CN109754030A - 复合材料储运瓶的生产管理系统 - Google Patents

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张晓冰
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Abstract

本发明公开了一种复合材料储运瓶生产管理系统，包括：内置RFID芯片的复合材料储运瓶、通信总线、中央控制模块，设置在若干工艺环节的分控制器，所述分控制器与传感器、RFID读/写装置、执行机构、输入/输出装置通信连接，各工艺环节的所述分控制器通过所述通信总线与所述中央控制模块通信连接，向所述中央控制模块发送工艺环节信息，接收所述中央控制模块的控制指令。本发明可实时对储运瓶生产加工信息进行实时采集、读取和处理，实现储运瓶生产制造过程的自动化和管理信息化。

Description

复合材料储运瓶的生产管理系统
技术领域
本发明涉及复合材料储运瓶生产制造过程，特别涉及一种复合材料储运瓶的生产管理系统，属于压力容器信息化应用和管理领域。
背景技术
目前，国内外对于盛装能源介质的移动式压力容器需求不断增加，复合材料储运瓶具有重量轻、强度高、耐腐蚀、不爆炸、可透视、使用寿命长，维护成本低等优异性能，成为替代传统金属钢制气瓶新趋势。
在复合材料储运瓶的生产过程中，自动化和信息化是提高生产效率和安全监控的必然选择。但是，现有技术中，对于气瓶的信息管理一般采用条码识别，不能实现数据的实时写入，影响了生产过程的自动化，气瓶的生产信息不能达到实时记录和监控。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料储运瓶的生产管理系统，可实时对储运瓶生产加工信息进行实时采集、读取和处理，实现储运瓶生产制造过程的自动化和管理信息化。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种复合材料储运瓶生产管理系统，包括：内置RFID芯片的复合材料储运瓶、通信总线、中央控制模块，设置在若干工艺环节的分控制器，所述分控制器与传感器、RFID读/写装置、执行机构、输入/输出装置通信连接；
所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶，用于按照工艺流程在生产线上的不同工位移动，通过RFID芯片存储生产工艺数据；
所述传感器，用于检测所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶的工艺参数，并把所述工艺参数发送给所述分控制器；
所述RFID读/写装置，与所述通信总线连接，从所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶读取数据并发送到所述分控制器，接收从分控制器传输来的数据信息写入所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶；
所述分控制器，与所述传感器、通信总线、执行机构、输入/输出装置通信连接，用于数据处理和发出控制指令；
所述执行机构，与所述分控制器通信连接，用于完成工艺操作；
所述输入/输出装置，用于显示工艺操作结果信息；
其中，各工艺环节的所述分控制器通过所述通信总线与所述中央控制模块通信连接，向所述中央控制模块发送工艺环节信息，接收所述中央控制模块的控制指令。
优选的，所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶通过如下方法内置RFID芯片：在高分子塑料内胆上开设凹槽，所述凹槽的尺寸与RFID芯片相适配；将RFID芯片嵌入所述凹槽内；用浸胶纤维缠绕于高分子塑料内胆外壁，将RFID芯片缠绕在塑料内胆与纤维层之间。
优选的，在所述RFID芯片外部还设置防护套。
优选的，所述防护套的材料与所述复合材料储运瓶的内胆的材料相同。
优选的，所述凹槽位于所述复合材料储运瓶内胆直桶段的中部。
优选的，所述分控制器为PLC。
优选的，所述通信接口模块为RS485通信接口。
优选的，所述输入/输出装置为触摸屏。
优选的，所述工艺环节信息包括工艺节点状态信息和/或被加工对象的信息。
优选的，所述工艺节点为吹塑、熔融、气密检测、缠绕、固化、气密试验或水压试验的任意一种工艺环节。
