CN108062080A - 钢卷重卷生产线过程控制系统 - Google Patents

钢卷重卷生产线过程控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢卷重卷生产线过程控制系统,属于制造与自动化技术领域,系统包括条码扫描仪、服务器和客户端计算机,生产线上的物料附有证明身份的条码信息,条码贴附在生产线上物料的表面,物料在钢卷重卷生产线过程中由条码扫描仪读取条码信息,条码扫描仪设置在生产线上连接设置在服务器内的应用模块并发送扫描到的信息至应用模块,应用模块连接服务器并将读取跟踪的物料信息发送保存在服务器中,服务器通讯连接客户端计算机。本发明解决了钢卷重卷生产线设备种类繁多控制参数不精确,不能跟踪物料的问题,具有钢卷重卷生产线物料的自动跟踪、实时下发设定值的优点,为各在线设备提供了更精确、更及时的工艺设定值。

Description

钢卷重卷生产线过程控制系统
技术领域
本发明属于制造与自动化技术领域,涉及物料的跟踪、监控和调度,具体涉及一种钢卷重卷生产线过程控制系统。
背景技术
对于钢卷重卷生产线,由于产量大,产线设备种类繁多,控制技术复杂,对控制参数的准确性和实时性要求很高。这就要求钢卷重卷线过程控制系统能实时跟踪板带的生产,对生产线上的各类设备实时下发工艺设定值,及时收集并统计过程检测数据用于质量分析。同时由于在线过程测量数据量大,实时性要求高,对钢卷控制系统的数据处理能力也提出了更高的要求。
发明内容
根据以上现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提出一种钢卷重卷生产线过程控制系统,通过设置物料跟踪模块、设定值计算和下发模块,解决了钢卷重卷生产线设备种类繁多控制参数不精确,不能跟踪物料的问题,具有钢卷重卷生产线物料的自动跟踪、实时下发设定值的优点,为各在线设备提供了更精确、更及时的工艺设定值,大大减少了操作工的工作量。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种钢卷重卷生产线过程控制系统,所述钢卷重卷生产线过程控制系统连接钢铁生产MES系统、生产线PLC系统和焊机管理系统,钢卷重卷生产线过程控制系统包括条码扫描仪、服务器和客户端计算机,生产线上的物料附有证明身份的条码信息,条码贴附在生产线上物料的表面,物料在钢卷重卷生产线过程中由条码扫描仪读取条码信息,条码扫描仪设置在生产线上连接设置在服务器内的应用模块并发送扫描到的信息至应用模块,应用模块连接服务器并将读取跟踪的物料信息发送保存在服务器中,服务器通讯连接客户端计算机。
上述系统中,所述应用模块包括生产计划管理模块、物料跟踪模块、设定值计算和下发模块、过程数据统计模块和通讯模块,生产计划管理模块连接条码扫描仪并接收条码扫描仪发送的条码信息,物料跟踪模块连接生产计划管理模块并根据接收的条码信息记录物料在生产线中的位置,设定值计算和下发模块连接物料跟踪模块并接收物料跟踪模块的信息向系统发送生产所需的设定值数据,过程数据统计模块连接设定值计算和下发模块,通讯模块连接过程数据统计模块并发送数据信息到服务器。所述生产计划管理模块包括基本数据修改单元和计划修改单元,基本数据修改单元连接钢铁生产MES系统并接收修改钢铁生产MES系统的物料基本数据,计划修改单元连接钢铁生产MES系统并接收修改钢铁生产MES系统的物料生产计划。所述物料跟踪模块包括入口段跟踪单元、焊缝跟踪单元和出口段跟踪单元,用于物料入口段跟踪的入口段跟踪单元连接生产计划管理模块并接收生产计划管理模块的条码扫描信息,入口段跟踪单元连接焊缝跟踪单元并发送物料的入口段跟踪数据到焊缝跟踪单元,焊缝跟踪单元连接出口段跟踪单元并发送物料焊缝位置在生产线中具体位置的数据信息到出口段跟踪单元,出口段跟踪单元连接设定值计算和下发模块并发送物料跟踪模块的物料跟踪信息到设定值计算和下发模块。所述钢卷重卷生产线过程控制系统还包括标签打印机,出口段跟踪单元连接标签打印机,标签打印机根据出口段跟踪单元的的跟踪信息打印物料标签。