CN111007808A - 一种车间生产监控系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车间生产监控系统和方法。以监控系统PLC为核心，在全车间各线体关键点采用统一的超高频RFID，自动实现全车间车辆队列在线监控，并以此队列为基础，基于一种稳定可靠的PROFINET通讯协议，实现车间设备的程序自动识别，采用冗余的方案，实现单机设备与输送线进行装配防错联锁，确保无不良流出；采用光纤环网，实时采集装配过程数据和设备状态信息并进行过程分析，用于有效指导生产和管理设备。最终实现总装车间生产的自动化、信息化，提高总装生产的效率和装配的品质。

Description

一种车间生产监控系统和方法
技术领域
本发明涉及车间生产监控领域，更具体地，涉及一种车间生产监控系统和方法。
背景技术
现有汽车车间生产监控系统较多的采用大量高频RFID的形式实现车间在线队列生成和监控，并通过TCP/IP的通信协议与各单机设备通信实现单机设备的生产控制。特别的，总装车间存在大量的电动拧紧设备，系统通过采集其数据进行结果判断，最终输出给输送线实现联锁。
总装车间不同线体采用不同形式的RFID，其控制器读写头固定在内饰线地面、底盘线钢构、外装线地面上，RFID芯片放置在各自不同的车身承接载体上，如滑板、吊具等。每条线体的首工位车身信息通过扫描枪扫描完之后将其写入RFID芯片，RFID控制其各自线体的车辆监控队列，同时每条线体里边对需要监控和控制的设备在其相应岗位布置独立的RFID读写头。当车辆经过时，各设备对应的RFID读取过点的载体芯片，将信息发送给当前工位的设备进行信息识别。运行结果由系统进行判断，并将判断结果发送给输送线实现联锁。
现有技术具有以下缺点：①.RFID信息写入效率低；每个工位配置RFID成本高；②.全车间队列信息不完整，生产线体之间的车辆无法准确监控；③.设备程序控制采用TCP/IP的通信协议方式不稳定；④.系统判断结果耗时长，且受通信网络稳定性影响严重；⑤.系统无冗余方案，设备本地运行时无法与线体实现联锁；⑥.采集上来的数据未能做有效分析。
发明内容
针对的现有技术中汽车车间生产监控信息化水平低、实现功能不稳定、通信网络不稳定的问题，本发明提供了一种车间生产监控系统。
一种车间生产监控系统，包括监控层、控制层、设备层；所述的监控层包括数据库服务器、AVI服务器、ANDON服务器、监控客户端和监控层网络，数据库服务器、AVI服务器和ANDON服务器负责车间所有数据的收集及监控软件的运行管理，通过监控客户端进行监控；控制层包括监控系统PLC、输送线PLC和控制层网络，监控系统PLC负责控制生产监控系统及其底层设备，车间的总装生产线包括内饰线、底盘线和外装线，其电控系统控制生产线体运行；
所述的监控层与控制层之间通过以太网进行通讯，数据库服务器、AVI服务器、ANDON服务器、监控客户端、监控系统PLC和输送线PLC接入监控层网络；监控系统PLC、输送线PLC与设备层通过控制层网络进行通讯。
生产监控系统的底层设备包含扫描枪、RFID、远程模块I/O、单机设备工位程序选择OP盒等系统设备以及其控制的机器人、加注机、电动拧紧设备等车间单机设备。输送线系统的现场工位感应开关及远程模块I/O接入输送线控制系统。
在一种优选方案中，所述的监控层网络为工业以太网，其网络拓扑形式为光纤环网。
在一种优选方案中，所述的控制层网络为PROFINET环网，监控系统PLC、输送线PLC、设备层通过PROFINET现场总线接入PROFINET环网中。
在一种优选方案中，所述的设备层包括底层设备以及其控制的车间单机设备；
