CN110568828A - 一种基于plc的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，涉及柔性化自动化生产领域，该系统包括控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块、IPC系统和电源模块；本发明针对现有技术中的产品生产信息不容易监控和统计，不容易对生产过程中的产品信息进行及时检索、追溯等技术问题进行改进设计，本发明能够很好地对产品的各个环节进行追溯、把控、统计，同时还可以针对不同工位的质量等问题进行有计划有目的的解决。同时，用户可以根据不同方式的检索形式查询某产品在某工位的具体的生产时间、工艺状态、故障报表等详细信息，既可应用于产品一般查询，还可以应用于生产中的质量改进和故障判断集中处理和优化，进而取代传统人工追溯。

Description

一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统

技术领域

本发明涉及柔性化自动化生产领域，尤其涉及一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统。

背景技术

消费观念的转变：社会生产力的发展，导致了物质的丰富，消费的需求也从最初的获得型消费变为有品质要求的消费，从更多的关注外观转变为注重产品的质量带来的安全与性能体验。

企业竞争机制的转变：社会分工的细化，使得内在品质的提升与管控成为企业竞争的核心要素，质量的全程控制系统的完善成为企业需要面对的现状。

社会质量管控的转变：基于消费观念的转变，社会和国家的法律法规也对产品质量的可追溯进行管控，要实现产品从原料到消费的全程监控可追溯。

对于企业，面对上述三方面的改变带来的冲击，以往单一品种、专用设备的大批量生产，已经出现了不适应的状况，即无法满足消费品种多样化和无法保证产品追溯的及时和有效。当前，我们生产的产品只是对产出后进行产品标记和质量检查，缺乏一种产品生产的过程的实时数据记录和追溯，导致一旦发生问题后对整个质量追溯造成了极大的困难，因此一种基于PLC的产品追溯和统计的柔性化生产线控制系统便发明出来。

PLC被广泛的应用于企业柔性化生产中，因此，基于PLC的产品追溯和统计的控制系统，可以很好地对产品的各个环节进行追溯、把控、统计，同时还可以针对不同工位的质量等问题进行有计划有目的的解决。这种控制系统的发明，可以细化到某个产品处在某个工位的具体时间，以及根据某些检索条件的设定，可以加根据关键词检索出在某个时间的整个生产线或者单个工位的故障与耗时等辅助质量追溯的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，以解决现有技术中的产品生产信息不容易监控和统计，不容易对生产过程中的产品信息进行及时检索、追溯等技术问题；本发明能够很好地对产品的各个环节进行追溯、把控、统计，同时还可以针对不同工位的质量等问题进行有计划有目的的解决。

本发明公开了一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，包括控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块、IPC系统和电源模块；

控制模块通过所述通讯模块分别与查询模块、信息采集模块和IPC系统进行通讯连接，控制模块通过与车间管理系统进行通讯，获得当前产品标签中包含的信息，控制模块采用PLC系统进行数据控制；优选西门子1500系列PLC，具有可编程的数据处理系统。

IPC系统通过与所述控制模块通讯连接，用来将控制模块获得的产品标签中包含的数据信息进行存储；IPC系统优选西门子IPC系列，IPC系统满足工况环境使用，具有较大的存储空间，能够与控制系统进行即时通讯响应。

查询模块通过通讯模块与控制模块通讯连接，用来对已经存储的产品数据信息进行查询与显示；

信息采集模块通过通讯模块与控制模块通讯连接，用来将产品生产过程中的数据信息进行记录；

电源模块用来为控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块和IPC系统提供工作电源。

进一步的，控制模块还具有数据存储单元，数据存储单元能够存储采集不超过7天的数据信息。

进一步的，信息采集模块包括产品生产信息采集模块以及人工操作时间信息采集模块。

进一步的，产品生产信息采集模块包括焊接机器人和焊接控制器，焊机机器人与焊接控制器通讯连接，焊接机器人通过焊接控制器进行焊接操作，焊接控制器同时记录生产中的每个焊接操作数据信息。焊接机器人为具有与焊接控制器和控制系统进行通讯，满足生产要求的工业机器人。

进一步的，人工操作时间信息采集模块包括远距离控制工作站，远距离控制工作站与控制模块通讯连接，控制模块对远距离控制工作站进行指挥，指示人工操作，并通过远距离控制工作站上的按钮采集人工操作的时间数据，并将时间数据信息与操作信息进行数据绑定。远距离操作站，具有触点按钮，可以对生产线工位进行操作，与控制系统通讯，实现操作功能。所述远距离操作站信息采集，包括但不限于生产线工位出现的机器人焊接时间总计、工位故障信息、故障信息采集时间、机器人焊点起止时间、当前制件信息等需要追溯与统计的信息。

