CN111844835A - 胶管生产线控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种胶管生产线控制系统及方法。该胶管生产线控制系统包括调控模块，调控模块分别与生产线的各生产设备通讯连接，调控模块包括第一调控模块和第二调控模块，第一调控模块将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备相关的第二控制指令，并发送至各生产设备，从而联动控制各生产设备的运行；第二调控模块将输入的与生产设备相关的控制指令发送至对应的生产设备，对生产设备的运行进行控制。本发明既能对胶管生产线进行整体集中控制，又能对各生产设备进行单独控制，提高整体控制精度，使得生产线能够达到产品升级工艺要求；同时实现全自动化运行，减少人工操作，降低人工成本，且能为工业4.0升级提供底层数据支持及相应接口。

Description

胶管生产线控制系统及方法

技术领域

本发明涉及生产控制技术领域，具体涉及一种胶管生产线控制系统及方法。

背景技术

现阶段国内胶管生产线多为单机控制，单机之间没有联动或仅有简单联动，单机设备虽然操作灵活，但是需要大量人工操作，造成厂家生产人员投入成本过大，操作繁琐，生产效率低，且各个设备独立控制使得产品质量把控比较难。多台设备集中控制虽然解决了人员成本问题，但是不能单机独立使用，一旦某个设备出现故障，整体均不能使用，存在很大的生产风险。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种胶管生产线控制系统及方法，以解决现有技术中存在的胶管生产线控制不便、控制精度低、成本较高等技术问题。

本发明实施例提供了一种胶管生产线控制系统，用于对胶管的生产线进行控制，所述生产线包括多个生产设备，所述控制系统包括调控模块，所述调控模块分别与各生产设备通讯连接，所述调控模块用于向所述生产设备发送控制指令，对各生产设备的运行进行调控，所述调控模块包括第一调控模块和第二调控模块，所述第一调控模块将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备相关的第二控制指令，并发送至各生产设备，从而联动控制各生产设备的运行；所述第二调控模块将输入的与所述生产设备相关的控制指令发送至对应的所述生产设备，对所述生产设备的运行进行控制。

在一些实施例中，还包括执行模块，所述执行模块设于各生产设备并与所述调控模块通讯连接，用于接收所述调控模块的控制指令，并执行所述控制指令以控制各生产设备的运行。

在一些实施例中，还包括监测模块，所述监测模块设于所述生产设备并与所述调控模块通讯连接，用于获取各生产设备的运行参数，监测各生产设备的运行，其中，所述监测模块在监测到所述生产设备的运行出现异常时，发出异常信号，所述调控模块在接收到所述异常信号时改变所述生产设备的运行状态。

在一些实施例中，还包括显示模块，所述显示模块与所述调控模块连接，用于显示所述生产线和/或各生产设备的运行状态和对应的运行参数，其中，所述运行状态包括所述生产设备的工作状态和/或故障状态，所述运行参数包括所述生产设备正常运行时的工作参数和/或故障时的故障参数。

在一些实施例中，所述生产设备包括依据生产流程依次设置的内胶挤出机、针织机、外胶挤出机、辊式冷却机、切断机和输送机，所述内胶挤出机用于挤出胶料进行内管成型，所述针织机用于在内管的外层包覆加强层，所述外胶挤出机用于将外胶包覆于加强层外进行外管成型，所述辊式冷却机用于对胶管进行冷却塑形，所述切断机用于将冷却成型的胶管进行切断形成具有一定长度的胶管，所述输送机用于输送胶管。

在一些实施例中，所述生产设备还包括用于取放所述胶管的第一牵引机、第二牵引机以及第三牵引机，所述第一牵引机、第二牵引机以及第三牵引机分别与所述调控模块通讯连接，所述第一牵引机用于将经所述针织机包覆加强层后得到的胶管牵引至所述外胶挤出机内，所述第二牵引机用于将经所述外胶挤出机包覆外胶后形成的胶管牵引至所述辊式冷却机，所述第三牵引机用于将经所述辊式冷却机冷却塑形后的胶管牵引至所述切断机。

在一些实施例中，所述生产设备还包括内胶测径仪和外胶测径仪，所述内胶测径仪和外胶测径仪分别与所述调控模块通讯连接，所述内胶测径仪和外胶测径仪接收所述调控模块的测径控制指令以分别检测内管和外管的直径。

