CN113592049A - 一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统 - Google Patents

一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统，该方法包括：步骤S101、通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集；步骤S102、根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。本发明提出的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统能够精确采集并匹配物料在每一设备加工时所产生的工艺参数，而且解决了RFID技术使用受限的问题，降低了实施成本，适宜推广应用。

Description

一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统
技术领域
本发明涉及自动化生产加工领域，尤其涉及一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统。
背景技术
产品在多设备的连续自动化生产线加工过程中，无法准确地匹配在每一设备加工时所产生的工艺参数；从而导致在后期进行数据追溯和工艺过程分析时，工艺参数无法作为有效依据。目前较先进的实施方法则是利用RFID技术，在每一物料上粘贴电子标签，通过阅读器实现物料识别与定位。但针对高温、高压的生产环境以及在加工过程中处于流动状态的材料(如SMC)，电子标签的使用将会受限；同时在利用RFID技术过程中也增加了企业的资金投入。
以上问题亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于通过一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，该方法包括：
步骤S101、通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集；
步骤S102、根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。
特别地，所述步骤S101具体包括：将采集设备通过网络与设备控制器、数据采集服务器相连，在采集设备中设定各点位采集频率；采集设备通过网络针对设备控制器中各点位按设定的采集频率进行数据采集。
特别地，所述步骤S102具体包括：获得生产线上各设备启动信号时间点与停止信号时间点并形成启停时间段，然后在该设备的采集数据中同步出此启停时间段的工艺数据；在产品下线后，将最后一个设备的最后一组启停时间段所同步到的工艺数据作为该产品在该设备的加工工艺参数；而前一设备则使用倒数第二组启停时间段所同步到的工艺数据作为该产品在前一设备的加工工艺参数；以此类推获得整条连续自动化生产线上所有设备关于该产品的工艺参数。
特别地，所述精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法还包括：步骤S103.在产品上粘贴识别码，通过扫码将整合匹配完成的工艺参数与产品编码关联，用于后续追溯与数据分析。
特别地，所述控制器采用但不限于可编程逻辑控制器(PLC)。
特别地，所述采集设备采用但不限于MQTT网关。
基于上述精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，本发明还公开了一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统，该系统包括采集设备、服务器用交换机、数据采集服务器、生产现场交换机以及设备控制器；所述生产现场交换机与所述设备控制器连接；所述生产现场交换机与服务器用交换机连接；所述服务器用交换机分别与数据采集服务器、采集设备连接；通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集，根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。
特别地，在采集设备中对所需采集的数据点位与采集频率进行设置；将设备启停点位设定为bool值，捕捉设备实时运行状态；在数据采集过程中根据bool值数据变化的时间，获取该设备开始运行的时间点与停止运行的时间点，根据该设备开始运行的时间点与停止运行的时间点，在数据库中匹配该时间段内该设备所有参数点位所采集到的全部数据，此时获取的数据为该产品在该设备加工过程中产生的工艺参数。
特别地，所述控制器采用但不限于可编程逻辑控制器(PLC)。
特别地，所述采集设备采用但不限于MQTT网关。
本发明提出的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法及系统能够精确采集并匹配物料在每一设备加工时所产生的工艺参数，而且解决了RFID技术使用受限的问题，降低了实施成本，适宜推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统拓扑结构图；
