，通过通讯装置反馈至远程控制终端，供管理者实时监控注塑机生产情况，智能化程度高，工作效率高，数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用。第二方面，数据采集装置包括连接于注塑机PLC以采集各项数据的采集卡、用于对采集模块进行校准的校准模块、用于实时显示采集数据的显示器、用于对采集卡进行参数设定的按键和用于供电的电源，先根据实际情况通过按键设定采集卡的各项工作参数，再通过校准模块对采集卡进行校准，再通过采集卡高速采集注塑机各项参数，最后通过显示器实时显示这些数据，由于采集前经过了参数设定和校准，采集的数据真实可靠，提高了本发明的采集精度。第三方面，采集卡包括用于采集温度信息的若干个温度传感器、用于采集压力信息的若干个压力传感器、用于采集位移信息的若干个位移传感器、用于采集生产速度的测速器、用于采集生产时间信息的计时器、用于产量计数的计数器和用于现场监控的摄像头，由于注塑机生产过程中有多处温度需要监控，如料筒温度、注射缸油温、合模缸油温、环境温度等，设置若干个温度传感器，分别监控不同重点区域的温度，便于了解完整的情况情况，设置若干个压力传感器，监控合模压力、开模力、顶出力、注射压力、注射缸油压、合模缸油压、系统油压等，设置若干个位移传感器，分别监控注射行程、移模行程、顶出行程等，设置测速器，监控注射速度、移模速度等，设置计时器，用于统计注塑机工作时间，设置计数器，用于统计注塑机产量，设置摄像头，用于实时采集生产现场图像，供管理层远程观看生产现场，采集卡采集的参数能全方位的评价注塑机性能和环境参数，使得系统采集的生产信息全面准确，便于管理层做出准确的生产决策。第四方面，计数器包括连接于注塑机PLC的七个信号输入单元、用于滤去环境干扰的滤波单元、用于七个信号输入单元获取信号时序化匹配的处理单元和用于处理后信号输出的输出单元；所述七个信号输入单元获取信号分别为合模信号、注射信号、保压信号、塑化信号、冷却信号、开模信号和顶出信号，为准确获得注塑机产量数据，七个信号输入单元依次对注塑机的各工作过程进行动作采集，然后再通过滤波单元去掉环境干扰杂波以消除干扰，再通过处理单元将七个信号进行序列化匹配，避免将无效信号误当有效信号进行计数，最后通过输出单元将处理后的信号输出，进一步提高了系统产能采集的精度。

2、采集卡的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种，采集卡的输入接口有多种，可根据具体传感器的不同选择合适的接口，由于注塑机生产现场电磁干扰强烈，通过不同的输入接口来屏蔽电磁干扰，防止信号输入前发生畸变，进一步提高了系统产能采集的精度。

3、通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器；采用wifi进行信号传输，传输速度高、有效距离长，保证数据能快速、准确的传输至远程控制终端，提高了产能采集精度。

4、处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口；所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接，所述wifi无线路由器的远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。处理装置与远程控制终端之间的信号传递为双向的，既能快速准确的将数据采集装置采集的信号传输至远程控制终端，又能接受远程控制终端的控制，实现远程操控，进一步增加了网关的智能性，且数据经处理装置处理后输出，使得信号在传输过程中减小失真，从而提高数据采集的精确度。

5、wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块，所述供电模块连接于CPU模块、4G模块和wifi模块以供电；所述CPU模块通过PCI连接于4G模块，所述4G模块与广域网络通信；所述CPU模块与WIFI模块连接，将4G模块从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。wifi无线路由器既有4G模块，又有wifi模块，当远程控制终端距离wifi无线路由器较远时，可采用4G无线广域网络转WIFI无线局域网络的方式进行通讯，以确保信息传递的及时准确，保证数据采集精度和时效。

