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CN111702944A - 一种混凝土预制件生产追溯系统及控制方法 - Google Patents

一种混凝土预制件生产追溯系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混凝土预制件生产追溯系统，包括混凝土预制件生产线、模台和输送线，模台通过输送线运输至各个工位，每个工位设有对应工序的生产设备,输送线上设有输送线检测元件，输送线连接输送线控制PLC，输送线检测元件连接所述输送线控制PLC，每个工位上的生产设备也分别连接各自的生产设备控制PLC，输送线控制PLC和生产设备控制PLC均连接中央主机，中央主机上安装有SCADA系统，每个模台上设有标识签，在所述输送线的路径上设有多个标识签读写器。本方案设计的一种混凝土预制件生产追溯系统能够追溯每个产品的生产过程，并且可以实时监控和自动记录储存整个生产过程的数据，通过对数据记录的统计和分析，进而提高生产质量，提高生产效率。

Description

一种混凝土预制件生产追溯系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种建筑领域生产管理系统及控制方法，特别是涉及一种混凝土预制件生产追溯系统及控制方法。
背景技术
现在装配式建筑生产工厂的混凝土预制件生产过程中，需要经过多工序，多工艺生产制造。混凝土预制件通过输送设备或者吊运设备在不同工位中进行运转制造。生产环节中对产品质量、工艺参数、生产节拍、人员效率、设备使用率、物料流转等需要人工记录，然后再做统计分析。
现在状态下，存在以下技术缺陷和不足：
1、混凝土预制件生产中，从材料到成品生产过程中，产品工序，工艺设备等过程数据需要人员手动记录，浪费人员工作时间。
2、生产过程中，产品经过多工位，多人员制造。生产节拍，人员效率和设备使用率，不容易协调，出现浪费人力资源，设备资源现象。
3、产品生产中，无法进行生产过程追溯，生产环节监控。
因此本领域技术人员致力于开发一种混凝土预制件生产追溯系统，以解决生产环节内出现的质量无法或者不好管理的现象。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种混凝土预制件生产追溯系统，能够追溯每个产品的生产过程，并且可以实时监控和自动记录储存整个生产过程的数据，通过对数据记录的统计和分析，进而提高生产质量和生产效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种混凝土预制件生产追溯系统，包括混凝土预制件生产线、模台和输送线，所述混凝土预制件生产线包括多个工位，所述模台通过输送线运输至各个工位，所述每个工位设有对应工序的生产设备,所述输送线上设有输送线检测元件，所述输送线连接输送线控制PLC，所述输送线检测元件连接所述输送线控制PLC，所述每个工位上的生产设备也分别连接各自的生产设备控制PLC，所述输送线控制PLC和生产设备控制PLC均连接中央主机，所述中央主机上安装有SCADA系统，所述每个模台上设有标识签，在所述输送线的路径上设有多个标识签读写器。
本发明的有益效果是：1）模台上设有标识签用于标定相应的模台，输送线检测元件连接输送线控制PLC，可以自动检测每个模台在每个工位的流入和流出的过程状态，并且将某个工位有无模台的信号传输给输送线控制PLC，用于自动化控制输送线；2）每个工位上的生产设备也分别连接各自的设备控制PLC，自动记录每个混凝土预制件的生产过程，包括其中的关键工艺参数。在质量管理中，起到很好的追溯作用，解决了生产环节内出现的质量无法或者不好管理的现象；通过混凝土预制件生产情况的记录，可以有效的计算出每个工位上耗费的时间；3）SCADA系统也和现场其他设备连接，实时通讯，可以读取当前设备信息，工艺参数。SCADA系统会根据模台流转情况算出每个工位模台流入或者流出的时间，进而算出每个工位的生产周期，并记录混凝土预制件在该工序的生产设备上工艺流程参数。SCADA系统监控画面上可以实时显示当前流转的模台，和模台上的混凝土预制件，以及它们经历过的工序和进行的工艺处理。