所述过程数据统计模块包括数据接收单元、数据统计单元、数据匹配单元和数据库,数据接收单元连接设定值计算和下发模块用来接收设定值计算和下发模块的数据以及设定值计算和下发模块接收到的数据,数据接收单元连接数据统计单元,数据匹配单元连接数据统计单元用来根据物料的条码信息归类数据信息,数据库连接数据匹配用来保存匹配后的数据,数据库连接通讯模块。所述过程数据统计模块还包括曲线绘制单元,曲线绘制单元连接数据库,曲线绘制单元调取数据库的数据绘制物料的质量曲线。所述钢卷重卷生产线过程控制系统包括进程监控模块,进程监控模块连接控制组成应用模块的进程并监控生产线过程控制系统的运行状态,进程监控模块具有自动重启该进程的功能。所述条码扫描仪内设有计时单元,计时单元连接扫描仪用来记录每次条码扫描仪扫描到条码信息的时间。所述客户端计算机上设有HMI应用程序,通过HMI应用程序连接到服务器上访问系统数据并进行服务请求。
本发明有益效果是:本发明通过对钢卷重卷生产线物料的自动跟踪、实时下发设定值,为各在线设备提供了更精确,更及时的工艺设定值,大大减少了操作工的工作量,避免了钢卷数据的丢失,由于能对巨量过程数据进行分析处理和保存,可以对重卷生产质量管理起到极大地支持作用。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1是本发明的具体实施方式的生产线过程控制系统的工作框图。
图2是本发明的具体实施方式的应用模块的工作框图。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等,作进一步详细的说明,以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明提供一种钢卷重卷生产线过程控制系统,钢卷重卷生产线过程控制系统连接钢铁生产MES系统、生产线PLC系统和焊机管理系统,生产线过程控制系统与钢铁生产企业MES系统、生产线PLC系统和焊机管理系统等都有信息交互,并根据生产过程中检测到的信息发出控制指令到生产线PLC控制系统,控制生产线的运行和暂停。
如图1所示,钢卷重卷生产线过程控制系统包括条码扫描仪、服务器和客户端计算机,生产线上的物料设有条码进行身份证明,条码贴附在生产线上物料的表面,条码代表了物料的身份信息以及具有唯一性,服务器内设有应用模块,条码扫描仪安装在钢卷重卷生产线过程中,条码扫描仪连接应用模块,条码扫描仪扫描到的物料条码信息发送到应用模块,由应用模块完成物料的信息跟踪。条码扫描仪内设有计时单元,计时单元连接扫描仪用来记录每次条码扫描仪扫描到条码信息的时间,这样就能实时记录物料的运行时间及相关的位置信息完善跟踪数据,方便质量曲线的绘制。应用模块连接服务器并将读取跟踪的物料信息发送保存到服务器中,服务器通讯连接客户端计算机,服务器通过交换机接入企业计算机网络,客户端计算机通过路由器接入企业计算机网络,在客户端计算机上,部署HMI应用程序连接到服务器上访问系统数据并进行服务请求,服务器接收到请求并进行逻辑处理后把结果返回客户端计算机。
如图2所示,应用模块包括生产计划管理模块、物料跟踪模块、设定值计算和下发模块、过程数据统计模块和通讯模块,生产计划管理模块连接物料跟踪模块并输送数据到物料跟踪模块,物料跟踪模块连接设定值计算和下发模块并输送数据到设定值计算和下发模块,设定值计算和下发模块连接过程数据统计模块并输送数据到过程数据统计模块,过程数据统计模块连接通讯模块并通过通讯模块输送到服务器,通讯模块同时连接钢铁生产MES系统、生产线PLC系统和焊机管理系统,进行信息交互。