6、wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块，所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连，所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。在信号放大前，通过wifi模拟信号解调模块对传输过程中衰减的信号进行解调还原为数字信号，再通过数字信号处理模块对数字信号进行校验，消除失真，再通过wifi数字信号调制模块转换为模拟信号，最后再通过wifi模拟信号放大模块进行信号放大。通过此过程可保证放大后的信号中噪声不会叠加，信号灵敏度高，信号传输可靠性高，有利于进一步提高数据采集精度。

7、wifi模拟信号放大模块为线性放大器，线性放大器对输入信号中特定频率部分的进行放大,从而实现对输入WIFI信号的放大，驱动负载能力好、抗干扰能力强,信号传输可靠性高，wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片，输出功率典型值为1W，应用范围广，有利于本发明的推广应用。

8、远程控制终端为PC机或手机或PAD，用户选择多样化，所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。设有启动单元，只有当输入正确的指纹时，系统才能启动，以进行远程控制，增加了本发明使用的安全性，防止恶意入侵造成的远程控制失灵，进一步确保产能信息采集的准确性。

9、处理装置为实体处理器或云服务器。处理装置可为云服务器，各类注塑机产能数据均能反馈至服务器，数据储存量大，且能避免实体服务器故障造成的系统无法正常工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的数据采集装置的结构示意图；

图3为本发明的计数器的结构示意图；

图4为本发明的处理装置的结构示意图；

图5为本发明的远程控制终端的结构示意图；

图6为本发明的wifi信号放大器的结构示意图；

图7为本发明的wifi无线路由器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，为本发明的结构示意图。

注塑机产能采集系统100，包括用于采集注塑机各项参数和环境参数的数据采集装置110、用于对采集的数据进行处理的处理装置120、用于进行远程控制的远程控制终端130、用于处理装置120与远程控制终端130通讯的通讯装置140。

如图2所示，为本发明的数据采集装置的结构示意图。

数据采集装置110包括连接于注塑机PLC以采集各项数据的采集卡111、用于对采集模块进行校准的校准模块112、用于实时显示采集数据的显示器113、用于对采集卡111进行参数设定的按键114和用于供电的电源。

采集卡111包括用于采集温度信息的若干个温度传感器111a、用于采集压力信息的若干个压力传感器111b、用于采集位移信息的若干个位移传感器111c、用于采集生产速度的测速器111d、用于采集生产时间信息的计时器111e、用于产量计数的计数器111f和用于现场监控的摄像头111g。

如图3所示，为本发明的计数器的结构示意图。

计数器111f包括连接于注塑机PLC的七个信号输入单元111f1、用于滤去环境干扰的滤波单元111f2、用于七个信号输入单元111f1获取信号时序化匹配的处理单元111f3和用于处理后信号输出的输出单元111f4；七个信号输入单元111f1获取信号分别为合模信号、注射信号、保压信号、塑化信号、冷却信号、开模信号和顶出信号。

采集卡111的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种，采集卡111的输入接口有多种，可根据具体传感器的不同选择合适的接口，由于注塑机生产现场电磁干扰强烈，通过不同的输入接口来屏蔽电磁干扰，防止信号输入前发生畸变，进一步提高了系统100产能采集的精度。

如图4所示，为本发明的处理装置的结构示意图。

处理装置120包括用于数据采集装置110输入数据的输入接口121、连接于输入接口121用于储存数据的储存单元122、连接于储存单元122用于处理数据的处理单元123、连接于处理单元123用于向通讯装置140进行数据输出的输出接口124、连接于处理单元123用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口125。

处理装置120的输出接口124与wifi无线路由器142的信号输入端之间通过wifi无线连接，wifi无线路由器142的信号输出端与wifi信号放大器141的信号输入端之间通过wifi无线连接，wifi信号放大器141的信号输出端与处理装置120的远程信号接口125连接，wifi无线路由器142的远程通信端与远程控制终端130之间通过互联网连接。处理装置120与远程控制终端130之间的信号传递为双向的，既能快速准确的将数据采集装置110采集的信号传输至远程控制终端130，又能接受远程控制终端130的控制，实现远程操控，进一步增加了网关的智能性，且数据经处理装置120处理后输出，使得信号在传输过程中减小失真，从而提高数据采集的精确度。