进一步, 所述SCADA系统与SQL Server数据库连接。这样设计的优点是SQLServer数据库用于保存数据，并且可以进行数据分析，通过混凝土预制件生产情况的记录，可以有效的计算出每个工位上耗费的时间。在混凝土预制件生产工序和工位较多情况下，分析出每个工位的生产节拍，设备利用率，人员效率等问题，提供关键数据给生产管理人员，进而提升生产效率。
进一步, 所述混凝土预制件生产线包括养护窑工序工位，在所述混凝土预制件生产线的第一个工位和养护窑工位的输送线路径上分别设有标识签读写器。这样设计的优点是在第一个工位读取模台的标识签是为了标记进入生产线的模台；养护窑工位读取模台的标识签，因为养护窑是生产线的中的一个重要的中间环节，进入到养护窑之后，模台会被放入到立体仓库中，读取标识签知道具体标号模台进入养护，出养护窑再次读取标识签，进行二次核对，避免错误。
进一步, 所述标识签为RFID电子标签，标识签读写器为RFID读卡器。这样设计的优点是方便记录和读取信息。
进一步, 所述输送线检测元件为接近开关或光电开关。这样设计的优点是能够有效的检测模台的运转状态。
本发明提供了一种混凝土预制件生产追溯控制方法，包括混凝土预制件生产线，混凝土预制件生产线包括多个工位，每个工位上设有生产设备，包括以下步骤，（1）在每个模台上设置标识签，每个标识签有唯一的编号，在第一个工位和后续多个工位的输送线路径上设有标识签读写器用来读取标识签；（2）标识签读写器将步骤（1）中读取标识签的信息上传至输送线控制PLC，输送线控制PLC再将信息上传至中央主机的SCADA系统；（3）模台随输送线运转至生产线的各个加工工位，输送线上设有输送线检测元件，输送线检测元件检测每个模台流入和流出的过程状态，所述输送线控制PLC根据检测元件的状态数据计算出每个模台流入和流出的时间，再将数据上传至中央主机进行信息处理。（4）中央主机的SCADA系统实时监控模台的流转情况和储存步骤（1）（2）（3）的数据信息。
本发明的有益效果是：通过识别标识签可以清楚的追踪到每个模台在生产线中的情况，可以自动记录每个模台在每个工位的流入和流出时间，自动记录每个混凝土预制件的生产过程，包括其中的关键工艺参数。在质量管理中，起到很好的追溯作用，解决了生产环节内出现的质量无法或者不好管理的现象；通过混凝土预制件生产情况的记录，可以有效的计算出每个工位上耗费的时间。
进一步, 所述SCADA系统与SQL Server数据库连接。这样设计的优点是SCADA系统也和现场其他设备连接，实时通讯，可以读取当前设备信息，工艺参数，并将数据上传到所述SQL Server数据库储存起来。SCADA系统会根据模台流转情况会算出每个工位模台流入或者流出的时间，进而算出每个工位的生产周期，并记录混凝土预制件在该工序的生产设备上工艺流程参数。SCADA系统监控画面上可以实时显示当前流转的模台，和模台上的混凝土预制件，以及它们经历过的工序和进行的工艺处理。SQL Server数据库用于保存数据，并且可以进行数据分析，通过混凝土预制件生产情况的记录，可以有效的计算出每个工位上耗费的时间。在混凝土预制件生产工序和工位较多情况下，分析出每个工位的生产节拍，设备利用率，人员效率等问题，提供关键数据给生产管理人员，进而提升生产效率。
进一步, 所述生产线上每个加工工位设置的生产设备也分别设有各自的控制PLC，所述生产设备的控制PLC将信息上传至中央主机的SCADA系统，用于监控每个生产设备的生产状态。
进一步, 所述步骤（1）标识签读写器设第一个工位和养护窑工位处输送线路径上，当模台从生产线中养护窑流出时，用标识签读写器读取模台上的标识签，并将通过输送线控制PLC将信息上传至中央主机的SCADA系统。
进一步, 所述标识签为RFID电子标签，标识签读写器为RFID读卡器。这样设计的优点是标记进入生产线的模台，然后跟踪模台的运转状态，记录模台经过的工位和经历的工序包括模台进入养护窑的立体仓库养护，流入时记录和流出时二次核对。
进一步, 所述步骤（3）中的输送线检测元件为接近开关或光电开关。这样设计的优点是能够有效的检测模台的运转状态。
总之，本发明提供的一种混凝土预制件生产追溯系统及控制系统，通过给模台安装标识签和在生产线中特定的工序中读取标识签，可以追溯产品的整个生产过程，并配置数据采集监控系统和数据库的使用，自动记录从材料到成品的生产过程中工序、工艺、设备等生产过程数据，通过对生产过程数据的统计和分析，可以协调多工位的生产节拍，提高设备使用率，和提高人员的生产制造效率，并且通过数据采集监控系统可以对生产过程进行实时监控，提高生产管理质量。
