CN108614535A - 一种智能滚筒流水线的中控管理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种智能滚筒流水线的中控管理系统和方法，其中智能滚筒流水线的中控管理系统，其特征在于，包括控制台操作模块，用于创建并连接滚筒线的PLC控制器,创建并启动监听滚筒线PLC控制器和所有滚筒线状态数据的线程；流水线运动控制模块,用于根据工艺配置的配置文件和所读取的状态数据生产调节各滚筒线的速度以及顶升机构运动的指令；物料监控模块，用于生成唯一RFID码,通过RFID读写设备写入流水线上载具记录芯片；绑定RFID与物料条码，并将各自动化设备的对物料的完成结果的标记数据,整合该物料在流水线生产过程的统一的生产信息，本发明实现对智能滚筒流水进行智能管理以及辅助实现各种智能技术应用。
Description
技术领域
本发明涉及流水线领域，尤其涉及一种智能滚筒流水线的中控管理系统和方法。
背景技术
传统的工业传输线主要包括皮带传输和滚筒传输。其中，现有皮带传输控制虽然简单，但是每个皮带传输装置整体在同一时间只能有一种传输速度，而且无法进行传输过程直接进行在线操作（如自动装配等）；现有滚筒传输方案中，滚筒传输装置的全部滚筒是通过同一链条进行动力传递，滚筒传输装置整体在同一时间只能有一种传输速度；当滚筒传输装置具有多个不同工位时，无法根据工位的不同调节对应区域的传送速度；存在传送模式单一等缺点。现有的滚筒流水线只需要简单的控制，不存在对滚筒流水线研发中控管理系统的需求。
本申请人发明了一种由多个滚筒线接驳形成的智能滚筒流水线方案，每个滚筒线可以单独的进行速度控制或者分区控制；滚筒线上具有顶升机构，可以通过智能滚筒流水线两侧的自动化设备进行在线生产；针对智能滚筒流水线方案，缺乏一种配套的实现对智能滚筒流水进行智能管理以及辅助实现各种智能技术应用的中控管理系统和方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能滚筒流水线的中控管理系统和方法。
本发明的目的通过以下方案实现：
一种智能滚筒流水线的中控管理系统，用于对组成流水线的各滚筒线与/或流水线两侧的各自动化设备进行管理，其特征在于，包括：
控制台操作模块，用于创建并连接滚筒线的PLC控制器, 创建并启动监听滚筒线PLC控制器和所有滚筒线状态数据的线程；
流水线运动控制模块,用于读取滚筒线速度、读取滚筒线上感应器状态和顶升机构运动状态和流水线按钮状态，根据工艺配置的配置文件和所读取的状态数据生产调节各滚筒线的速度以及顶升机构运动的指令；
物料监控模块，用于生成唯一RFID码,通过RFID读写设备写入流水线上载具记录芯片；绑定RFID与物料条码，并将各自动化设备的对物料的完成结果的标记数据,整合该物料在流水线生产过程的统一的生产信息。
优选地，还包括工艺配置模块，用于生成用于控制各滚筒线的原始配置文件，以及根据生产工艺要求配置各滚筒线上需要参与生产的设备。
进一步，还包括自动化设备运动控制模块，用于根据自身的IP以及与各自动化设备所对应的端口创建一个socket服务器，使各自动化设备接入中控管理系统，并通过中控管理系统对各自动化设备进行运动控制。
进一步，还包括前端显示通讯模块，用于创建一个数据共享服务器,提供数据共享功能,相关显示设备能够通过websocket连接协议连接到数据共享服务器,调用开放参数,来获取物料和流水线对应的生产数据。
进一步，包括中控输入指令模块，用于根据滚筒线状态或顶升状态或流水线感应器信号提供自动或手动设置滚筒线工位的运行模式、配置工位当前运行状态机。
本发明还提供一种智能滚筒流水线的中控管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
中控管理系统启动程序时,加载流水线配置文件,加载各设备的基本参数；
创建并初始化各设备的实例对象,创建并连接滚筒线和自动化设备的PLC, 创建并启动线程；
开始监听滚筒线和自动化设备的PLC控制器和相关设备的数据；
根据配置文件,自动启动中控服务或人工输入命令启动中控服务；