在一些实施例中，所述切断机包括牵引部和切断部，所述切断机上设有用于检测胶管长度的长度检测仪，所述长度检测仪与所述调控模块通讯连接。

在一些实施例中，所述内胶挤出机包括75内胶挤出机和/或90内胶挤出机。

本发明实施例还提供一种胶管生产控制方法，用于对胶管的生产线进行控制，所述生产线包括多个生产设备，所述方法包括：

将控制系统的调控模块分别与各生产设备连接，其中，所述调控模块向所述生产设备发送控制指令，对各生产设备的运行参数进行调控，所述调控模块包括第一调控模块和第二调控模块，第一调控模块将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备相关的第二控制指令，并发送至各生产设备，从而联动控制各生产设备的运行；所述第二调控模块将输入的与所述生产设备相关的控制指令发送至对应的所述生产设备，对所述生产设备的运行进行控制；

将控制系统的监测模块与调控模块通讯连接，通过所述监测模块获取各生产设备的运行参数，监测各生产设备的运行，其中，所述监测模块在监测到所述生产设备的运行出现异常时，发出异常信号，所述调控模块在接收到所述异常信号时改变所述生产设备的运行状态。

与现有技术相比较，本发明实施例提供的胶管生产控制系统及方法，通过调控模块的第一调控模块可以将与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备相关的第二控制指令，对各生产设备的运行进行集中联动控制，通过第二调控模块可以分别对各生产设备的运行进行控制，既能够对胶管生产线进行整体集中控制，又能够对各生产设备进行单独控制，提高了胶管生产线的整体控制精度，使得生产线能够达到产品升级工艺要求；同时，控制系统与各生产设备配合能够实现全自动化运行，减少人工操作，有效降低人工成本；另外，本发明可以系统地收集生产线的生产数据，将整个生产过程数字化，为工业4.0升级提供底层数据支持及相应的接口。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本发明实施例的胶管生产线控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的胶管生产线控制系统的一显示界面示意图；

图3为本发明实施例的胶管生产线控制系统的另一显示界面示意图；

图4为本发明实施例的胶管生产线控制系统的又一显示界面示意图。

附图标记：

10-控制系统、1-调控模块、11-第一调控模块、12-第二调控模块、2-执行模块、3-监测模块、4-显示模块、5-客户端；

20-生产设备、201-内胶挤出机、202-针织机、203-外胶挤出机、204-辊式冷却机、205-切断机、206-输送机、2071-第一牵引机、2072-第二牵引机、2073-第三牵引机、2081-内胶测径仪、2082-外胶测径仪、209-长度检测仪。

具体实施方式

为了使得本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1至图4为本发明实施例的胶管生产线控制系统的结构示意图(图1中虚线箭头表示电连接和/或信号连接)。如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种胶管生产线控制系统，用于对胶管的生产线进行控制，生产线包括多个生产设备20，控制系统10包括调控模块1，调控模块1分别与各生产设备20通讯连接，用于向生产设备20发送控制指令，对各生产设备20的运行进行调控，调控模块1包括第一调控模块11和第二调控模块12，第一调控模块11将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备20相关的第二控制指令，并发送至各生产设备20，从而联动控制各生产设备20的运行；第二调控模块2将输入的与生产设备20相关的控制指令发送至对应的生产设备20，对该生产设备20的运行进行控制。

本发明实施例提供的胶管生产线控制系统通过调控模块1的第一调控模块11可以将与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备20相关的第二控制指令，对各生产设备20的运行进行集中联动控制，通过第二调控模块12可以分别对各生产设备20的运行进行控制，既能够对胶管生产线进行整体集中控制，又能够对各生产设备20进行单独控制，提高了胶管生产线的整体控制精度，使得生产线能够达到产品升级工艺要求；同时，控制系统与各生产设备配合能够实现全自动化运行，减少人工操作，有效降低人工成本；另外，本发明可以系统地收集生产线的生产数据，将整个生产过程数字化，为工业4.0升级提供底层数据支持及相应的接口。

如图1所示，生产设备20包括依据生产流程依次设置的内胶挤出机201、针织机202、外胶挤出机203、辊式冷却机204、切断机205和输送机206，内胶挤出机201用于挤出胶料进行内管成型，针织机202用于在内管的外层包覆加强层，外胶挤出机203用于将外胶包覆于加强层外进行外管成型，辊式冷却机204用于对胶管进行冷却塑形，切断机205用于将冷却成型的胶管进行切断形成具有一定长度的胶管，输送机206用于输送胶管。

