生产线实时产能采集系统的制作方法

文档序号:11917374阅读:368来源:国知局
生产线实时产能采集系统的制作方法与工艺

本实用新型涉及信息采集领域,特别是涉及生产线实时产能采集系统。



背景技术:

随着经济的发展,我国企业进入了一个飞速发展的时代,为了提高生产效率,均采用由若干台设备组成生产线的生产模式进行大规模生产,生产线的生产模式是指,从原料进入生产现场开始,经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路,如电池极片生产线,零件加工生产线等。按生产路线,生产线一般包括用于原材料进料的进料工位、在各工位间输送原材料的输送工位、对原材料进行加工得到所需产品的加工工位、对加工后的产品进行检验以判定其是否合格的检验工位和用于产品出料的出料工位。

为提高生产效率和生产质量,必须对生产线进行精细化管理,如实时了解各工位的各项性能、监控生产进度等。现有技术的生产线管理过程中,设备运行状态、异常、产量等信息由人工定期进行手工记录、汇总、分析。人工操作存在以下弊端,一方面,人工成本高,第二方面,管理效率低,管理层得到的产能报告存在滞后性,无法实时了解生产线生产动态,不便于及时处理生产异常,不利于提高生产质量和生产效率,第三方面,由于人工主观和客观原因,会造成采集的信息存在一定的误差,不利于管理层真实了解产能情况,第四方面,管理层只能获得报告,无法直观的了解生产现场状况。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型提供一种运行成本低、采集效率高、采集精度高、智能化程度高的生产线实时产能采集系统。

本实用新型所采用的技术方案是:生产线实时产能采集系统,包括用于采集生产线各工位参数的数据采集装置、连接于数据采集装置进行数据处理的处理装置、连接于处理装置进行远程控制的远程控制终端、连接于处理装置与远程控制终端通讯的通讯装置,还包括连接于处理装置以接受远程控制终端远程控制的执行装置;所述数据采集装置包括连接于生产线各工位PLC以采集各项数据的采集卡、连接于采集卡进行校准的校准模块、连接于采集卡进行数据缓存的缓存模块、连接于缓存模块实时显示采集数据的显示器、连接于采集卡进行参数设定的按键和用于供电的电源;所述采集卡包括设置于进料工位以采集进料信息的进料信息采集器、设置于输送工位以采集输送信息的输送信息采集器、设置于加工工位以采集加工信息的加工信息采集器、设置于检验工位以采集检验信息的检验信息采集器、设置于出料工位以采集出料信息的出料信息采集器,设置于生产线用于监控现场的摄像头;所述执行装置连接于处理装置,包括连接于进料信息采集器用于控制进料的进料控制模块、连接于输送信息采集器用于控制输送的输送控制模块、连接于加工信息采集器用于控制加工的加工控制模块、连接于检验信息采集器用于控制检验的检验控制模块、连接于出料信息采集器用于控制出料的出料控制模块。

对上述技术方案的进一步改进为,所述进料信息采集器包括进料计数器和进料速度传感器;所述输送信息采集器包括输送速度传感器和输送位置传感器;所述检验信息传感器包括合格品传感器和不合格品传感器;所述出料信息采集器包括合格品计数器和不合格品计数器。

对上述技术方案的进一步改进为,所述采集卡的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种。

对上述技术方案的进一步改进为,所述通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器;所述处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口;所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接,所述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接,所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接,所述wifi无线路由器的远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。

对上述技术方案的进一步改进为,所述wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块,所述供电模块连接于CPU模块、4G模块和wifi模块以供电;所述CPU模块通过PCI连接于4G模块,所述4G模块与广域网络通信;所述CPU模块与WIFI模块连接,将4G模块从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。

对上述技术方案的进一步改进为,所述wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块,所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连,所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连,所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。

对上述技术方案的进一步改进为,所述wifi模拟信号放大模块为线性放大器,所述wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片。

对上述技术方案的进一步改进为,所述远程控制终端为PC机或手机或PAD,所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元,所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。

对上述技术方案的进一步改进为,所述处理装置为实体处理器或云服务器。

本实用新型的有益效果为:

1、一方面,本实用新型通过数据采集装置采集生产线各工位参数,经处理装置处理后,通过通讯装置反馈至远程控制终端,供管理者实时监控生产线生产情况,同时,管理者可根据生产情况通过执行装置实时控制生产现场,智能化程度高,工作效率高,数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用。第二方面,数据采集装置包括连接于生产线各工位PLC以采集各项数据的采集卡、连接于采集卡进行校准的校准模块、连接于采集卡进行数据缓存的缓存模块、连接于缓存模块实时显示采集数据的显示器、连接于采集卡进行参数设定的按键和用于供电的电源,先根据实际情况通过按键设定采集卡的各项工作参数,再通过校准模块对采集卡进行校准,再通过采集卡高速采集生产线各项参数,采集的数据暂时储存于缓存模块中以防丢失,最后通过显示器实时显示这些数据,由于采集前经过了参数设定和校准,采集的数据真实可靠,且采集的数据会进行缓存防止丢失,提高了本实用新型的采集精度。第三方面,采集卡包括设置于进料工位以采集进料信息的进料信息采集器、设置于输送工位以采集输送信息的输送信息采集器、设置于加工工位以采集加工信息的加工信息采集器、设置于检验工位以采集检验信息的检验信息采集器、设置于出料工位以采集出料信息的出料信息采集器,设置于生产线用于监控现场的摄像头;各工位的信息采集器实时采集各工位工作情况,摄像头监控生产线现场画面,采集卡采集的信息能全方位的评价生产线生产状况,使得系统采集的生产信息全面准确,便于管理层做出准确的生产决策。第四方面,执行装置连接于处理装置,包括连接于进料信息采集器用于控制进料的进料控制模块、连接于输送信息采集器用于控制输送的输送控制模块、连接于加工信息采集器用于控制加工的加工控制模块、连接于检验信息采集器用于控制检验的检验控制模块、连接于出料信息采集器用于控制出料的出料控制模块,执行装置根据采集卡采集的进料、输送、加工、检验和出料信息,对进料工位、输送工位、加工工位、检验工位和出料工位的实际情况进行控制,确保各工位都处于正常工作状态,以保证产品质量。

2、进料信息采集器包括进料计数器和进料速度传感器,进料计数器对原料计数,进料速度传感器监测原料投入速度;输送信息采集器包括输送速度传感器和输送位置传感器,输送速度传感器实时监测输送速度,防止输送速度太大造成原料堆积,输送位置传感器监测原料输送位置是否准确,防止原料输送过程中位置偏差较大而造成原料无法准确的被加工工位加工而导致产品质量低;检验信息传感器包括合格品传感器和不合格品传感器,通过合格品传感器和不合格品传感器检测产品是否合格,以对产品进行分类,及时剔除不合格品,提高产品质量;出料信息采集器包括合格品计数器和不合格品计数器,通过合格品计数器和不合格品计数器,便于管理层统计产品合格率,以管控生产过程。

3、采集卡的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种,采集卡的输入接口有多种,可根据具体传感器的不同选择合适的接口,由于生产线生产现场电磁干扰强烈,通过不同的输入接口来屏蔽电磁干扰,防止信号输入前发生畸变,进一步提高了系统产能采集的精度。

4、通讯装置包括wifi信号放大器和wifi无线路由器;采用wifi进行信号传输,传输速度高、有效距离长,保证数据能快速、准确的传输至远程控制终端,提高了产能采集精度。

5、处理装置包括用于数据采集装置输入数据的输入接口、连接于输入接口用于储存数据的储存单元、连接于储存单元用于处理数据的处理单元、连接于处理单元用于向通讯装置进行数据输出的输出接口、连接于处理单元用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口;所述处理装置的输出接口与wifi无线路由器的信号输入端之间通过wifi无线连接,所述wifi无线路由器的信号输出端与wifi信号放大器的信号输入端之间通过wifi无线连接,所述wifi信号放大器的信号输出端与处理装置的远程信号接口连接,所述wifi无线路由器的远程通信端与远程控制终端之间通过互联网连接。处理装置与远程控制终端之间的信号传递为双向的,既能快速准确的将数据采集装置采集的信号传输至远程控制终端,又能接受远程控制终端的控制,实现远程操控,进一步增加了网关的智能性,且数据经处理装置处理后输出,使得信号在传输过程中减小失真,从而提高数据采集的精确度。

6、wifi无线路由器包括供电模块、CPU模块、4G模块和wifi模块,所述供电模块连接于CPU模块、4G模块和wifi模块以供电;所述CPU模块通过PCI连接于4G模块,所述4G模块与广域网络通信;所述CPU模块与WIFI模块连接,将4G模块从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。wifi无线路由器既有4G模块,又有wifi模块,当远程控制终端距离wifi无线路由器较远时,可采用4G无线广域网络转WIFI无线局域网络的方式进行通讯,以确保信息传递的及时准确,保证数据采集精度和时效。

7、wifi信号放大器包括wifi模拟信号解调模块、数字信号处理模块、wifi数字信号调制模块和wifi模拟信号放大模块,所述wifi模拟信号解调模块与所述数字信号处理模块相连,所述数字信号处理模块与所述wifi数字信号调制模块相连,所述wifi数字信号调制模块与所述wifi模拟信号放大模块相连。在信号放大前,通过wifi模拟信号解调模块对传输过程中衰减的信号进行解调还原为数字信号,再通过数字信号处理模块对数字信号进行校验,消除失真,再通过wifi数字信号调制模块转换为模拟信号,最后再通过wifi模拟信号放大模块进行信号放大。通过此过程可保证放大后的信号中噪声不会叠加,信号灵敏度高,信号传输可靠性高,有利于进一步提高数据采集精度。