底层设备包括：扫描枪、RFID模块、远程I/O模块和单机设备工位程序选择OP盒；
车间单机设备包括：机器人、加注机、电动拧紧等设备；
上述的设备通过PROFINET现场总线接入PROFINET环网中。
本发明还提供一种车间生产监控方法，包括以下步骤：
S1.进行在线车身流动监控：将RFID芯片放置于车身，RFID芯片中写入车辆基本的车身码和车辆配置信息，RFID芯片从车间第一工位，即总装上线工位AF-ON进行读取，一直流动至车辆下线工位AF-OFF处，中间过程RFID芯片无形式变化和芯片变化；RFID模块读写的过点信息及队列信息存储在监控系统PLC中，由监控系统PLC进行下发，保证队列稳定性和实时性；
S2.进行单机设备程序自动识别：在系统中提前根据车辆配置信息(MTOC)和相应设备的运行程序建立相应的数据配置表，根据S1从RFID模块读取获得到的车辆配置信息与预设的数据配置表中进行数据匹配，识别相应车辆配置信息所对应的程序，监控系统PLC最终将对应的程序编号以及车辆的车身号(VIN码)发送至设备层相应的单机设备，实现单机设备程序自动识别；特别的，对于个别设备，如加注设备，MTOC与相应程序配置表可在设备本体程序设置好，系统只需要发送相应的车身号与MTOC给该类型设备即可实现程序识别，其中车身号VIN码用于与数据结果的绑定；
S3.单机设备联锁防错操作：采用监控系统PLC，结合输送线系统的现场工位感应开关信号及输送线PLC控线系统，根据车间单机设备的结果信号通过PROFINET网络经过监控系统PLC最终传给输送线PLC，或者通过I/O硬接线方式经过输送线远程I/O模块直接传送给输送线PLC，输送线PLC通过工位末端的现场工位感应开关信号对当前现场工位的状态进行逻辑判断，并决定是否放行；若当前现场工位的逻辑判断结果为OK，则车辆正常流动至下一工位；若当前现场工位的逻辑判断结果为NG且车辆已流动至工位末端，则输送线停止运行，需要通过车辆返修至获得OK信号或者强制放行，输送线才可以继续往下流动，监控系统PLC与车间单机设备的控制器及输送线PLC进行信号交换实现联锁控制；最终实现装配品质保证，确保无不良流出下一工序。
S4.设备数据采集分析，其中设备数据采集分析分为两类。
第一类数据是设备作业结果数据，其与车身信息绑定在一起；依靠现场RFID模块读取获得的车辆信息，通过监控系统PLC发送给车间单机设备，设备根据自动识别的程序进行作业，其运行结果与车辆车身号绑定在一起，再将这个匹配绑定的结果通过监控层以TCP/IP通讯协议进行收集的通讯形式，采集保存到系统数据库服务器中，监控终端可访问查询，将车体信息与所有加工信息整理在一起，形成整台车体数据和设备信息，其中整台车体数据包括VIN、MTOC、设备运行结果、零件信息、力矩信息、时间等，设备信息包含拧紧信息、加注信息、胎压信息、涂胶胶型检测信息等，实现过程数据的追溯；同时采用专业的数据分析软件，对采集上来的数据进行分析；
第二类是设备状态信息，包含设备基础信息、设备报警故障信息，该类信息与车身信息无关，仅与设备相关；设备层的设备通过TCP/IP通讯协议形式将设备状态信息采集到数据库服务器和AVI服务器，并将该类数据进行统计分析，输出各类报表，用于指导设备维保。
在一种优选方案中，所述的S1的具体步骤如下：
S11.滑橇从涂装下线工位PA-OFF流动至总装上线点工位AF-ON，即车间第一工位，监控系统在总装上线点工位安装激光检测装置，检测滑橇上是否有车辆，若检测到没有车辆，则监控系统自动在队列中置位为空车位，托盘放行；如果检测到有车辆，则将RFID芯片放置在车身指定位置，所指定的位置有激光指引；