实时保存流水线数据,包括配置文件、流水线状态、生产数据、设备状态数据。
优选中，还包括以下步骤：读取滚筒线速度、读取滚筒线上感应器状态和顶升机构运动状态和流水线按钮状态，根据工艺配置的配置文件和所读取的状态数据生产调节各滚筒线的速度以及顶升机构运动的指令。
优选中，还包括以下步骤：生成唯一RFID码,通过RFID读写设备写入流水线上载具记录芯片；绑定RFID与物料条码，并将各自动化设备的对物料的完成结果的标记数据,整合该物料在流水线生产过程的统一的生产信息。
优选中，还包括以下步骤：根据生产工艺要求,在配置文件中添加对应的自动化设备信息、编排设备的工作顺序并将其与所对应的滚筒线关联。
相对于现有技术，本发明能够支撑滚筒流水线的智能化管理，对各滚筒流水线的速度进行集中的远程调节、速度分区智能管理、滚筒流水线的快速配置、滚筒流物料全程监控、自动化设备与滚筒流水线从数据到业务流程的协助、以及支撑各种人工智能技术在滚筒线的应用。
附图说明
图1为某优选实施例中智能滚筒流水线的整体结构框图；
图2为某优选实施例中控管理系统的结构框图；
图3为某优选实施例中智能滚筒流水线的结构示意图；
图4为某优选实施例中控管理系统针对不同工艺进行配置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施方式对本发明某优选实施例作进一步说明。
某优选实施例中，
如图1所示，一种智能滚筒流水线,包括流水线、若干自动化设备和中控管理系统。其中，所述的流水线由若干段滚筒线组合形成，所述的自动化设备设于流水线的两侧用于完成生产所涉及的对应工序。所述的自动化设备完成对应的工序时，包括两种方式，1、直接在流水线的对应工位的顶升机构以及顶升机构上的载具上直接进行生产、组装；2、将流水线的载具移载到自动化设备自身的工位上进行生产、组装等。
所述的中控管理系统用于根据生产工艺对流水线下的各段滚筒线进行配置；完成自动化设备与对应的滚筒线进行关联；中控通过流水线配置文件配置,包括设备IP,端口,工艺类型,工艺顺序,工艺参数等 ,可根据产品组装工艺灵活配置,根据工艺的要求增加减少或调整工作位和顺序。为了提交效率,支持多个设备完成相同的工艺。支持生产设备维修或故障时切换为人工位或切换到其他相同工艺的工位继续做的功能。控制各段滚筒线的传输速度；生成配置流水线的配置文件,根据协议开发流水线可识别指令,实现可以远程控制流水线的速度,可随时根据生产实际情况调整流水线整体效率。记录和管理生产过程中的各段滚筒线与各自动化设备的所有实时数据,包括生产效率,生产数量,生产时间,OK数量,NG数量,设备运行状态等；与自动化设备的软件进行数据通讯 ,实现生产数据的实时交互,通过与前端生产数据展示平台交互,实现生产数据及流水线状态实时展示；对自动化设备进行运动控制，自动化设备上可以集成多种运动控制板卡和PLC控制模块,中控管理系统通过编写统一标准控制接口如初始化参数,多轴控制, IO控制,AD读写和消息传送的,通过不同设备实现不同的逻辑,达到中控管理系统集成多种控制方式的功能。
参考图2至4，中控管理系统具有：
中控数据展示平台：包括通过显示屏连接中控系统的电脑，对流水线上各滚筒线的状态数据进行集中的展示，或者通过中控管理系统提供的专用数据接口,显示端通过HTTP/HTTPS协议连接中控管理系统,通过网线即可在任何位置,包括流水线,办公室,会议室,移动设备等需要查看的地方实时展示,而且可以与其他系统对接进行数据共享。
控制台操作模块：
启动程序时,加载流水线配置文件,加载各设备的基本参数；
创建并初始化各设备的实例对象,创建并连接滚筒线和自动化设备的PLC, 创建并启动线程；
开始监听滚筒线和自动化设备的PLC控制器和设备的数据；
根据配置文件,可以自动启动中控服务或人工输入命令启动中控服务；创建接收用户输入指令循环控制器,当用户输入指令后,先分析用户输入指令是否满足执行条件,条件满足,跳转指令判断模块,执行相关指令。如果不满足,提示用户指令错误和或指令格式不正确,要求重新输入指令。
中控启动后,实时保存流水线数据,包括配置文件,流水线状态,生产数据,设备状态等,以便提供中控重启后能加载保存的实时数据,确保流水线可以中断后继续运行。