进一步的，控制模块上还设有存储卡读取单元，可以读取导入到IPC系统数据库中的存储卡数据。

进一步的，焊接操作数据信息包括焊接起止时间、焊接电压、焊接电流、焊接时间和加压时间参数信息。

进一步的，时间数据信息包括故障发生和结束时间、故障报表信息和处理人员信息，时间数据信息与时间信息绑定，打包绑定得到产品标签下，形成数据记录并存储。

进一步的，查询模块以只读的形式按权限分级进行查询显示。查询系统优选西门子ITOUCH精致屏系列，含有显示装置和存储介质，方便查询和显示。

本发明具有的优点和积极效果是：

1)产品信息的绑定具有即时的特点，能够即时与车间生产管理系统进行数据绑定、校验和交换，保证信息的可靠有效。

2)与控制系统进行通讯的设备，采用先进的工业级通讯网络，抗干扰能力强，系统稳定性好。

3)本系统采取的信息存储，可以保证信息真实性，采取只读形式有效预防人工修改带来的信息失真。

4)本系统采取的是分布式集中控制，即一个控制系统搭配一个存储系统(单元)，多个信息采集装置和查询和显示系统共享信息，实现各层级的管理人员对信息的实时把控，做到了信息共享和权限划分。

附图说明

图1本发明工作流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

实施例1公开了一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，包括控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块、IPC系统和电源模块；控制模块通过通讯模块分别与查询模块、信息采集模块和IPC系统进行通讯连接，控制模块通过与车间管理系统进行通讯，获得当前产品标签中包含的信息，控制模块采用PLC系统进行数据控制；IPC系统通过与控制模块通讯连接，用来将控制模块获得的产品标签中包含的数据信息进行存储；查询模块通过通讯模块与控制模块通讯连接，用来对已经存储的产品数据信息进行查询与显示；信息采集模块通过通讯模块与控制模块通讯连接，用来将产品生产过程中的数据信息进行记录；电源模块用来为控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块和IPC系统提供工作电源。控制模块还具有数据存储单元，数据存储单元能够存储采集不超过7天的数据信息。信息采集模块包括产品生产信息采集模块以及人工操作时间信息采集模块。其中产品生产信息采集模块包括焊接机器人和焊接控制器，焊机机器人与焊接控制器通讯连接，焊接机器人通过焊接控制器进行焊接操作，焊接控制器同时记录生产中的每个焊接操作数据信息。焊接机器人为具有与焊接控制器和控制系统进行通讯，满足生产要求的工业机器人。人工操作时间信息采集模块包括远距离控制工作站，远距离控制工作站与控制模块通讯连接，控制模块对远距离控制工作站进行指挥，指示人工操作，并通过远距离控制工作站上的按钮采集人工操作的时间数据，并将时间数据信息与操作信息进行数据绑定。远距离操作站，具有触点按钮，可以对生产线工位进行操作，与控制系统通讯，实现操作功能。所述远距离操作站信息采集，包括但不限于生产线工位出现的机器人焊接时间总计、工位故障信息、故障信息采集时间、机器人焊点起止时间、当前制件信息等需要追溯与统计的信息。控制模块上还设有存储卡读取单元，可以读取导入到IPC系统数据库中的存储卡数据。焊接操作数据信息包括焊接起止时间、焊接电压、焊接电流、焊接时间和加压时间参数信息。时间数据信息包括故障发生和结束时间、故障报表信息和处理人员信息，时间数据信息与时间信息绑定，打包绑定得到产品标签下，形成数据记录并存储。查询模块以只读的形式按权限分级进行查询显示。

具体操作流程，如图1所示，系统上电后，控制系统进入初始化，进入自检状态，自检合格后系统正常启动，自检失败或出错，系统将进入停机状态，人员可以通过读取系统自检信息进行系统检查。

系统通过与车间管理系统通讯，获取实时当前产品标签，系统读取标签信息后将信息与当前产品进行绑定，绑定成功后将此信息上传至管理系统进行校验，校验通后，绑定信息将存储至系统并作为头文件进行分类。

