CN109100994A - 一种电池生产线实时监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池生产线实时监控方法,包括以下步骤:(1)主机PLC和若干单机PLC通过以太网通讯实时监控单机PLC中的执行机构的运行状态并对其运行状态进行收据采集;(2)数据分析处理单元通过主机PLC和/或若干单机PLC对采集数据进行分析并处理;(3)数据分析处理单元对进行分析处理后的数据进行分类并传送给数据库单元进行记录及存储。实现了电池生产过程控制信息化,对生产过程的每个环节实时监控,可以提前发现问题并解决问题,软件计算替代了人工计算,减少人工的误差并减轻人工的工作量,大大提高生产效率。该软件系统利用工业以太网总线的优势,记录生产数据和报警信息,高效实时的给生产提供很多的便利。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产线自动化控制领域,特别涉及一种电池生产线实时监控方法。
背景技术
在锂电池行业中,随着PACK工艺要求的提高,以及自动化装配水平的提高,对设备在生产过程中的要求也越来越高,需要对电池生产的各个环节进行现场数据的实时采集,对生产线上各生产设备的运行状态和运行参数进行实时监控,做到对设备有详细的过程监控,还需对电池有详细的生产追溯。
而目前国内的锂电池各生产设备均是独立运行,并且分散于厂房内,各设备的运行状况无法集中监控,这就需要工作人员去不同的监控设备对电池的生产信息进行监控,无疑增加了大量的人力,降低了生产效率。虽然国外的锂电池生产厂在化成工序阶段有数据采集和监控,但是在之前的工段并没有对各设备的运行状态和运行参数进行采集和监控。
发明内容
本发明为了提升电池生产过程控制管理水平,提供了一种电池生产线实时监控方法。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种电池生产线实时监控方法,基于一监控系统,该系统包括数据分析处理单元、数据库单元、主机PLC以及若干单机PLC;包括以下步骤:
S10. 主机PLC和若干单机PLC通过以太网通讯实时监控单机PLC中的执行机构的运行状态并对其运行状态进行收据采集;
S20. 数据分析处理单元通过主机PLC和/或若干单机PLC对采集数据进行分析并处理;
S30. 数据分析处理单元对进行分析处理后的数据进行分类并传送给数据库单元进行记录及存储;
其中,实时数据显示通过人机交互单元实现,所述人机交互单元直接与主机PLC和/或单机PLC通讯。
进一步的,作为优选技术方案,所述 人机交互单元包括主人机交互单元和单机人机交互单元,所述主人机交互单元与所述主机PLC相互通讯,所述单机人机交互单元通过以太网通讯与所述单机PLC相互通讯。
进一步的,作为优选技术方案,所述执行机构包括运动单元和动作单元;所述运动单元包括伺服电机、直线电机以及电缸,所述动作单元包括阀岛以及IO模块。
所述步骤S10包括:
进一步的,作为优选技术方案,所述步骤S10包括:
主机PLC和若干单机PLC通过以太网通讯对单机PLC中的运动单元进行数据控制以及状态采集,实时监控运动单元的运行状态;
主机PLC和若干单机PLC通过以太网通讯对单机PLC中的动作单元进行数据控制以及状态采集,实时监控动作单元的运行状态。
进一步的,作为优选技术方案,所述步骤S20中的数据分析处理单元对采集到的数据进行分析处理具体包括:
S201.将正常无误的数据信息传送给数据库单元进行存储,同时通过主人机交互单元显示数据;对存在异常状态的单机PLC发出警报并将处于异常状态的单机PLC的异常位置通过主人机交互单元显示;
S202.主人机交互单元显示数据信息,并通过以太网通讯发送指令给主机PLC和若干单机PLC;
S203.主机PLC和若干单机PLC根据收到的指令信息通过以太网通讯对各执行机构进行控制;
S204.单机PLC执行主人机交互单元发送的指令并反馈数据信息给主机PLC。
进一步的,作为优选技术方案,所述步骤S204单机PLC的具体执行步骤如下:
S2041. 视觉系统 对执行机构以及生产线产品的状态信息进行采集分析并通过以太网通讯将数据传输给单机PLC;
S2042.单机人机交互单元显示单机PLC中的基本信息,并通过以太网通讯发送指令给机器人和执行机构;