生产计划管理模块连接条码扫描仪并接收条码扫描仪发送的条码信息,生产计划管理模块同时连接钢铁生产MES系统用于接收钢铁生产MES系统的物料基本数据和生产计划,生产计划管理模块发送数据到物料跟踪模块,物料跟踪模块在物料进入入口段的时候就会根据条码扫描仪的条码,进一步跟踪物料的具体位置信息,物料跟踪模块连接设定值计算和下发模块并发送数据到设定值计算和下发模块。设定值计算和下发模块包括设定值的模型计算、修改和下发,系统根据物料在生产线中的位置,向各在线设备实时下发生产所需的设定值数据,设定值计算和下发模块连接过程数据统计模块并发送数据到过程数据统计模块,由过程数据统计模块统计应用模块的数据,减少信号数据接收单元的设置,降低了成本以及简化了系统结构,过程数据统计模块连接通讯模块并通过通讯模块发送数据。
生产计划管理模块包括基本数据修改单元和计划修改单元,基本数据修改单元连接钢铁生产MES系统并接收修改钢铁生产MES系统的物料基本数据,计划修改单元连接钢铁生产MES系统并接收修改钢铁生产MES系统的物料生产计划,用于从MES系统接收物料基本数据和生产计划,如果入口段鞍座上料顺序与计划不符,系统报警,鞍座不能继续向前输送钢卷,这时,操作工可以根据生产线的实际生产情况,对生产计划进行调整,或将错误的钢卷吊出。由于系统连接了生产线PLC系统,系统能够根据条码扫描到的信息暂停鞍座向前输送钢卷运动。
物料跟踪模块包括入口段跟踪单元、焊缝跟踪单元和出口段跟踪单元,用于物料入口段跟踪的入口段跟踪单元连接生产计划管理模块并接收生产计划管理模块的条码扫描信息,入口段跟踪单元连接焊缝跟踪单元并发送物料的入口段跟踪数据到焊缝跟踪单元,焊缝跟踪单元连接出口段跟踪单元并发送物料焊缝位置在生产线中具体位置的数据信息到出口段跟踪单元,出口段跟踪单元连接设定值计算和下发模块并发送物料跟踪模块的物料跟踪信息到设定值计算和下发模块,物料跟踪模块的数据信息通过出口段跟踪单元统一输出,连接方式简单,运行方便。钢卷重卷生产线过程控制系统还包括标签打印机,出口段跟踪单元连接标签打印机,标签打印机根据出口段跟踪单元的的跟踪信息打印物料标签,标签内含有了物料的各种信息。工作过程为:操作工在入口鞍座扫描钢卷号,钢卷在鞍座上向前传送,系统开始入口段的跟踪,开卷机开卷、焊接后,物料跟踪进入焊缝跟踪阶段,根据焊缝位置,可以跟踪各板带在生产线中的具体位置;生产完成,剪切后,系统进入出口段跟踪阶段,系统分配成品卷号、称重、打印标签、上传实绩。
过程数据统计模块包括数据接收单元、数据统计单元、数据匹配单元、数据库和曲线绘制单元,数据接收单元连接设定值计算和下发模块用来接收设定值计算和下发模块的数据以及设定值计算和下发模块接收到的数据,数据接收单元连接数据统计单元,数据匹配单元连接数据统计单元用来根据物料的条码信息归类数据信息,数据库连接数据匹配用来保存匹配后的数据,数据库连接通讯模块,曲线绘制单元连接数据库,曲线绘制单元调取数据库的数据绘制物料的质量曲线,过程数据统计分析模块具有过程数据的接收,过程数据的统计,过程数据的匹配和数据的归档等功能。系统将板带每20米为一段进行分段,计算各段经过各检测点的测量数据的平均值,并绘制质量曲线,供技术人员进行质量分析。由于过程测量数据量非常大,为了保证系统的效率,系统每天自动将数据导出到数据库的归档数据库,在线数据库只保留三个月的数据,归档数据库中的数据可以随时进行质量分析。系统夫人通讯模块集成了多种通讯方式,包括socket通讯,表对表通讯和opc通讯等,分别与MES系统、生产线PLC系统和焊机管理系统等各种在线设备通讯连接,各种在线设备包括焊机系统、称重系统、在线PLC,保证了通讯的灵活性、实时性和准确性。
系统各模块以进程形式部署在服务器中,各进程之间、进程与HMI之间通讯程序是以分布式网络通讯中间件ICE为平台的。为了确保进程的可靠性,系统还开发了进程监控模块,进程监控模块连接控制组成应用模块的进程并监控生产线过程控制系统的运行状态,进程监控模块具有自动重启该进程的功能,监控各进程的运行状态,发现有进程异常,可以自动重启该进程。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述钢卷重卷生产线过程控制系统连接钢铁生产MES系统、生产线PLC系统和焊机管理系统,钢卷重卷生产线过程控制系统包括条码扫描仪、服务器和客户端计算机,生产线上的物料附有证明身份的条码信息,条码贴附在生产线上物料的表面,物料在钢卷重卷生产线过程中由条码扫描仪读取条码信息,条码扫描仪设置在生产线上连接设置在服务器内的应用模块并发送扫描到的信息至应用模块,应用模块连接服务器并将读取跟踪的物料信息发送保存在服务器中,服务器通讯连接客户端计算机。