输入退出指令时,保存中控中记录的流水线参数文件,保存流水线与设备状态。删除创建的实例,清理占用的内存。
中控输入指令模块
指令包括启动,停止,读取运行状态,启用或禁用某个工位,读取工位速度,设置工位速度,获取流水线状态,获取工作位状态,获取流水线工位料盘RFID信息,根据RFID获取该料盘所有SN信息, 根据SN获取某个物料在某个工位的生产数据, 一键操作(复位设备,启动设备,暂停设备,恢复设备,急停设备) 获取滚筒状态,获取顶升状态,获取流水线感应器信号,获取顶升感应器信号,获取托盘感应器信号,获取按钮信号,设置工位的运行模式,设置所有工位的运行模式,手动设置工位当前运行状态机,退出系统。
流水线运动控制模块
软件启动时,通过滚筒线和自动化设备PLC的IP和端口创建与PLC控制器的连接,如果连接成功,输出连接成功日志,连接失败,输出连接失败日志,提示检查PLC控制器是否启动,IP和端口是否配置正确。
连接滚筒线PLC后,可以与PLC控制器进行交互,包括读写流水线滚筒速度,读取流水线感应器状态,读取顶升机构状态,读取顶升机构运动状态,读取流水线按钮状态等。如读写流水线滚筒速度时,根据PLC传输协议,发送读写滚筒状态指令,PLC接收后,分析指令功能,如果是读指令,则将地址中的值返回给中控,如果是写指令,根据指令的值,控制传动机构调整滚筒速度。
前端显示通讯模块
中控管理系统通过IP和端口创建一个数据共享服务器, ,提供数据共享功能,其他前端显示设备包括显示屏,移动设备,第三方系统,通过websocket连接协议,连接到服务器,调用中控开放api参数,来获取生产数据,流水线总数,OK数量,NG数量,设备运行生产效率,生产数量,生产时间,OK数量,NG数量,设备运行状态等。
自动化设备运动控制模块
中控与平台软件可实现生产物料数据传输,物料生产结果反馈,设备状态反馈,中控与平台软件通过socket协议传输, 自动化设备的软件启动时,使用自己IP和特定端口创建一个socket服务器,提供其他接入端连接,自动化设备的软件启动后,连接中控服务器,获取要生产的物料信息,如果暂时没有要生产的物料,则一直等待,直到有生产物料。如果获取到要生产物料,则开始进行生产,正常生产结束后,则反馈生产完成,如果遇到生产失败的物料,则反馈生产失败,中控标记此物料已NG,后续设备就无需再对此片物料进行生产。
物料监控模块
物料生产时, 升降机将载具输送到流水线首部,人工将生产物料到载具,按下放行按钮,载具进入第一个工艺组装工作位,流水线固定载具,不让载具发生移动。
流水线感知载具到位后,中控管理系统生成唯一RFID码,通过RFID读写设备写入载具记录芯片。
自动化设备1收到可以开始工作信号时,开始扫描生产物料条码,并将条码数据发送到中控管理系统,中控管理系统绑定RFID与物料条码,生成唯一生产信息。自动化设备1开始工作,工作完后,将完成的数据发给中控管理系统,标识当前物料已正常完成。如果工作过程中出现问题,无法继续时,将标识此物料为失败状态,发送给中控管理系统,那么后续设备生产都将忽略此物料。
当物料全部工作完毕,流水线会将载具及物料输送到下一个工位,当前设备继续等待下个载具到位。
当自动化设备2收到可以开始工作信号时,得到载具与物料数据,开始工作,同样将物料的完成结果进行标记传给中控管理系统 ,中控管理系统得到自动化设备2的生产数据,并记录。
直到物料全部做完后,取走完成的物料,升降机将载具送到回流线,回流线将载具送到输入线首部。
外部设备调用中控专有协议来获取生产数据,如获取流水线工位料盘RFID信息,根据RFID获取该料盘所有SN信息, 根据SN获取某个物料在某个工位的生产数据, 生产总数,OK数量,NG数量,设备运行生产效率,生产数量,生产时间,OK数量,NG数量,设备运行状态等。
工艺配置模块
中控管理系统通过配置文件,灵活适配生产工艺,可根据生产工艺要求配置需要参与生产的设备。设备信息包括: IP,端口,工位类型,工艺类型,工艺顺序,工艺参数等
如:按工艺1要求,在配置文件中添加自动化设备1,设备2,设备3,设备4,设备5的信息,编排设备的工作顺序,即可完成配置