S3043. 视觉系统将采集到的机器人和执行机构工作数据反馈给单机PLC;
S2044. 单机PLC将数据传送给主机PLC。
进一步的,作为优选技术方案,所述单机PLC还通过视觉系统对易损件产品的使用进行监控。
进一步的,作为优选技术方案,所述视觉系统根据单机人机交互单元显示的数据,远程管理维护生产现场的生产状态,并对异常状态进行维护。
进一步的,作为优选技术方案,所述主机PLC的主人机交互单元显示的数据信息包括各个单机PLC机台基本信息、机台分布、整线产量、整线优率以及运行效率。
进一步的,作为优选技术方案,所述单机PLC的单机主人机交互单元显示的数据信息包括:机台基本信息、故障率以及完成率;
所述机台基本信息包括:设备信息、设备优率、设备参数、产品尺寸管控、产品品质管控、产品组合精度、螺丝扭力信息以及易损易耗信息;
所述设备信息包括故障率以及完成率;
所述设备参数包括:伺服参数、时间参数、速度参数、加速度参数、气压参数以及平行度参数等。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
本发明采用了一种PLC控制与实时监控控制的交互系统,完成对自动化设备信息,生产线产品信息的收集,并对设备生产数据分析和判断,反馈基本生产信息和报警信息给相关生产人员。实现了电池生产过程控制信息化,对生产过程的每个环节实时监控,可以提前发现问题并解决问题,软件计算替代了人工计算,减少人工的误差并减轻人工的工作量,大大提高生产效率。该软件系统利用工业以太网总线的优势,记录生产数据和报警信息,高效实时的给生产提供很多的便利。
附图说明
图1为本发明框架结构图。
图2为本发明监控方法步骤流程图。
图3为本发明监控方法流程图。
其中:数据分析处理单元为1、数据库单元为2、人机交互单元为3、主人机交互单元为31、单机人机交互单元为32、主机PLC为4、单机PLC为5、执行机构为51、视觉系统为52、机器人为53。
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的;相同或相似的标号对应相同或相似的部件;附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细阐述,以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1
本发明的一种电池生产线实时监控方法,如图1所示,基于一监控系统,该系统的整体构成包括:数据分析处理单元1、数据库单元2、主机PLC 4、若干单机PLC 5、人机交互单元3以及分别与单机PLC 5相连接的执行机构51、视觉系统52以及机器人53,其中,数据分析处理单元1分别与数据库单元2、主机PLC 4以及若干单机PLC 5相连接,人机交互单元3分别与主机PLC 4以及若干单机PLC 5相连接。
在本发明中,实时数据显示通过人机交互单元3实现,同时,人机交互单元3还实现设置控制指令的功能。
其中,人机交互单元3包括主人机交互单元31和单机人机交互单元32,主人机交互单元3与主机PLC 4相互通讯,单机人机交互单元32通过以太网通讯与单机PLC 5相互通讯。
机器人51、视觉系统52、执行机构53实现对生产线产品的动作及产品状态的检测。
如图2和图3所示,本发明的监控方法具体包括以下步骤:
S10. 主机PLC 4和若干单机PLC 5通过以太网通讯实时监控单机PLC 5中的执行机构51的运行状态并对其运行状态进行收据采集。
其中,执行机构51包括运动单元和动作单元;运动单元包括伺服电机、直线电机以及电缸,动作单元包括阀岛以及IO模块。
此步骤具体包括:
主机PLC 4和若干单机PLC 5通过以太网通讯对单机PLC 5中的运动单元进行数据控制以及状态采集,实时监控运动单元的运行状态;
主机PLC 4和若干单机PLC 5通过以太网通讯对单机PLC 5中的动作单元进行数据控制以及状态采集,实时监控动作单元的运行状态。
S20. 数据分析处理单元1通过主机PLC 4和/或若干单机PLC 5对采集数据进行分析并处理。
此步骤中的数据分析处理单元1对采集到的数据进行分析处理具体包括:
S201.将正常无误的数据信息传送给数据库单元2进行存储,同时通过主人机交互单元31显示数据;对存在异常状态的单机PLC 5发出警报并将处于异常状态的单机PLC 5的异常位置通过主人机交互单元31显示。