如图2所示，内胶挤出机201包括75内胶挤出机和/或90内胶挤出机，以分别挤出不同直径的胶管。内胶挤出机201也可以为其他直径型号的内胶挤出机。

生产设备20还包括用于取放胶管的第一牵引机2071、第二牵引机2072以及第三牵引机2073，第一牵引机2071、第二牵引机2072以及第三牵引机2073分别与调控模块1通讯连接，第一牵引机2071用于将经针织机202包覆加强层后得到的胶管牵引至外胶挤出机203内，第二牵引机2072用于将经外胶挤出机203包覆外胶后形成的胶管牵引至辊式冷却机204，第三牵引机2073用于将经辊式冷却机204冷却塑形后的胶管牵引至切断机205。

第一牵引机2071、第二牵引机2072以及第三牵引机2073分别为前、中、后牵引机，在具体实施中，可以根据实际需要设置更多的牵引机以方便胶管的取放，例如，如图2所示，可以同时设置第三牵引机2073和切断牵引机，以将经辊式冷却机204冷却塑形后的胶管顺利牵引至切断机205。

在一些实施例中，如图1和图2所示，生产设备20还包括内胶测径仪2081和外胶测径2082，内胶测径仪2081和外胶测径仪2082分别与调控模块1通讯连接，内胶测径仪2081和外胶测径仪2082接收调控模块的测径控制指令以分别检测内管和外管的直径。

进一步地，切断机205包括牵引部和切断部，切断机205上设有用于检测胶管长度的长度检测仪209，长度检测仪209与调控模块1通讯连接。当长度检测仪209检测到位于牵引部的胶管的长度满足预设长度时，通过切断部切断胶管，可以生产出满足预设长度的胶管。

本发明实施例中，调控模块1可以为一独立的工控机，设有参数配置单元，用于配置生产线的运行参数，以生成相应的控制指令。运行参数可以手动配置也可以通过配置程序自动配置。

具体地，第一控制指令可以为生产线的速度控制指令，例如，输入目标生产线速度，第一调控模块1即可基于输入的目标生产线速度，确定出各生产设备20的运行速度，控制系统自动调节各生产设备20的运行速度，实现生产线的全线调速功能。全线调速时，可以使全部启动运行的生产设备20同时进行升、降速，相较于单机独立调速更加方便、快捷，且能够对各生产设备20之间的联动进行有效控制。在通过第一调控模块11对生产设备20进行全线控制的时候，也可以同时通过第二调控模块12对不同的生产设备20进行单独控制。

在一些实施例中，控制系统可以依顺序控制各生产设备20的启停，从而节约启停时间，例如，同时启停会提高功耗，而依次手动启停时，有的生产设备20由于需要一定的预启动时间，使得整个生产线的启停不连贯，通过控制系统可以在前一设备运行至一定状态时，启停下一设备，既能保证整个生产线启停的连贯性，也能够提高生产效率并降低整个生产线的功耗，降低运行成本，极大地提高了生产线的稳定性、可靠性和安全性。

控制系统还包括执行模块2，执行模块2设于各生产设备20并与调控模块1通讯连接，且执行模块2与各生产设备20的电机连接，用于接收调控模块1的控制指令，并执行控制指令以控制各生产设备20的运行。

控制系统还包括监测模块3，监测模块3设于生产设备20并与调控模块1通讯连接，用于获取各生产设备20的运行参数，监测各生产设备20的运行，其中，监测模块2在监测到生产设备20的运行出现异常时，发出异常信号，调控模块1在接收到所述异常信号时改变生产设备20的运行状态。例如，在接收到异常信号时，可以控制生产线停止工作，或者降低生产线的运行速度。

监测模块2可以为图像采集装置和/或传感器，以实时对生产设备20的运行状况进行监测。调控模块1的参数配置单元可以基于监测模块2监测到的生产线(各生产设备20)的运行状况对生产线的运行参数进行优化。

控制系统还包括显示模块4，显示模块4与调控模块1连接，用于显示各生产设备20的运行状态和对应的运行参数，实现生产线运行的可视化。其中，所述运行状态包括生产设备20的工作状态和/或故障状态，所述运行参数包括生产设备20正常运行时的工作参数和/或故障时的故障参数。