S12.在总装上线点工位输出整车规格信息，监控系统验证车辆整车规格信息的准确性后，将车辆车身号、车辆配置信息发送给监控系统PLC；监控系统PLC将车辆车身号及车辆配置信息通过布置在总装上线点上的RFID模块写入RFID芯片，车辆继续进行流动至下一工位；如果监控系统PLC检测不到监控系统成功下发车辆信息，员工可采用监控系统的无线扫描枪扫描车辆上的整车规格信息，手动获取车辆车身号及车辆配置信息。监控系统PLC将手动获取的车辆车身号及车辆配置信息写入AF-ON工位中车辆上的RFID芯片上。
S13.车辆流动至总装内饰线的下降升降机，输送线系统的车身检测开关检测是否有车辆，并将该信息发送给监控系统PLC，监控系统PLC校核并更新队列信息；当车辆流动至总装内饰一线第一个工位时，输送线的到位感应开关检测到车辆进入该工位，监控系统获取该开关到位信息，布置在此工位上的RFID模块读取车身上的RFID芯片信息，获取其车身号和MTOC之后，将车辆信息与总装上线点扫描生成的队列作校验，如无误则将获取的信息存入监控系统PLC中，根据工位上的车身流动和车辆到位开关检测信号，逐辆读取RFID芯片信息并存储在监控系统PLC上，车身信息不断往前推移，并形成车间本段线体的车辆监控队列；若校核有误，则进行人工维护队列；
S14.车辆由总装内饰一线流转至总装内饰二线后，由总装内饰二线首工位的RFID模块读取经过该工位的RFID芯片，根据到位开关的检测信号，逐辆读取RFID芯片信息并存储在监控系统PLC，车身信息不断往前推移，更新车辆监控队列。为了避免线体转挂时转挂段存在的缓存和多种信号交接对队列可能产生的影响，故在总装内饰二线线首设置该RFID模块，保证车辆监控队列的准确性和稳定性。同时也可以保证内饰一线与内饰二线之间队列的连贯性。
S15.车辆从总装内饰二线经过升降机流转至总装底盘一线、总装底盘二线、总装外装一线、总装外装二线，直至总装下线的出车工位，相应的在底盘一线、底盘二线、外装一线、外装二线首工位入口设置相应的RFID模块，通过读取相应的RFID芯片过点信息，形成总装车间由总装上线工位到总装下线工位完整的车辆监控队列；
S16.通过以上流程，监控系统PLC存储车间在线流动车辆监控队列，并经监控层网络上传至监控层，实现总装车间在线车身流动自动化监控，通过接入该网络的客户端进行监控。
在一种优选方案中，所述的S2的具体步骤如下：
S21.单机设备程序建立，并对相应的程序设置程序编号；
S22.程序配置表建立，在系统中建立车身配置信息与单机设备程序编号的对应表；
S23.系统根据RFID队列获取的MTOC匹配识别相应的单机设备程序编号，并将车身号和程序编号发送给单机设备的设备控制器，设备控制器根据程序编号执行在单机设备提前设置好的单机程序。
在一种优选方案中，所述的S1还包括：
S17.在总装底盘一线中间包含一段车辆与底盘合装段，存在升降机转挂点，在升降机转挂后的合车段首工位也布置了一个RFID模块，对车辆的RFID芯片进行读取，更新车辆监控队列；
S18.在外装二线最后一个工位放置一个RFID模块，对每一个RFID芯片信息清除，返回至总装上线处循环使用。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种稳定的车间生产监控系统和可靠的方法，能够满足车间队列监控的自动化，提高生产效率，降低RFID整体成本；实现队列监控的连贯性、准确性、实时性；基于一种稳定可靠的通讯协议，实现车间设备的生产控制及程序自动识别；实现所有的单机设备与输送线进行装配联锁防错，并设计冗余方案，保证生产品质，确保无不良流出；并且实时采集装配过程数据并进行过程分析，对现场所有设备状态信息进行采集监控，用于有效指导生产和管理设备。最终实现总装车间生产的自动化、信息化。