如果需要切换工艺,如工艺2要求, 在配置文件中添加自动化设备1,设备3,设备5的信息,编排设备的工作顺序,即可完成配置。
以上所述仅为本发明的某个或某些优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本发明的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图的直接表达和常规的理解以及现有技术结合去实施。
Claims (9)
1.一种智能滚筒流水线的中控管理系统，用于对组成流水线的各滚筒线与/或流水线两侧的各自动化设备进行管理，其特征在于，包括：
控制台操作模块，用于创建并连接滚筒线的PLC控制器, 创建并启动监听滚筒线PLC控制器和所有滚筒线状态数据的线程；
流水线运动控制模块,用于读取滚筒线速度、读取滚筒线上感应器状态和顶升机构运动状态和流水线按钮状态，根据工艺配置的配置文件和所读取的状态数据生产调节各滚筒线的速度以及顶升机构运动的指令；
物料监控模块，用于生成唯一RFID码,通过RFID读写设备写入流水线上载具记录芯片；绑定RFID与物料条码，并将各自动化设备的对物料的完成结果的标记数据,整合该物料在流水线生产过程的统一的生产信息。
2.根据权利要求1所述的智能滚筒流水线的中控管理系统，其特征在于，还包括工艺配置模块，用于生成用于控制各滚筒线的原始配置文件，以及根据生产工艺要求配置各滚筒线上需要参与生产的设备。
3.根据权利要求2所述的智能滚筒流水线的中控管理系统，其特征在于，还包括自动化设备运动控制模块，用于根据自身的IP以及与各自动化设备所对应的端口创建一个socket服务器，使各自动化设备接入中控管理系统，并通过中控管理系统对各自动化设备进行运动控制。
4.根据权利要求3所述的智能滚筒流水线的中控管理系统，其特征在于，还包括前端显示通讯模块，用于创建一个数据共享服务器, 提供数据共享功能,相关显示设备能够通过websocket连接协议连接到数据共享服务器，调用开放参数，来获取物料和流水线对应的生产数据。
5.根据权利要求4所述的智能滚筒流水线的中控管理系统，其特征在于，还包括中控输入指令模块，用于根据滚筒线状态或顶升状态或流水线感应器信号提供自动或手动设置滚筒线工位的运行模式、配置工位当前运行状态机。
6.一种智能滚筒流水线的中控管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
中控管理系统启动程序时,加载流水线配置文件,加载各设备的基本参数；
创建并初始化各设备的实例对象,创建并连接滚筒线和自动化设备的PLC, 创建并启动线程；
开始监听滚筒线和自动化设备的PLC控制器和相关设备的数据；
根据配置文件,自动启动中控服务或人工输入命令启动中控服务；
实时保存流水线数据,包括配置文件、流水线状态、生产数据、设备状态数据。
7.根据权利要求6所述的智能滚筒流水线的中控管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：读取滚筒线速度、读取滚筒线上感应器状态和顶升机构运动状态和流水线按钮状态，根据工艺配置的配置文件和所读取的状态数据生产调节各滚筒线的速度以及顶升机构运动的指令。
8.根据权利要求7所述的智能滚筒流水线的中控管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：生成唯一RFID码,通过RFID读写设备写入流水线上载具记录芯片；绑定RFID与物料条码，并将各自动化设备的对物料的完成结果的标记数据,整合该物料在流水线生产过程的统一的生产信息。
9.根据权利要求10所述的智能滚筒流水线的中控管理方法，其特征在于，还包括以下步骤：根据生产工艺要求,在配置文件中添加对应的自动化设备信息、编排设备的工作顺序并将其与所对应的滚筒线关联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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