2.根据权利要求1所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述应用模块包括生产计划管理模块、物料跟踪模块、设定值计算和下发模块、过程数据统计模块和通讯模块,生产计划管理模块连接条码扫描仪并接收条码扫描仪发送的条码信息,物料跟踪模块连接生产计划管理模块并根据接收的条码信息记录物料在生产线中的位置,设定值计算和下发模块连接物料跟踪模块并接收物料跟踪模块的信息向系统发送生产所需的设定值数据,过程数据统计模块连接设定值计算和下发模块,通讯模块连接过程数据统计模块并发送数据信息到服务器。
3.根据权利要求2所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述生产计划管理模块包括基本数据修改单元和计划修改单元,基本数据修改单元连接钢铁生产MES系统并接收修改钢铁生产MES系统的物料基本数据,计划修改单元连接钢铁生产MES系统并接收修改钢铁生产MES系统的物料生产计划。
4.根据权利要求2所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述物料跟踪模块包括入口段跟踪单元、焊缝跟踪单元和出口段跟踪单元,用于物料入口段跟踪的入口段跟踪单元连接生产计划管理模块并接收生产计划管理模块的条码扫描信息,入口段跟踪单元连接焊缝跟踪单元并发送物料的入口段跟踪数据到焊缝跟踪单元,焊缝跟踪单元连接出口段跟踪单元并发送物料焊缝位置在生产线中具体位置的数据信息到出口段跟踪单元,出口段跟踪单元连接设定值计算和下发模块并发送物料跟踪模块的物料跟踪信息到设定值计算和下发模块。
5.根据权利要求4所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述钢卷重卷生产线过程控制系统还包括标签打印机,出口段跟踪单元连接标签打印机,标签打印机根据出口段跟踪单元的的跟踪信息打印物料标签。
6.根据权利要求2所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述过程数据统计模块包括数据接收单元、数据统计单元、数据匹配单元和数据库,数据接收单元连接设定值计算和下发模块用来接收设定值计算和下发模块的数据以及设定值计算和下发模块接收到的数据,数据接收单元连接数据统计单元,数据匹配单元连接数据统计单元用来根据物料的条码信息归类数据信息,数据库连接数据匹配用来保存匹配后的数据,数据库连接通讯模块。
7.根据权利要求6所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述过程数据统计模块还包括曲线绘制单元,曲线绘制单元连接数据库,曲线绘制单元调取数据库的数据绘制物料的质量曲线。
8.根据权利要求1所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述钢卷重卷生产线过程控制系统包括进程监控模块,进程监控模块连接控制组成应用模块的进程并监控生产线过程控制系统的运行状态,进程监控模块具有自动重启该进程的功能。
9.根据权利要求1所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述条码扫描仪内设有计时单元,计时单元连接扫描仪用来记录每次条码扫描仪扫描到条码信息的时间。
10.根据权利要求1所述的钢卷重卷生产线过程控制系统,其特征在于,所述客户端计算机上设有HMI应用程序,通过HMI应用程序连接到服务器上访问系统数据并进行服务请求。
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