产品在生产线某工位时，通过控制系统对远距离操作站进行指挥，指示人工操作，并通过远距离操作站上的按钮采集人工操作的具体时间，将时间标签与操作信息进行绑定。在产品生产过程中对有焊接机器人控制的焊接控制器，在工作过程中实时记录每个焊接信息，包括但不限于焊接起止时间、焊接电压、焊接电流、焊接时间、加压时间等关键参数信息。同时对出现的故障进行信息记录，包括但不限于，故障发生和结束时间、故障报表信息和处理人员信息等，以上信息同时绑定时间，并打包绑定到产品标签下，形成数据记录和存储。由于控制系统存储有限，以时间为计算点，将超过7天的数据实施传递到IPC控制系统。为解决信息的真实性，对查询与显示系统进行只读的权限分级处理，不同权限级别的人，可根据预设规定通过不同的检索关键字进行产品相关信息的查询，报表生成和打印输出。

本实施例中的控制系统可采用西门子1500系列PLC。IPC系统优选西门子IPC系列。查询与显示系统优选西门子ITOUCH精致屏系列。远距离操作站可采用市售常规漏型系列产品。焊接机器人采用可以实现与控制系统进行同协议通讯的常规产品。焊接控制器采用可以实现与控制系统进行同协议通讯的并且可以匹配所选用焊接机器人的市售常规产品。通讯模块采用与控制系统配套的同系列产品。远距离操作站有人工操作按钮和指示灯，用于指示人员操作，采集人员操作信息等。控制系统上设有存储卡的读取装置。这样，也可以方便的把存于存储卡上的数据通过非通讯方式导入到IPC系统的数据库中。需要说明的是，存储卡优选CF卡，体积小，易携带，容量高，存取速度快，寿命长。

本实施例中控制系统不但获取车间管理系统给出的当前产品标签中包含的信息，还能进行信息及数据的绑定和校验，同时给出绑定后的产品信息。控制系统连接在IPC系统上，将超过一周的信息更新和存储到数据库服务器中，不仅可以帮助生产企业追溯某产品基本生产信息，同时，用户可以根据不同方式的检索形式查询某产品在某工位的具体的生产时间、工艺状态、故障报表等详细信息。本系统支持批量检索。本系统既可应用于产品一般查询，还可以应用于生产中的质量改进和故障判断集中处理和优化，进而取代传统人工追溯方法。准确性高，人员成本降低，生产效率提高，质量提升快。

Claims (9)

1.一种基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，包括控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块、IPC系统和电源模块；

所述控制模块通过所述通讯模块分别与所述查询模块、信息采集模块和IPC系统进行通讯连接，所述控制模块通过与车间管理系统进行通讯，获得当前产品标签中包含的信息，所述控制模块采用PLC系统进行数据控制；

所述IPC系统通过与所述控制模块通讯连接，用来将控制模块获得的产品标签中包含的数据信息进行存储；

所述查询模块通过所述通讯模块与所述控制模块通讯连接，用来对已经存储的产品数据信息进行查询与显示；

所述信息采集模块通过所述通讯模块与所述控制模块通讯连接，用来将产品生产过程中的数据信息进行记录；

所述电源模块用来为所述控制模块、查询模块、通讯模块、信息采集模块和IPC系统提供工作电源。

2.如权利要求1所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述控制模块还具有数据存储单元，所述数据存储单元能够存储采集不超过7天的数据信息。

3.如权利要求1所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括产品生产信息采集模块以及人工操作时间信息采集模块。

4.如权利要求3所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述产品生产信息采集模块包括焊接机器人和焊接控制器，所述焊机机器人与所述焊接控制器通讯连接，所述焊接机器人通过所述焊接控制器进行焊接操作，所述焊接控制器同时记录生产中的每个焊接操作数据信息。

5.如权利要求3所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述人工操作时间信息采集模块包括远距离控制工作站，所述远距离控制工作站与所述控制模块通讯连接，所述控制模块对所述远距离控制工作站进行指挥，指示人工操作，并通过所述远距离控制工作站上的按钮采集人工操作的时间数据，并将所述时间数据信息与操作信息进行数据绑定。

6.如权利要求1所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述控制模块上还设有存储卡读取单元，可以读取导入到IPC系统数据库中的存储卡数据。

7.如权利要求4所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述焊接操作数据信息包括焊接起止时间、焊接电压、焊接电流、焊接时间和加压时间参数信息。

8.如权利要求5所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述时间数据信息包括故障发生和结束时间、故障报表信息和处理人员信息，所述时间数据信息与时间信息绑定，打包绑定得到产品标签下，形成数据记录并存储。

9.如权利要求1所述的基于PLC的产品追溯与统计的柔性化生产线控制系统，其特征在于，所述查询模块以只读的形式按权限分级进行查询显示。