处理装置120为实体处理器或云服务器。处理装置120可为云服务器，各类注塑机产能数据均能反馈至服务器，数据储存量大，且能避免实体服务器故障造成的系统100无法正常工作。

如图5所示，为本发明的远程控制终端的结构示意图。

远程控制终端130为PC机或手机或PAD，用户选择多样化，远程控制终端130包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元131、用于进行远程控制的控制单元132、用于启动系统100的启动单元133，启动单元133内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。设有启动单元133，只有当输入正确的指纹时，系统100才能启动，以进行远程控制，增加了本发明使用的安全性，防止恶意入侵造成的远程控制失灵，进一步确保产能信息采集的准确性。

通讯装置140包括wifi信号放大器141和wifi无线路由器142；采用wifi进行信号传输，传输速度高、有效距离长，保证数据能快速、准确的传输至远程控制终端130，提高了产能采集精度。

如图6所示，为本发明的wifi信号放大器的结构示意图。

wifi信号放大器141包括wifi模拟信号解调模块141a、数字信号处理模块141b、wifi数字信号调制模块141c和wifi模拟信号放大模块141d，wifi模拟信号解调模块141a与数字信号处理模块141b相连，数字信号处理模块141b与wifi数字信号调制模块141c相连，wifi数字信号调制模块141c与wifi模拟信号放大模块141d相连。在信号放大前，通过wifi模拟信号解调模块141a对传输过程中衰减的信号进行解调还原为数字信号，再通过数字信号处理模块141b对数字信号进行校验，消除失真，再通过wifi数字信号调制模块141c转换为模拟信号，最后再通过wifi模拟信号放大模块141d进行信号放大。通过此过程可保证放大后的信号中噪声不会叠加，信号灵敏度高，信号传输可靠性高，有利于进一步提高数据采集精度。

如图7所示，为本发明的wifi无线路由器的结构示意图。

wifi无线路由器142包括供电模块142a、CPU模块142b、4G模块142c和wifi模块142d，供电模块142a连接于CPU模块142b、4G模块142c和wifi模块142d以供电；CPU模块142b通过PCI连接于4G模块142c，4G模块142c与广域网络通信；CPU模块142b与WIFI模块连接，将4G模块142c从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。wifi无线路由器142既有4G模块142c，又有wifi模块142d，当远程控制终端130距离wifi无线路由器142较远时，可采用4G无线广域网络转WIFI无线局域网络的方式进行通讯，以确保信息传递的及时准确，保证数据采集精度和时效。

wifi模拟信号放大模块141d为线性放大器，线性放大器对输入信号中特定频率部分的进行放大,从而实现对输入WIFI信号的放大，驱动负载能力好、抗干扰能力强,信号传输可靠性高，wifi模拟信号放大模块141d为RF2126芯片，输出功率典型值为1W，应用范围广，有利于本发明的推广应用。