显示模块4包括显示器，当通过第一调控模块11进行全线控制时，显示器的显示界面显示还可以显示配置的生产线运行参数，例如生产线全线目标速度，显示界面同时显示各生产设备20的运行状态数据(包括运行状态和运行参数)。当整个生产线及生产设备20正常运行时，显示模块4的显示界面可以显示生产设备20的工作参数，例如运行速度、温度、压力等，实现工作状态可视化；当生产线中的生产设备20出现故障时，显示模块4可以显示出现故障的生产设备20以及相应的故障原因等故障参数，实现故障数据可视化。

如图2所示，当通过第一调控模块11对生产线进行集中控制(全线控制)时，显示模块4可以在同一显示界面显示生产线以及各生产设备20的运行状态和运行参数，生产线的运行参数为生产线的全线目标速度，各生产设备20的运行参数为各生产设备20的运行速度；如图3所示，当通过第二调控模块12对相应的生产设备20(例如内胶挤出机201)进行单独控制时，显示模块4显示该生产设备的运行状态和运行参数。

进一步地，如图3所示，生产设备20处于正常状态的工作参数和处于故障状态时的故障参数可以设于同一显示界面。具体地，当正常运行时，显示生产设备20的工作参数，当生产设备20故障时，可以显示故障参数，例如将表示故障原因的相应的指示灯点亮。如图3所示，内胶挤出机201的故障原因可以包括急停、机筒压力故障、机头压力故障、机头温度故障、机筒温度故障、断料报警、风机过热报警、螺杆变频器故障等。其他生产设备20的故障原因可以根据相应的生产设备20的工作状况等确定，本发明不具体限定。

在一些实施例中，显示模块4的显示器为触控式显示器，既能够将控制指令输入以控制生产线的运行，又能显示生产线的20的运行状态。

在一些实施例中，控制系统还包括与调控模块1连接的存储模块，以存储采集的与生产线运行相关的数据。

本申请实施例中，通过控制系统的调控模块1采集大量来自车间底层的数据，方便顶层平台(例如客户端5)进行数据采集，可以用于生产设备20的预测性维护、故障诊断分析以及生产流程优化等。具体地，可以在生产设备20老化或者失效之前及时更换设备，或者对设备进行停机维护，以保证生产线的可靠运行和生产效率。

在一些实施例中，如图1所示，控制系统还包括客户端5，客户端5与调控模块1通讯连接，可以远程通过客户端5对生产线进行控制。

本发明实施例中，生产线的联动控制包括全部生产设备20的联动控制或部分生产设备20的联动控制。即可以根据实际需要设定联动的生产设备20。例如，如图1、图3和图4所示，可以设置测径仪和挤出机的联动控制，预先设定各测径仪的相应参数，通过调控模块1实现测径仪与相应挤出机的联动(例如内胶挤出机201和内胶测径仪2081)，从而提高挤出机的胶管挤出精度。如图4所示，显示于显示界面的内胶测径仪2081的工作参数不仅包括标准径值，还包括相应的误差(上差和下差)，从而能够提高测量精度。

本发明实施例还提供了一种胶管生产线控制方法，包括如下步骤：

步骤S1、将控制系统10的调控模块1分别与各生产设备20连接，其中，调控模块1向生产设备20发送控制指令，对各生产设备20的运行参数进行调控，调控模块1包括第一调控模块11和第二调控模块12，第一调控模块1将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备20相关的第二控制指令，并发送至各生产设备20，从而联动控制各生产设备20的运行；第二调控模块12将输入的与生产设备20相关的控制指令发送至对应的生产设备20，对该生产设备20的运行进行控制；

步骤S2、将控制系统10的监测模块3与调控模块1通讯连接，通过监测模块3获取各生产设备20的运行参数，监测各生产设备20的运行，其中，监测模块3在监测到生产设备20的运行出现异常时，发出异常信号，调控模块1在接收到所述异常信号时改变生产设备20的运行状态。

本发明实施例提供的胶管生产线控制方法通过调控模块1的第一调控模块11可以将与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备20相关的第二控制指令，对各生产设备20的运行进行集中联动控制，通过第二调控模块12可以分别对各生产设备20的运行进行控制，既能够对胶管生产线进行整体集中控制，又能够对各生产设备20进行单独控制，提高了胶管生产线的整体控制精度，使得生产线能够达到产品升级工艺要求；同时，控制系统与各生产设备配合能够实现全自动化运行，减少人工操作，有效降低人工成本；另外，本发明可以系统地收集生产线的生产数据，将整个生产过程数字化，为工业4.0升级提供底层数据支持及相应的接口。