附图说明
图1是本发明一种混凝土预制件生产追溯系统的网络原理图；
图2是本发明一种混凝土预制件生产追溯系统的工作流程逻辑图。
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，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1、2所示，本发明提供了一种混凝土预制件生产追溯系统，包括混凝土预制件生产线、模台和输送线1，所述混凝土预制件生产线包括多个工位，每个工位设有对应工序的生产设备，其中生产线包括养护窑4工位设置有养护窑4、布料工位设置有布料机、布模工位设置有布模机械手等。每个模台上设有标识签，每个标识签有唯一的编号，标识签可为RFID电子标签或二维码或一维码，优选的标识签可为RFID电子标签，相应的标识签读写器使用RFID读卡器或工业相机，工业相机又称工业扫码枪，优先的标识签读写器使用RFID读卡器。标识签读写器设置在输送线1的路径对应的工位处，优选的在混凝土预制件生产线的第一个工位和养护窑4工位的输送线1路径上分别设有标识签读写器。
模台通过输送线1运输至各个工位的生产设备进行加工生产，模台进入生产线的第一个工位时读取模台上的RFID电子标签编号。输送线1连接输送线控制PLC3，输送线1上安装有输送线检测元件2，输送线检测元件2为接近开关或光电开关，检测元件连接所述输送线控制PLC3。
每个工位上的生产设备也分别连接各自的生产设备控制PLC，例如所述的养护窑4设有养护窑控制PLC5，布料机设有布料机控制PLC，布模机械手设有布模机械手控制PLC。输送线控制PLC3和生产设备控制PLC均连接中央主机，中央主机上安装有SCADA系统6，SCADA系统6用于数据采集和组态监控，并且SCADA系统6与SQL Server数据库7连接，SQL Server数据库7可以储存和分析相关生产数据。SQL Server数据库7安装在中央主机中，或者SQLServer数据库7安装在其他计算机或服务器中，中央主机与安装SQL Server数据库7的计算机或者服务器网络连接。
生产过程中，每个模台运转到每个工位处，根据输送线检测元件2检测出模台的流转方向和位置。当模台流转到有RFID读卡器处，读卡器会读出模台的RFID电子标签编号，并上传数据给输送线控制PLC3，输送线控制PLC3将数据转发到SCADA系统6的数据库中存储起来。该工位生产完成后，模台通过输送线1流转到下一个工位，下个工序的模台编号数据也会随着新的模台流入而改变，对应保存在SCADA数据库中的数据也改变。每个工位有一个模台编号，会随着模台的流转，保存当前工位模台编号的数据也流转起来。如果当前工位没有模台，那么它当前的数据为0或无。在模台开始流转时，模台上面对应的混凝土预制件会被SCADA系统6分配有规律的混凝土预制件编号，混凝土预制件编号跟随模台编号一起流转。
SCADA系统6也和现场其他生产设备连接，实时通讯，可以读取当前设备信息，工艺参数。SCADA系统6会根据模台流转情况算出每个工位模台流入或者流出的时间，进而算出每个工位的生产周期，并记录混凝土预制件在该工序的生产设备上工艺流程参数。SCADA系统6监控画面上可以实时显示当前流转的混凝土预制件还有模台，已经它们经历过的工序和进行的工艺处理。
本发明还提供一种混凝土预制件生产追溯控制方法，包括混凝土预制件生产线，混凝土预制件生产线包括多个工位，每个工位上设有生产设备，其中生产线包括养护窑4工位设置有养护窑4、布料工位设置有布料机、和布模工位设置有布模机械手等。一种混凝土预制件生产追溯控制方法包括以下步骤：
（1）在每个模台上设置标识签，标识签为RFID电子标签，在第一个工位和后续多个工位的输送线1路径上设有标识签读写器用来读取标识签，标识签读写器为RFID读卡器；
（2）模台在进入生产线的第一个工位，读卡器会读出模台的RFID电子标签编号，标识签读写器将步骤（1）中读取标识签的信息上传至输送线控制PLC3，输送线控制PLC3将信息上传至中央主机进行信息处理和储存；