图3为本发明实施例提供的热塑性材料自动化加工生产线生产示意图；
图4为本发明实施例提供的单个物料在自动线运行示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
实施例一
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法流程示意图。
本实施例中精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法具体包括：步骤S101、通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集。步骤S102、根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。
具体的，本实施例中所述步骤S101具体包括：将采集设备通过网络与设备控制器、数据采集服务器相连，在采集设备中设定各点位采集频率；采集设备通过网络针对设备控制器中各点位按设定的采集频率进行数据采集。具体的，本实施例中所述步骤S102具体包括：获得生产线上各设备启动信号时间点与停止信号时间点并形成启停时间段，然后在该设备的采集数据中同步出此启停时间段的工艺数据，其中，需要说明的是，上述使用设备启停信号匹配工艺参数，与RFID以物料定位的方式匹配工艺参数相比，能够完全去除物料在某设备/工位存在一定时间等待的冗余时间，使最终匹配到的数据更加精准；在产品下线后，将最后一个设备的最后一组启停时间段所同步到的工艺数据作为该产品在该设备的加工工艺参数；而前一设备则使用倒数第二组启停时间段所同步到的工艺数据作为该产品在前一设备的加工工艺参数；以此类推获得整条连续自动化生产线上所有设备关于该产品的工艺参数。
具体的，本实施例中所述精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法还包括：步骤S103.在产品上粘贴识别码，通过扫码将整合匹配完成的工艺参数与产品编码关联，用于后续追溯与数据分析。其中，所述识别码可以为但不限于一维码或二维码，与使用电子标签随物料参与生产加工相比，本发明采用的方案大大降低了对生产环境的约束。
具体的，在本实施例中所述控制器采用但不限于可编程逻辑控制器(PLC)。所述采集设备采用但不限于MQTT网关。
实施例二
如图2所示，图2为本发明实施例提供的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统拓扑结构图。
本实施例公开一种采用上述实施例一所述精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统，该系统包括采集设备、服务器用交换机、数据采集服务器、生产现场交换机以及设备控制器。所述生产现场交换机通过但不限于工业网线与所述设备控制器连接，其中，需要同时注意强弱电分离，以免弱点信号受到干扰；所述生产现场交换机通过网络与服务器用交换机连接；所述服务器用交换机分别与数据采集服务器、采集设备连接；通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集，根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。需要说明的是，原则上针对每一设备控制器在服务器用交换机处需单独连接一台采集设备，而实际部署过程中可针对多个数据量不大的设备控制器合并使用一台采集设备进行采集。
具体的，在本实施例中在采集设备中对所需采集的数据点位与采集频率进行设置；为尽可能精准的捕捉设备实时运行状态，将设备启停点位设定为bool值，这样便于数据识别)，同时将采集频率尽可能提高，以确保采集到的设备启停时间及周期与设备实际加工运行的时间及周期相一致。另外，针对各工艺参数的监控需求调整采集频率。
待数据点位及采集频率在采集设备中设置完成后便可运用于实际生产的工艺参数采集。在数据采集过程中根据启停点位(bool值)数据变化的时间，获取该设备开始运行的时间点与停止运行的时间点，根据该设备开始运行的时间点与停止运行的时间点，在数据库中匹配该时间段内该设备所有参数点位所采集到的全部数据，此时获取的数据为该产品在该设备加工过程中产生的工艺参数。
具体的，在本实施例中所述控制器采用但不限于可编程逻辑控制器(PLC)。所述采集设备采用但不限于MQTT网关。
下面针对数据采集应用，举例说明如下，如图3所示为热塑性材料自动化加工生产线生产示意图。每一物料均会经过上料、预烘温、主烘温、成型四个加工步骤，且为连续投料生产；而单片物料在生产线加工则如图4所示。针对持续加工的工位：在单片物料NO.1到达完成工位时，后一片物料NO.2在成型工位进行加工。由于成型工序需持续进行；此时成型工位仅出现设备启动信号。因此，成型设备最近一组启动与停止信号为物料NO.1在成型设备中的加工时间；而主烘温此时加工物料NO.3，由于主烘箱工序需持续加工；因此，最近一组启停数据为物料NO.2的工艺数据；物料NO.1在主烘温中的加工数据为倒数第二组启停数据。由此可定义：完成工位的前一工位定义为1，前二工位定义为2，以此进行类推。针对完成工位的产品进行扫码并获取各持续加工工位的工艺数据时，仅需确认该工位为倒数第N个工位，便可获取该工位倒数第N组启停数据作为此产品的工艺数据。