此步骤中,报警通知的形式可快速反馈到维护人员处,减少等待时间,提高工作效率,同时通过主人机交互单元31显示处于异常状态的单机PLC 5的异常位置,为维护人员分析异常提供数据分析状态。
S202.主人机交互单元31显示数据信息,并通过以太网通讯发送指令给主机PLC 4和若干单机PLC 5。
其中,主人机交互单元31显示的数据信息包括各个单机PLC 5机台基本信息、机台分布、整线产量、整线优率以及运行效率。
S203.主机PLC 4和若干单机PLC 5根据收到的指令信息通过以太网通讯对各执行机构51进行控制。
S204.单机PLC 5执行主人机交互单元31发送的指令并反馈数据信息给主机PLC4。
其中步骤S204中单机PLC的具体执行步骤如下:
S2041. 视觉系统52对执行机构51以及生产线产品的状态信息进行采集分析并通过以太网通讯将数据传输给单机PLC 5。
其中,单机主人机交互单元32显示的数据信息包括:机台基本信息、故障率以及完成率。
机台基本信息包括:设备信息、设备优率、设备参数、产品尺寸管控、产品品质管控、产品组合精度、螺丝扭力信息以及易损易耗信息;
设备信息包括故障率以及完成率;
设备参数包括:伺服参数、时间参数、速度参数、加速度参数、气压参数以及平行度参数等;
易损易耗主要记录产品的常用配件的使用寿命次数,并提醒更换的功能。
S2042.单机人机交互单元32显示单机PLC 5中的基本信息,并通过以太网通讯发送指令给机器人53和执行机构51。
S3043. 视觉系统52将采集到的机器人51和执行机构53工作数据反馈给单机PLC5。
S2044. 单机PLC 5将数据传送给主机PLC 4。
步骤S204中还包括单机PLC 5通过视觉系统52对易损件产品的使用进行监控。
其中,视觉系统52根据单机人机交互单元31显示的数据,通过以太网通讯远程管理维护生产现场的生产状态,并对异常状态进行维护。
视觉系统52对异常状态进行维护具体包括:视觉系统52通过以太网通讯将处理后的反馈数据发送给单机PLC 5,单机PLC 5接收到反馈数据后将数据信息、报警状态通过人机交互单元3进行显示、提醒相应工作人员,工作人员可通过人机交互单元3直接发送指令,通过执行机构51对异常产品进行自动处理。
S30. 数据分析处理单元1对进行分析处理后的数据进行分类并传送给数据库单元2进行记录及存储。实现了监控数据的存储与查询功能,实现监控数据的可追溯性。
本发明采用了一种PLC控制与实时监控控制的交互系统,完成对自动化设备信息,生产线产品信息的收集,并对设备生产数据分析和判断,反馈基本生产信息和报警信息给相关生产人员,实现了对生产线的监控以及监控信息的记录和存储,实现监控数据的可追溯性。同时还实现了电池生产过程控制信息化,对生产过程的每个环节实时监控,可以提前发现问题并解决问题,软件计算替代了人工计算,减少人工的误差并减轻人工的工作量,大大提高生产效率。该软件系统利用以太网通讯的优势,记录生产数据和报警信息,高效实时的给生产提供很多的便利。
在本发明中,数据分析处理单元1主要实现了对现场数据收集、处理、分类、异常处理提示、远程控制等功能,是实时监控系统的控制单元。
数据库单元2实现了监控数据的存储与查询功能,实现监控数据的可追溯性。
主机PLC 4和单机PLC 5采用以太网通讯的形式与运动单元、动作单元、人机交互单元、机器人以及监控系统进行设备生产控制以及数据交互优化,是监控系统的执行单元。
人机交互单元3采用以太网通讯的形式与执行单元相互通讯,实现了数据的显示及指令的发送功能,同时实现了现场管理者通过远程网络的形式,实时掌控以及对生产现场进行调控、数据分析等功能。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池生产线实时监控方法,基于一监控系统,该系统包括数据分析处理单元(1)、数据库单元(2)、主机PLC(4)以及若干单机PLC(5);其特征在于,包括以下步骤:
S10. 主机PLC(4)和若干单机PLC(5)通过以太网通讯实时监控单机PLC中(5)的执行机构(51)的运行状态并对其运行状态进行收据采集;
S20. 数据分析处理单元(1)通过主机PLC(4)和/或若干单机PLC(5)对采集数据进行分析并处理;
S30. 数据分析处理单元(1)对进行分析处理后的数据进行分类并传送给数据库单元(2)进行记录及存储;