（3）模台随输送线1运转至生产线的各个加工工位，输送线1上设有输送线检测元件2，输送线检测元件2检测每个模台进入和流出每个工位的过程状态，输送线控制PLC3根据检测元件的状态数据计算出每个模台进入和流出的时间，再由输送线控制PLC3将数据上传至中央主机进行信息处理；
（4）中央主机实时显示监控模台的流转情况和储存步骤（1）（2）（3）的信息数据。
优选的，所述SCADA组态软件与SQL Server数据库7连接。SQL Server数据库7安装在其他计算机或服务器中，或者中央主机与安装SQL Server数据库7的计算机或者服务器网络连接。
优选的，所述生产线上每个加工工位设置的生产设备也分别设有各自的控制PLC，所述生产设备的控制PLC将设备信息上传至中央主机的SCADA系统。
优选的，所述步骤（1）标识签读写器设第一个工位和养护窑4工位处输送线1路径上，当模台从生产线中养护窑4进入和流出时，用标识签读写器读取模台上的标识签，并将通过输送线控制PLC3将信息上传至中央主机的SCADA系统。
优选的，所述步骤（3）中的检测元件为接近开关或光电开关。
其中，标识签也可以使用一维码或二维码，相应标识签读写器为工业相机，又称工业扫码枪或扫码枪。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种混凝土预制件生产追溯系统,包括混凝土预制件生产线、模台和输送线，所述混凝土预制件生产线包括多个工位，所述模台通过输送线运输至各个工位，所述每个工位设有对应工序的生产设备,其特征是：所述输送线上设有输送线检测元件，所述输送线连接输送线控制PLC，所述输送线检测元件连接所述输送线控制PLC，所述每个工位上的生产设备也分别连接各自的生产设备控制PLC，所述输送线控制PLC和生产设备控制PLC均连接中央主机，所述中央主机上安装有SCADA系统，所述每个模台上设有标识签，在所述输送线的路径上设有多个标识签读写器。
2.如权利要求1所述的混凝土预制件生产追溯系统，其特征是：所述SCADA系统与SQLServer数据库连接。
3.如权利要求1所述的混凝土预制件生产追溯系统，其特征是：所述混凝土预制件生产线包括养护窑工序工位，在所述混凝土预制件生产线的第一个工位和养护窑工位的输送线路径上分别设有标识签读写器。
4.如权利要求1所述的混凝土预制件生产追溯系统，其特征是：所述标识签为RFID电子标签，标识签读写器为RFID读卡器。
5.如权利要求1所述的混凝土预制件生产追溯系统，其特征是：所述输送线检测元件为接近开关或光电开关。
6.一种混凝土预制件生产追溯控制方法，包括混凝土预制件生产线，混凝土预制件生产线包括多个工位，每个工位上设有生产设备，其特征是：包括以下步骤，
（1）在每个模台上设置标识签，每个标识签有唯一的编号，在第一个工位和后续多个工位的输送线路径上设有标识签读写器用来读取标识签；
（2）标识签读写器将步骤（1）中读取标识签的信息上传至输送线控制PLC，输送线控制PLC再将信息上传至中央主机的SCADA系统；
（3）模台随输送线运转至生产线的各个加工工位，输送线上设有输送线检测元件，输送线检测元件检测每个模台流入和流出的过程状态，所述输送线控制PLC根据检测元件的状态数据计算出每个模台流入和流出的时间，再将数据上传至中央主机进行信息处理；（4）中央主机的SCADA系统实时显示监控模台的流转情况和储存步骤（1）（2）（3）的信息数据。
7.如权利要求6所述的混凝土预制件生产追溯控制方法，其特征是：所述SCADA系统与SQL Server数据库连接。
8.如权利要求6或7所述的混凝土预制件生产追溯控制方法，其特征是：所述生产线上每个加工工位设置的生产设备也分别设有各自的控制PLC，所述生产设备的控制PLC将信息上传至中央主机的SCADA系统中。
9.如权利要求6或7所述的混凝土预制件生产追溯控制方法，其特征是：所述步骤（1）标识签读写器设第一个工位和养护窑工位处输送线路径上，当模台从生产线中养护窑流入和流出时，用标识签读写器读取模台上的标识签，并将通过输送线控制PLC将信息上传至中央主机的SCADA系统中。
10.如权利要求6或7所述的混凝土预制件生产追溯控制方法，其特征是：所述标识签为RFID电子标签，标识签读写器为RFID读卡器。
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