而针对瞬时完工工位；例如：上料打钉工位，在物料到达上料工位后，打钉工作在极短时间内完成；因此，在完成工位的产品进行扫码时，上料工位已完成打钉；较持续加工的工位，不但产生了设备启动信号，也产生了设备停止信号；由此可得，该工位较持续加工的工位多产生了一组设备启停数据。所以，针对完成工位的产品进行扫码并获取各瞬时完工工位的工艺数据时，在确认该工位为倒数第N个工位后，获取该工位倒数第N+1组启停数据作为此产品的工艺数据。
将各工位针对持续加工和瞬时完工两种类别进行分类，并使用对应取值规则进行启停信号的取值；以各设备启停信号时间段获取对应工艺参数，在产品扫码过程中与编码进行关联并存储。
本实施例提出的技术方案利用设备数据采集所获得的启停时间段同步对应工艺参数，实现精准获取产品工艺参数；同时利用自动化生产线的设备顺序，逆序获取各设备工艺参数，组合成产品全过程工艺参数，满足数据采集需求的同时，解决了RFID技术使用受限的问题，同时也降低了实施成本。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，其特征在于，包括：
步骤S101、通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集；
步骤S102、根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。
2.根据权利要求1所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，其特征在于，所述步骤S101具体包括：将采集设备通过网络与设备控制器、数据采集服务器相连，在采集设备中设定各点位采集频率；采集设备通过网络针对设备控制器中各点位按设定的采集频率进行数据采集。
3.根据权利要求2所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，其特征在于，所述步骤S102具体包括：获得生产线上各设备启动信号时间点与停止信号时间点并形成启停时间段，然后在该设备的采集数据中同步出此启停时间段的工艺数据；在产品下线后，将最后一个设备的最后一组启停时间段所同步到的工艺数据作为该产品在该设备的加工工艺参数；而前一设备则使用倒数第二组启停时间段所同步到的工艺数据作为该产品在前一设备的加工工艺参数；以此类推获得整条连续自动化生产线上所有设备关于该产品的工艺参数。
4.根据权利要求3所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，其特征在于，所述精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法还包括：步骤S103.在产品上粘贴识别码，通过扫码将整合匹配完成的工艺参数与产品编码关联，用于后续追溯与数据分析。
5.根据权利要求1至4之一所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，其特征在于，所述控制器采用但不限于可编程逻辑控制器。
6.根据权利要求5所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法，其特征在于，所述采集设备采用但不限于MQTT网关。
7.一种采用权利要求1所述精确匹配自动生产线工艺采集数据的方法的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统，其特征在于，该系统包括采集设备、服务器用交换机、数据采集服务器、生产现场交换机以及设备控制器；所述生产现场交换机与所述设备控制器连接；所述生产现场交换机与服务器用交换机连接；所述服务器用交换机分别与数据采集服务器、采集设备连接；通过采集设备对设备控制器中启停点位与工艺参数点位进行数据采集，根据设备启停时间段匹配对应时间段所产生工艺参数，完成对产品工艺参数的精确记录。
8.根据权利要求7所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统，其特征在于，在采集设备中对所需采集的数据点位与采集频率进行设置；将设备启停点位设定为bool值，捕捉设备实时运行状态；在数据采集过程中根据bool值数据变化的时间，获取该设备开始运行的时间点与停止运行的时间点，根据该设备开始运行的时间点与停止运行的时间点，在数据库中匹配该时间段内该设备所有参数点位所采集到的全部数据，此时获取的数据为该产品在该设备加工过程中产生的工艺参数。
9.根据权利要求7或8任一项所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统，其特征在于，所述控制器采用但不限于可编程逻辑控制器。
10.根据权利要求9所述的精确匹配自动生产线工艺采集数据的系统，其特征在于，所述采集设备采用但不限于MQTT网关。
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