该胶管生产线控制方法对应于上述实施例的胶管生产线控制系统，胶管生产线控制系统实施例中的任何可选项也适用于本实施例，这里不再详述。

需要说明的是，上述的通讯连接包括电连接和/或信号连接，信号连接可以为有线连接也可以为无线连接，有线连接包括通过数据传输线连接，无线连接包括通过4G、5G、WIFI等无线传输方式进行连接。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种胶管生产线控制系统，用于对胶管的生产线进行控制，所述生产线包括多个生产设备，其特征在于，所述控制系统包括调控模块，所述调控模块分别与各生产设备通讯连接，所述调控模块用于向所述生产设备发送控制指令，对各生产设备的运行进行调控，所述调控模块包括第一调控模块和第二调控模块，所述第一调控模块将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备相关的第二控制指令，并发送至各生产设备，从而联动控制各生产设备的运行；所述第二调控模块将输入的与所述生产设备相关的控制指令发送至对应的所述生产设备，对所述生产设备的运行进行控制。

2.根据权利要求1所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，还包括执行模块，所述执行模块设于各生产设备并与所述调控模块通讯连接，用于接收所述调控模块的控制指令，并执行所述控制指令以控制各生产设备的运行。

3.根据权利要求1所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，还包括监测模块，所述监测模块设于所述生产设备并与所述调控模块通讯连接，用于获取各生产设备的运行参数，监测各生产设备的运行，其中，所述监测模块在监测到所述生产设备的运行出现异常时，发出异常信号，所述调控模块在接收到所述异常信号时改变所述生产设备的运行状态。

4.根据权利要求1所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述调控模块连接，用于显示各生产设备的运行状态和对应的运行参数，其中，所述运行状态包括所述生产设备的工作状态和/或故障状态，所述运行参数包括所述生产设备正常运行时的工作参数和/或故障时的故障参数。

5.根据权利要求1所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，所述生产设备包括依据生产流程依次设置的内胶挤出机、针织机、外胶挤出机、辊式冷却机、切断机和输送机，所述内胶挤出机用于挤出胶料进行内管成型，所述针织机用于在内管的外层包覆加强层，所述外胶挤出机用于将外胶包覆于加强层外进行外管成型，所述辊式冷却机用于对胶管进行冷却塑形，所述切断机用于将冷却成型的胶管进行切断形成具有一定长度的胶管，所述输送机用于输送胶管。

6.根据权利要求5所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，所述生产设备还包括用于取放所述胶管的第一牵引机、第二牵引机以及第三牵引机，所述第一牵引机、第二牵引机以及第三牵引机分别与所述调控模块通讯连接，所述第一牵引机用于将经所述针织机包覆加强层后得到的胶管牵引至所述外胶挤出机内，所述第二牵引机用于将经所述外胶挤出机包覆外胶后形成的胶管牵引至所述辊式冷却机，所述第三牵引机用于将经所述辊式冷却机冷却塑形后的胶管牵引至所述切断机。

7.根据权利要求5所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，所述生产设备还包括内胶测径仪和外胶测径仪，所述内胶测径仪和外胶测径仪分别与所述调控模块通讯连接，所述内胶测径仪和外胶测径仪接收所述调控模块的测径控制指令以分别检测内管和外管的直径。

8.根据权利要求5所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，所述切断机包括牵引部和切断部，所述切断机上设有用于检测胶管长度的长度检测仪，所述长度检测仪与所述调控模块通讯连接。

9.根据权利要求5所述的胶管生产线控制系统，其特征在于，所述内胶挤出机包括75内胶挤出机和/或90内胶挤出机。

10.一种胶管生产控制方法，用于对胶管的生产线进行控制，所述生产线包括多个生产设备，其特征在于，所述方法包括：

将控制系统的调控模块分别与各生产设备连接，其中，所述调控模块向所述生产设备发送控制指令，对各生产设备的运行参数进行调控，所述调控模块包括第一调控模块和第二调控模块，第一调控模块将输入的与生产线相关的第一控制指令转化为与各生产设备相关的第二控制指令，并发送至各生产设备，从而联动控制各生产设备的运行；所述第二调控模块将输入的与所述生产设备相关的控制指令发送至对应的所述生产设备，对所述生产设备的运行进行控制；

将控制系统的监测模块与调控模块通讯连接，通过所述监测模块获取各生产设备的运行参数，监测各生产设备的运行，其中，所述监测模块在监测到所述生产设备的运行出现异常时，发出异常信号，所述调控模块在接收到所述异常信号时改变所述生产设备的运行状态。

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