附图说明
图1是本发明提供的车间生产监控系统的系统结构图；
图2是本发明提供的车间生产监控方法的在线车身流动监控的流程示意图；
图3是本发明提供的车间生产监控方法中的车间设备布置示意图；
图4是本发明提供的车间生产监控方法中车型配置MTOC与单机程序的程序配置表；
图5是实施例2中单机设备联锁防错的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本发明提供了一种车间生产监控系统，如图1-3所示，本发明提供了一种车间生产监控系统，包括监控层1、控制层3、设备层5；所述的监控层1包括数据库服务器11、AVI服务器、ANDON服务器13、监控客户端21和监控层网络2，数据库服务器11、AVI服务器和ANDON服务器13负责车间所有数据的收集及监控软件的运行管理，通过监控客户端21进行监控；控制层3包括监控系统PLC31和输送线PLC32，监控系统PLC31负责控制生产监控系统及其底层设备，车间的总装生产线包括涂装线、内饰线、底盘线和外装线，其电控系统控制生产线体运行；
所述的监控层1与控制层3之间通过以太网进行通讯，数据库服务器11、AVI服务器、ANDON服务器13、监控客户端21、监控系统PLC31和输送线PLC32接入监控层网络2；监控系统PLC31、输送线PLC32与设备层5通过控制层网络4进行通讯。
生产监控系统的底层设备包含扫描枪、RFID、远程模块I/O、电动拧紧设备工位程序选择OP盒等系统设备以及其控制的机器人、加注机、电动拧紧设备等车间单机设备。输送线系统的现场工位感应开关及远程模块I/O接入输送线控制系统。
在一种优选方案中，所述的监控层网络2为工业以太网，其网络拓扑形式为光纤环网。
在一种优选方案中，所述的控制层网络4为PROFINET环网，监控系统PLC31、输送线PLC32、设备层5通过PROFINET现场总线接入PROFINET环网中。
在一种优选方案中，所述的设备层5包括底层设备以及其控制的车间单机设备；
底层设备包括：扫描枪、RFID模块52、远程I/O模块和单机设备工位程序选择OP盒；
车间单机设备包括：机器人、加注机、电动拧紧等设备；
上述的设备通过PROFINET现场总线连接PROFINET环网。
本发明还提供一种车间生产监控方法，包括以下步骤：
S1.进行在线车身流动监控：将RFID芯片放置于车身，RFID芯片中写入车辆基本的车身码和车辆配置信息，RFID芯片从总装上线工位AF-ON进行读取，一直流动至车辆下线工位AF-OFF处，中间过程RFID芯片无形式变化和芯片变化；RFID模块52读写的过点信息及队列信息存储在监控系统PLC31中，由监控系统PLC31进行下发，保证队列稳定性和实时性；
S2.进行单机设备程序自动识别：在系统中提前根据车辆配置信息和相应设备的运行程序建立相应的数据配置表，根据S1从RFID模块读取获得到的车辆配置信息与预设的数据配置表中进行数据匹配，识别相应车辆配置信息所对应的程序，监控系统PLC31最终将对应的程序编号以及车辆的车身号(VIN码)发送至设备层5相应的设备，实现单机设备程序自动识别；特别的，对于个别设备，如加注设备，MTOC与相应程序配置表可在设备本体程序设置好，系统只需要发送相应的车身号与MTOC给该类型设备即可实现程序识别，其中车身号VIN码用于与数据结果的绑定；