一方面，本发明通过数据采集装置110采集采集注塑机各项参数和环境参数，经处理装置120处理后，通过通讯装置140反馈至远程控制终端130，供管理者实时监控注塑机生产情况，智能化程度高，工作效率高，数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用。第二方面，数据采集装置110包括连接于注塑机PLC以采集各项数据的采集卡111、用于对采集模块进行校准的校准模块112、用于实时显示采集数据的显示器113、用于对采集卡111进行参数设定的按键114和用于供电的电源，先根据实际情况通过按键114设定采集卡111的各项工作参数，再通过校准模块112对采集卡111进行校准，再通过采集卡111高速采集注塑机各项参数，最后通过显示器113实时显示这些数据，由于采集前经过了参数设定和校准，采集的数据真实可靠，提高了本发明的采集精度。第三方面，采集卡111包括用于采集温度信息的若干个温度传感器111a、用于采集压力信息的若干个压力传感器111b、用于采集位移信息的若干个位移传感器111c、用于采集生产速度的测速器111d、用于采集生产时间信息的计时器111e、用于产量计数的计数器111f和用于现场监控的摄像头111g，由于注塑机生产过程中有多处温度需要监控，如料筒温度、注射缸油温、合模缸油温、环境温度等，设置若干个温度传感器111a，分别监控不同重点区域的温度，便于了解完整的情况情况，设置若干个压力传感器111b，监控合模压力、开模力、顶出力、注射压力、注射缸油压、合模缸油压、系统100油压等，设置若干个位移传感器111c，分别监控注射行程、移模行程、顶出行程等，设置测速器111d，监控注射速度、移模速度等，设置计时器111e，用于统计注塑机工作时间，设置计数器111f，用于统计注塑机产量，设置摄像头111g，用于实时采集生产现场图像，供管理层远程观看生产现场，采集卡111采集的参数能全方位的评价注塑机性能和环境参数，使得系统100采集的生产信息全面准确，便于管理层做出准确的生产决策。第四方面，计数器111f包括连接于注塑机PLC的七个信号输入单元111f1、用于滤去环境干扰的滤波单元111f2、用于七个信号输入单元111f1获取信号时序化匹配的处理单元111f3和用于处理后信号输出的输出单元111f4；七个信号输入单元111f1获取信号分别为合模信号、注射信号、保压信号、塑化信号、冷却信号、开模信号和顶出信号，为准确获得注塑机产量数据，七个信号输入单元111f1依次对注塑机的各工作过程进行动作采集，然后再通过滤波单元111f2去掉环境干扰杂波以消除干扰，再通过处理单元111f3将七个信号进行序列化匹配，避免将无效信号误当有效信号进行计数，最后通过输出单元111f4将处理后的信号输出，进一步提高了系统100产能采集的精度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.注塑机产能采集系统，其特征在于：包括用于采集注塑机各项参数和环境参数的数据采集装置、用于对采集的数据进行处理的处理装置、用于进行远程控制的远程控制终端、用于处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置；所述数据采集装置包括连接于注塑机PLC以采集各项数据的采集卡、用于对采集模块进行校准的校准模块、用于实时显示采集数据的显示器、用于对采集卡进行参数设定的按键和用于供电的电源；所述采集卡包括用于采集温度信息的若干个温度传感器、用于采集压力信息的若干个压力传感器、用于采集位移信息的若干个位移传感器、用于采集生产速度的测速器、用于采集生产时间信息的计时器、用于产量计数的计数器和用于现场监控的摄像头；所述计数器包括连接于注塑机PLC的七个信号输入单元、用于滤去环境干扰的滤波单元、用于七个信号输入单元获取信号时序化匹配的处理单元和用于处理后信号输出的输出单元；所述七个信号输入单元获取信号分别为合模信号、注射信号、保压信号、塑化信号、冷却信号、开模信号和顶出信号。

2.根据权利要求1所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述采集卡的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器；所述处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口；所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接，所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接，所述wifi无线路由器的远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。

4.根据权利要求3所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块，所述供电模块连接于CPU模块、4G模块和wifi模块以供电；所述CPU模块通过PCI连接于4G模块，所述4G模块与广域网络通信；所述CPU模块与WIFI模块连接，将4G模块从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。

5.根据权利要求4所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块，所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连，所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连，所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。

6.根据权利要求5所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述wifi模拟信号放大模块为线性放大器，所述wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片。

7.根据权利要求6所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述远程控制终端为PC机或手机或PAD，所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元，所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。

8.根据权利要求7所述的注塑机产能采集系统，其特征在于：所述处理装置为实体处理器或云服务器。