采用上述技术方案，内置RFID芯片的复合材料储运瓶实际上是一种载码体(数据载体或数据存储器)，自始至终按工艺流程随生产线运行。形成了一个个随工件运动的移动数据库，工件由此变成了在整个生产流程中随身携带数据库的“智能工件”。根据工艺及生产管理需要，可在生产线的起始工位、工件转运的分岔处和重要的工艺过程(如吹塑、熔融、气密检测、缠绕、固化、气密试验、水压试验)入口处设置载码体读写站。每个工艺环节位置的RFID读写装置通过通信总线与本工艺环节的分控制器进行数据交换，RFID读写装置可向分控制器发送读取到的载码体数据，也可以接收从分控制器传输来的要写入载码体的数据信息。各工艺环节分控制器通过总线统一连接到中央控制室的生产过程管理系统中央控制单元，可向生产过程管理系统发送各工艺环节状态信息以及被加工对象的信息，也可接收生产过程管理系统传输来的控制指令。
RFID标签在气瓶内胆成型后即通过粘接方式植入复合材料气瓶工件，每个RFID标签内置唯一ID编码，保证每一个气瓶工件有一个唯一的工件编号以备生产过程及应用中的识别和管理。
附图说明
图1为复合材料储运瓶的生产管理系统的结构框图；
图2为气密检测工艺环节的结构框图；
图3为复合材料储运瓶的内置RFID芯片方法的示意图。
图中，1-高分子塑料内胆，2-内胆直桶段，3-凹槽，4-RFID芯片，5-纤维层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供的一种复合材料储运瓶内置RFID芯片的生产管理系统，包括：
内置RFID芯片的复合材料储运瓶、通信总线、中央控制模块，设置在若干工艺环节的分控制器，所述分控制器与传感器、RFID读/写装置、执行机构、输入/输出装置通信连接；
所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶，用于按照工艺流程在生产线上的不同工位移动，通过RFID芯片存储生产工艺数据；
所述传感器，用于检测所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶的工艺参数，并把所述工艺参数发送给所述分控制器；
所述RFID读/写装置，与所述通信总线连接，从所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶读取数据并发送到所述分控制器，接收从分控制器传输来的数据信息写入所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶；
所述分控制器，与所述传感器、通信总线、执行机构、输入/输出装置通信连接，用于数据处理和发出控制指令；
所述执行机构，与所述分控制器通信连接，用于完成工艺操作；
所述输入/输出装置，用于显示工艺操作结果信息；
其中，各工艺环节的所述分控制器通过所述通信总线与所述中央控制模块通信连接，向所述中央控制模块发送工艺环节信息，接收所述中央控制模块的控制指令。
上述系统中内置RFID芯片的复合材料储运瓶实际上是一种载码体(数据载体或数据存储器)，自始至终按工艺流程随生产线运行。形成了一个个随工件运动的移动数据库，工件由此变成了在整个生产流程中随身携带数据库的“智能工件”。
根据工艺及生产管理需要，可在生产线的起始工位、工件转运的分岔处和重要的工艺过程(如吹塑、熔融、气密检测、缠绕、固化、气密试验、水压试验)入口处设置载码体读写站。如图1所示，每个工艺环节位置的RFID读写器通过RS485通信总线与本工艺环节的分控制器如，PLC，进行数据交换，RFID读写器可向PLC发送读取到的载码体数据，也可以接收从PLC传输来的要写入载码体的数据信息。各工艺环节分控制器(PLC)通过RS485总线统一连接到中央控制室的生产过程管理系统中央控制单元，可向生产过程管理系统发送各工艺环节状态信息以及被加工对象的信息，也可接收生产过程管理系统传输来的控制指令。
RFID标签在气瓶内胆成型后即通过粘接方式植入复合材料气瓶工件，每个RFID标签内置唯一ID编码，保证每一个气瓶工件有一个唯一的工件编号以备生产过程及应用中的识别和管理。
下面以气密检测环节为例详述系统工作过程如下：