其中,实时数据显示通过人机交互单元(3)实现,所述人机交互单元(3)直接与主机PLC(4)和/或单机PLC(5)通讯。
2.根据权利要求1所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述人机交互单元(3)包括主人机交互单元(31)和单机人机交互单元(32),所述主人机交互单元(31)与所述主机PLC(4)相互通讯,所述单机人机交互单元(32)通过以太网通讯与所述单机PLC(5)相互通讯。
3.根据权利要求1所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述执行机构(51)包括运动单元和动作单元;所述运动单元包括伺服电机、直线电机以及电缸,所述动作单元包括阀岛以及IO模块。
4.根据权利要求3所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述步骤S10包括:
主机PLC(4)和若干单机PLC(5)通过以太网通讯对单机PLC(5)中的运动单元进行数据控制以及状态采集,实时监控运动单元的运行状态;
主机PLC(4)和若干单机PLC(5)通过以太网通讯对单机PLC(5)中的动作单元进行数据控制以及状态采集,实时监控动作单元的运行状态。
5.根据权利要求2所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述步骤S20中的数据分析处理单元(2)对采集到的数据进行分析处理具体包括:
S201.将正常无误的数据信息传送给数据库单元(2)进行存储,同时通过主人机交互单元(31)显示数据;对存在异常状态的单机PLC(5)发出警报并将处于异常状态的单机PLC(5)的异常位置通过主人机交互单元(31)显示;
S202.主人机交互单元(31)显示数据信息,并通过以太网通讯发送指令给主机PLC(4)和若干单机PLC(5);
S203.主机PLC(4)和若干单机PLC(5)根据收到的指令信息通过以太网通讯对各执行机构(51)进行控制;
S204.单机PLC(5)执行主人机交互单元(31)发送的指令并反馈数据信息给主机PLC(4)。
6.根据权利要求5所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述步骤S204单机PLC(5)的具体执行步骤如下:
S2041. 视觉系统(52)对执行机构(51)以及生产线产品的状态信息进行采集分析并通过以太网通讯将数据传输给单机PLC(5);
S2042.单机人机交互单元(32)显示单机PLC(5)中的基本信息,并通过以太网通讯发送指令给机器人(53)和执行机构(51);
S3043. 视觉系统(52)将采集到的机器人(53)和执行机构(51)工作数据反馈给单机PLC(5);
S2044. 单机PLC(5)将数据传送给主机PLC(4)。
7.根据权利要求6所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述单机PLC(5)还通过视觉系统(52)对易损件产品的使用进行监控。
8.根据权利要求6所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述视觉系统(52)根据单机人机交互单元(32)显示的数据,远程管理维护生产现场的生产状态,并对异常状态进行维护。
9.根据权利要求2所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述主机PLC(4)的主人机交互单元(31)显示的数据信息包括各个单机PLC(5)机台基本信息、机台分布、整线产量、整线优率以及运行效率。
10.根据权利要求2所述的电池生产线实时监控方法,其特征在于,所述单机PLC(5)的单机主人机交互单元(32)显示的数据信息包括:机台基本信息、故障率以及完成率;
所述机台基本信息包括:设备信息、设备优率、设备参数、产品尺寸管控、产品品质管控、产品组合精度、螺丝扭力信息以及易损易耗信息;
所述设备信息包括故障率以及完成率;
所述设备参数包括:伺服参数、时间参数、速度参数、加速度参数、气压参数以及平行度参数等。
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