S3.单机设备联锁防错操作：采用监控系统PLC31，结合输送线系统的现场工位感应开关信号及输送线PLC32控线系统，根据车间单机设备的结果信号通过PROFINET网络经过监控系统PLC最终传给输送线PLC32，或者通过I/O硬接线方式经过输送线远程I/O模块直接传送给输送线PLC32，输送线PLC32通过工位末端的现场工位感应开关信号对当前现场工位的状态进行逻辑判断，并决定是否放行；若当前现场工位的逻辑判断结果为OK，则车辆正常流动至下一工位；若当前现场工位的逻辑判断结果为NG且车辆已流动至工位末端，则输送线停止运行，需要通过车辆返修至获得OK信号或者强制放行，输送线才可以继续往下流动，监控系统PLC31与车间单机设备的控制器及输送线PLC32进行信号交换实现联锁控制；最终实现装配品质保证，确保无不良流出下一工序。
S4.设备数据采集分析，其中设备数据采集分析分为两类。
第一类数据是设备作业结果数据，其与车身信息绑定在一起；依靠现场RFID模块52读取获得的车辆信息，通过监控系统PLC31发送给车间单机设备，设备根据自动识别的程序进行作业，其运行结果与车辆车身号绑定在一起，再将这个匹配绑定的结果通过监控层1以TCP/IP通讯协议进行收集的通讯形式，采集保存到系统数据库服务器11中，监控终端可访问查询，将车体信息与所有加工信息整理在一起，形成整台车体数据和设备信息，其中整台车体数据包括VIN、MTOC、设备运行结果、零件信息、力矩信息、时间等，设备信息包含拧紧信息、加注信息、胎压信息、涂胶胶型检测信息等，实现过程数据的追溯；同时采用专业的数据分析软件，对采集上来的数据进行分析；
第二类是设备状态信息，包含设备基础信息、设备报警故障信息，该类信息与车身信息无关，仅与设备相关；设备层5的设备通过TCP/IP通讯协议形式将设备状态信息采集到数据库服务器11和AVI服务器12，并将该类数据进行统计分析，输出各类报表，用于指导设备维保。
在一种优选方案中，所述的S1的具体步骤如下：
S11.滑橇从涂装下线工位PA-OFF流动至总装上线点工位AF-ON，即车间第一工位，监控系统在总装上线点工位安装激光检测装置，检测滑橇上是否有车辆，若检测到没有车辆，则监控系统自动在队列中置位为空车位，托盘放行；如果检测到有车辆，则将RFID芯片放置在车身指定位置，所指定的位置有激光指引；
S12.在总装上线点工位输出整车规格信息，监控系统验证车辆整车规格信息的准确性后，将车辆车身号、车辆配置信息发送给监控系统PLC31；监控系统PLC31将车辆车身号及车辆配置信息通过布置在总装上线点上的RFID模块52写入RFID芯片，车辆继续进行流动至下一工位；如果监控系统PLC31检测不到监控系统成功下发车辆信息，员工可采用监控系统的无线扫描枪扫描车辆上的整车规格信息，手动获取车辆车身号及车辆配置信息。监控系统PLC31将手动获取的车辆车身号及车辆配置信息写入AF-ON工位中车辆上的RFID芯片上。
S13.车辆流动至总装内饰线的下降升降机，输送线系统的车身检测开关检测是否有车辆，并将该信息发送给监控系统PLC31，监控系统PLC31校核并更新队列信息；当车辆流动至总装内饰一线第一个工位时，输送线的到位感应开关检测到车辆进入该工位，监控系统获取该开关到位信息，布置在此工位上的RFID模块52读取车身上的RFID芯片信息，获取其车身号和MTOC之后，将车辆信息与总装上线点扫描生成的队列作校验，如无误则将获取的信息存入监控系统PLC31中，根据工位上的车身流动和车辆到位开关检测信号，逐辆读取RFID芯片信息并存储在监控系统PLC31上，车身信息不断往前推移，并形成车间本段线体的车辆监控队列；若校核有误，则进行人工维护队列；
S14.车辆由总装内饰一线流转至总装内饰二线后，由总装内饰二线首工位的RFID模块52读取经过该工位的RFID芯片，根据到位开关的检测信号，逐辆读取RFID芯片信息并存储在监控系统PLC31，车身信息不断往前推移，更新车辆监控队列。为了避免线体转挂时转挂段存在的缓存和多种信号交接对队列可能产生的影响，故在总装内饰二线线首设置该RFID模块52，保证车辆监控队列的准确性和稳定性。同时也可以保证内饰一线与内饰二线之间队列的连贯性。