如图2所示，当内置RFID芯片的复合材料储运瓶在输送线上到达指定位置时，被光电位置检测传感器检测到，传感器发送开关量电平信号给检测工艺分控制器，该实施例中检测工艺分控制器为PLC，PLC收到信号后，通过RS485总线给RFID读写器发送读取指令，RFID读写器收到指令后执行RFID标签读取操作，并将读取到的RFID标签ID和基本信息通过RS485总线传送至PLC，PLC接收到此信息后将其通过总线转发至生产管理系统中央控制模块，生产管理系统中央控制模块收到信息后进行存储处理，同时给PLC下发执行检测指令，PLC收到指令后通过控制充压执行机构开始对内置RFID芯片的复合材料储运瓶进行检测操作，并通过压力检测传感器检测内置RFID芯片的复合材料储运瓶压力信息，同时将操作结果及所涉及的信息显示在本工位的触摸屏上，操作完成后将检测数据及检测结果发送至生产过程管理系统中央控制模块，生产过程管理系统中央控制模块进行统一信息处理与存储，并将要写入RFID芯片的信息(工艺编号、检测结果等)传输给PLC，PLC接到信息后通过RS485总线给RFID读写器下发写入指令和指令参数(包含要写入的信息)，RFID读写器收到指令后将信息写入RFID芯片，并将写入结果告知PLC，至此，本环节RFID信息管理操作完成。
其他工艺环节的RFID信息管理操作与上述气密检测环节类似，在此不再一一赘述。
如图3所示，复合材料储运瓶的内置RFID芯片方法为：在高分子塑料内胆1上开设凹槽3，所述凹槽3的尺寸与RFID芯片4相适配；为了提高信息的传输能力，凹槽3可以位于复合材料储运瓶内胆直桶段2的中部；将RFID芯片4嵌入凹槽内3；用浸胶纤维缠绕于高分子塑料内胆1外壁，将RFID芯片4缠绕在塑料内胆与纤维层5之间。为提高RFID芯片4的机械强度和可靠性，在RFID芯片4外部加装防护套，保护芯片同时也便于芯片快速与内胆粘接。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合材料储运瓶生产管理系统，其特征在于，包括：内置RFID芯片的复合材料储运瓶、通信总线、中央控制模块，设置在若干工艺环节的分控制器，所述分控制器与传感器、RFID读/写装置、执行机构、输入/输出装置通信连接；
所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶，用于按照工艺流程在生产线上的不同工位移动，通过RFID芯片存储生产工艺数据；
所述传感器，用于检测所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶的工艺参数，并把所述工艺参数发送给所述分控制器；
所述RFID读/写装置，与所述通信总线连接，从所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶读取数据并发送到所述分控制器，接收从分控制器传输来的数据信息写入所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶；
所述分控制器，与所述传感器、通信总线、执行机构、输入/输出装置通信连接，用于数据处理和发出控制指令；
所述执行机构，与所述分控制器通信连接，用于完成工艺操作；
所述输入/输出装置，用于显示工艺操作结果信息；
其中，各工艺环节的所述分控制器通过所述通信总线与所述中央控制模块通信连接，向所述中央控制模块发送工艺环节信息，接收所述中央控制模块的控制指令。
2.根据权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述内置RFID芯片的复合材料储运瓶通过如下方法内置RFID芯片：在高分子塑料内胆上开设凹槽，所述凹槽的尺寸与RFID芯片相适配；将RFID芯片嵌入所述凹槽内；用浸胶纤维缠绕于高分子塑料内胆外壁，将RFID芯片缠绕在塑料内胆与纤维层之间。
3.根据权利要求2所述的生产管理系统，其特征在于，在所述RFID芯片外部还设置防护套。
4.根据权利要求3所述的生产管理系统，其特征在于，所述防护套的材料与所述复合材料储运瓶的内胆的材料相同。
5.根据权利要求4所述的生产管理系统，其特征在于，所述凹槽位于所述复合材料储运瓶内胆直桶段的中部。
6.根据权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述分控制器为PLC。
7.根据权利要求6所述的生产管理系统，其特征在于，所述通信接口模块为RS485通信接口。
8.根据权利要求7所述的生产管理系统，其特征在于，所述输入/输出装置为触摸屏。
9.根据权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述工艺环节信息包括工艺节点状态信息和/或被加工对象的信息。
10.根据权利要求1—9任一项所述的生产管理系统，其特征在于，所述工艺节点为吹塑、熔融、气密检测、缠绕、固化、气密试验或水压试验的任意一种工艺环节。
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