S15.车辆从总装内饰二线经过升降机流转至总装底盘一线、总装底盘二线、总装外装一线、总装外装二线，直至总装下线的出车工位，相应的在底盘一线、底盘二线、外装一线、外装二线首工位入口设置相应的RFID模块52，通过读取相应的RFID芯片过点信息，形成总装车间由总装上线工位到总装下线工位完整的车辆监控队列；
S16.通过以上流程，监控系统PLC31存储车间在线流动车辆监控队列，并经监控层网络2上传至监控层1，实现总装车间在线车身流动自动化监控，通过接入该网络的客户端进行监控。
在一种优选方案中，所述的S2的具体步骤如下：
S21.单机设备程序建立；
S22.程序配置表建立；
S23.系统根据RFID队列获取的MTOC匹配识别相应的单机设备程序编号JOB，并将车身号和JOB号发送给单机设备的设备控制器，设备控制器根据JOB编号执行在单机设备提前设置好的单机程序。
在一种优选方案中，所述的S1还包括
S17.在总装底盘一线中间包含一段车辆与底盘合装段，存在升降机转挂点，在升降机转挂后的合车段首工位也布置了一个RFID模块52，对车辆的RFID芯片进行读取，更新车辆监控队列；
S18.在外装二线最后一个工位放置一个RFID模块52，对每一个RFID芯片信息清除，返回至总装上线处循环使用。
实施例2
本实施例与实施例1内容一致，仅对步骤S2，S3的具体应用实施进行说明。
步骤S2、S3以总装车间电动拧紧设备为例，如图4、图5所示，
S21.单机设备程序建立：电动拧紧设备控制器建立每一个紧固点的对应程序CH，不同力矩对应不同CH，设置不同力矩参数，含力矩信息及拧紧程序参数等；并且根据工艺流程建立拧紧程序编号JOB，JOB里边包含了每个紧固点的CH以及紧固点的数量，紧固点的顺序；
S22.程序配置表建立：在系统中建立车身配置信息MTOC与电动拧紧设备程序的对应表，不同车型的MTOC对应的程序不同，可根据车型配置；
S23.监控系统根据RFID队列获取的MTOC匹配识别相应的拧紧程序编号JOB，并将VIN码和JOB号发送给电动拧紧设备控制器，设备控制器根据JOB编号执行在电动拧紧设备提前设置好的单机程序。
通过以上三个步骤，实现单机设备程序的自动设备及数据绑定。
S31.当生产线进入工作岗位时，监控系统PLC31通过输送线PLC32获取车辆进工位到位信号，并通过PROFINET网络的方式经过监控系统PLC远程模块，最终传给工位上的工位程序选择OP盒，工位程序选择OP盒的绿色状态指示灯由常亮变为闪烁，提示作业开始；
S32.车辆进位后，监控系统将通过RFID获取的存储在监控系统PLC里的车身信息及程序编号发送给电动拧紧设备，电动拧紧设备启动相应拧紧程序；
具体信息流通方式为：监控系统PLC31采用PROFINET总线形式将车身信息发送给设备，单机设备收到系统发来的VIN码/拧紧程序编号后，识别程序成功，绿色指示灯闪烁，电动拧紧设备解锁；
S33.员工进行拧紧等操作，拧紧结果在控制器上显示；电动拧紧设备作业结果信号通过PROFINET形式传送给监控系统PLC31，并且采用IO硬件线的方式从电动拧紧设备I/O端连接至输送线远程模块最终发送给输送线PLC32；这里存在PROFINET总线与信号线两种方式并存的形式。当监控系统PLC至设备端的网络有异常时，则可通过工位程序选择OP盒切换成本地运行模式，工位程序选择OP盒程序选择开关通过I/O硬接线连接至电动拧紧设备控制器的I/O，在工位程序选择OP盒上可以手动选择程序，其拧紧输出结果信号仍可以通过I/O硬接线的方式传送给输送线PLC32，最终实现冗余联锁防错。
当某台电动拧紧设备完成当前车辆的拧紧后，工位程序选择OP盒上对应的绿色指示灯将亮起，拧紧工作结束，输送线将直接放车，不会引起停线；
如果车辆行进到工位末端，还存在紧固NG的点或所有紧固点仍未完全紧固完毕，如有错拧或漏拧，输送线PLC32接收不到电动拧紧设备发出的OK信号，生产线将停止流动，直到所有紧固点拧紧完毕后，输送线收到OK信号，生产线才会恢复流动；
S34.在一些特殊情况下，现场管理人员可以通过工位程序选择OP盒的钥匙开关启用输送线工位的强制放行模式，在强制放行模式下，系统将忽略该电动拧紧设备的拧紧结果信号，输送线继续流动；如拧紧NG后将钥匙开关打到切除项，可实现强制放行。
以上流程中，监控系统PLC31、监控系统PLC远程模块、工位程序选择OP盒、输送线远程模块是监控系统防错模块的主要部分，通过输送线PLC32的控线，最终实现自动联锁防错。
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 (8)

1.一种车间生产监控系统，其特征在于，包括监控层、控制层、设备层；所述的监控层包括数据库服务器、AVI服务器、ANDON服务器、监控客户端和监控层网络；控制层包括监控系统PLC、输送线PLC和控制层网络；
所述的监控层与控制层之间通过以太网进行通讯，数据库服务器、AVI服务器、ANDON服务器、监控客户端、监控系统PLC和输送线PLC接入监控层网络；监控系统PLC、输送线PLC与设备层通过控制层网络进行通讯。
2.根据权利要求1所述的车间生产监控系统，其特征在于，所述的监控层网络为工业以太网，其网络拓扑形式为光纤环网。
3.根据权利要求2所述的车间生产监控系统，其特征在于，所述的控制层网络为PROFINET环网，监控系统PLC、输送线PLC、设备层通过PROFINET现场总线接入PROFINET环网。
4.根据权利要求3所述的车间生产监控系统，其特征在于，所述的设备层包括底层设备以及其控制的车间单机设备；
底层设备包括：扫描枪、RFID模块、远程I/O模块和单机设备工位程序选择OP盒；
车间单机设备包括：机器人、加注机、电动拧紧设备；
上述的设备通过PROFINET现场总线连接PROFINET环网。
5.一种车间生产监控方法，应用于权利要求4所述的车间生产监控系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1.进行在线车身流动监控：将RFID芯片放置于车身，RFID芯片中写入车辆基本的车身码和车辆配置信息，RFID芯片从车间第一工位，即总装上线工位AF-ON进行读取，一直流动至车辆下线工位AF-OFF处，中间过程RFID芯片无形式变化和芯片变化；RFID模块读写的过点信息及队列信息存储在监控系统PLC中，由监控系统PLC进行下发；
S2.进行单机设备程序自动识别：在系统中提前根据车辆配置信息和相应设备的运行程序建立相应的数据配置表，根据S1从RFID模块读取获得到的车辆配置信息与预设的数据配置表中进行数据匹配，识别相应车辆配置信息所对应的程序，监控系统PLC最终将对应的程序编号以及车辆的车身号发送至设备层相应的单机设备，实现单机设备程序自动识别；
S3.单机设备联锁防错操作：采用监控系统PLC，结合输送线系统的现场工位感应开关信号及输送线PLC控线系统，根据车间单机设备的结果信号通过PROFINET网络经过监控系统PLC最终传给输送线PLC，或者通过I/O硬接线方式经过输送线远程I/O模块直接传送给输送线PLC，输送线PLC通过工位末端的现场工位感应开关信号进行逻辑判断给出现场工位OK或NG的信号，并决定是否放行；若当前现场工位的逻辑判断结果为OK，则车辆正常流动至下一工位；若当前现场工位的逻辑判断结果为NG且车辆已流动至工位末端，则输送线停止运行，需要通过车辆返修至获得OK信号或者强制放行，输送线才可以继续往下流动，监控系统PLC与车间单机设备的控制器及输送线PLC进行信号交换实现联锁控制；
S4.进行设备数据采集分析。
6.根据权利要求5所述的车间生产监控方法，其特征在于，所述的S1的具体步骤如下：
S11.滑橇从涂装下线工位流动至总装上线点工位，即车间第一工位，监控系统在总装上线点工位安装激光检测装置，检测滑橇上是否有车辆，若检测到没有车辆，则监控系统自动在队列中置位为空车位，托盘放行；如果检测到有车辆，则将RFID芯片放置在车身指定位置，所指定的位置有激光指引；
S12.在总装上线点工位输出整车规格信息，监控系统验证车辆整车规格信息的准确性后，将车辆车身号、车辆配置信息发送给监控系统PLC；监控系统PLC将车辆车身号及车辆配置信息通过布置在总装上线点上的RFID模块写入RFID芯片，车辆继续进行流动至下一工位；
S13.车辆流动至总装内饰线的下降升降机，输送线系统的车身检测开关检测是否有车辆，并将该信息发送给监控系统PLC，监控系统PLC对信息进行校核并更新队列信息；当车辆流动至总装内饰一线第一个工位时，输送线的到位感应开关检测到车辆进入该工位，监控系统获取该开关到位信息，布置在此工位上的RFID模块读取车身上的RFID芯片信息，获取其车身号和车辆配置信息之后，将工位上的车辆信息与总装上线点扫描生成的队列作校验，如无误则将获取的信息存入监控系统PLC中，根据车身流动和车辆到位开关检测信号，逐辆读取RFID芯片信息并存储在监控系统PLC上，车身信息不断往前推移，并形成车间本段线体的车辆监控队列；若校核有误，则进行人工维护队列；
S14.车辆由总装内饰一线流转至总装内饰二线后，由总装内饰二线首工位的RFID模块读取经过该工位的RFID芯片，根据到位开关的检测信号，逐辆读取RFID芯片信息并存储在监控系统PLC，车身信息不断往前推移，更新车辆监控队列；
S15.车辆从总装内饰二线经过升降机流转至总装底盘一线、总装底盘二线、总装外装一线、总装外装二线，直至总装下线的出车工位，相应的在底盘一线、底盘二线、外装一线、外装二线首工位入口设置相应的RFID模块，通过读取相应的RFID芯片过点信息，形成总装车间由总装上线工位到总装下线工位完整的车辆监控队列；
S16.通过以上流程，监控系统PLC存储车间在线流动车辆监控队列，并经监控层网络上传至监控层，实现总装车间在线车身流动自动化监控，通过接入该网络的客户端进行监控。
7.根据权利要求5所述的车间生产监控方法，其特征在于，所述的S2的具体步骤如下：
S21.建立单机设备程序，并对相应的程序设置程序编号；
S22.在系统中建立车身配置信息与单机设备程序编号的对应表；
S23.系统根据RFID队列获取的车辆配置信息匹配识别相应的单机设备程序编号，并将车身号和单机设备程序编号发送给单机设备的设备控制器，设备控制器根据单机设备程序编号执行在单机设备提前设置好的单机程序。
8.根据权利要求5所述的车间生产监控方法，其特征在于，所述的S1还包括
S17.在总装底盘一线中间包含一段车辆与底盘合装段，存在升降机转挂点，在升降机转挂后的合车段首工位也布置了一个RFID模块，对车辆的RFID芯片进行读取，更新车辆监控队列；
S18.在外装二线最后一个工位放置一个RFID模块，对每一个RFID芯片信息清除，返回至总装上线处循环使用。
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