8、wifi模拟信号放大模块为线性放大器,线性放大器对输入信号中特定频率部分的进行放大,从而实现对输入WIFI信号的放大,驱动负载能力好、抗干扰能力强,信号传输可靠性高,wifi模拟信号放大模块为RF2126芯片,输出功率典型值为1W,应用范围广,有利于本实用新型的推广应用。

9、远程控制终端为PC机或手机或PAD,用户选择多样化,所述远程控制终端包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元、用于进行远程控制的控制单元、用于启动系统的启动单元,所述启动单元内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。设有启动单元,只有当输入正确的指纹时,系统才能启动,以进行远程控制,增加了本实用新型使用的安全性,防止恶意入侵造成的远程控制失灵,进一步确保产能信息采集的准确性。

10、处理装置为实体处理器或云服务器。处理装置可为云服务器,生产线各工位数据均能反馈至服务器,数据储存量大,且能避免实体服务器故障造成的系统无法正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图;

图2为本实用新型的数据采集装置的结构示意图;

图3为本实用新型的处理装置的结构示意图;

图4为本实用新型的远程控制终端的结构示意图;

图5为本实用新型的wifi信号放大器的结构示意图;

图6为本实用新型的wifi无线路由器的结构示意图;

图7为本实用新型的执行装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示,为本实用新型的结构示意图。

生产线实时产能采集系统100,包括用于采集生产线各工位参数的数据采集装置110、连接于数据采集装置110进行数据处理的处理装置120、连接于处理装置120进行远程控制的远程控制终端130、连接于处理装置120与远程控制终端130通讯的通讯装置140,还包括连接于处理装置120以接受远程控制终端130远程控制的执行装置150。

如图2所示,为本实用新型的数据采集装置的结构示意图。

数据采集装置110包括连接于生产线各工位PLC以采集各项数据的采集卡111、连接于采集卡111进行校准的校准模块112、连接于采集卡111进行数据缓存的缓存模块113、连接于缓存模块113实时显示采集数据的显示器114、连接于采集卡111进行参数设定的按键115和用于供电的电源。

采集卡111包括设置于进料工位以采集进料信息的进料信息采集器111a、设置于输送工位以采集输送信息的输送信息采集器111b、设置于加工工位以采集加工信息的加工信息采集器111c、设置于检验工位以采集检验信息的检验信息采集器111d、设置于出料工位以采集出料信息的出料信息采集器111e,设置于生产线用于监控现场的摄像头111f。

进料信息采集器111a包括进料计数器和进料速度传感器,进料计数器对原料计数,进料速度传感器监测原料投入速度;输送信息采集器111b包括输送速度传感器和输送位置传感器,输送速度传感器实时监测输送速度,防止输送速度太大造成原料堆积,输送位置传感器监测原料输送位置是否准确,防止原料输送过程中位置偏差较大而造成原料无法准确的被加工工位加工而导致产品质量低;检验信息采集器111d包括合格品传感器和不合格品传感器,通过合格品传感器和不合格品传感器检测产品是否合格,以对产品进行分类,及时剔除不合格品,提高产品质量;出料信息采集器111e包括合格品计数器和不合格品计数器,通过合格品计数器和不合格品计数器,便于管理层统计产品合格率,以管控生产过程。

采集卡111的接口包括数字量输入接口、模拟量输入接口、RS485输入接口、RS232输入接口、视频输入接口中的一种或多种,采集卡111的输入接口有多种,可根据具体传感器的不同选择合适的接口,由于生产现场电磁干扰强烈,通过不同的输入接口来屏蔽电磁干扰,防止信号输入前发生畸变,进一步提高了系统100产能采集的精度。

如图3所示,为本实用新型的处理装置的结构示意图。

处理装置120包括用于数据采集装置110输入数据的输入接口121、连接于输入接口121用于储存数据的储存单元122、连接于储存单元122用于处理数据的处理单元123、连接于处理单元123用于向通讯装置140进行数据输出的输出接口124、连接于处理单元123用于接收通信装置反馈信号的远程信号接口125。

处理装置120为实体处理器或云服务器。处理装置120可为云服务器,生产线各工位信息均能反馈至服务器,数据储存量大,且能避免实体服务器故障造成的系统100无法正常工作。

如图4所示,为本实用新型的远程控制终端的结构示意图。

远程控制终端130为PC机或手机或PAD,用户选择多样化,远程控制终端130包括用于收集服务器反馈信息的信息收集单元131、用于进行远程控制的控制单元132、用于启动系统100的启动单元133,启动单元133内部嵌设有指纹加密协议以及指纹解密协议。设有启动单元133,只有当输入正确的指纹时,系统100才能启动,以进行远程控制,增加了本实用新型使用的安全性,防止恶意入侵造成的远程控制失灵,进一步确保产能信息采集的准确性。

如图5和图6所示,分别为本实用新型的wifi信号放大器和wifi无线路由器的结构示意图。

通讯装置140包括wifi信号放大器141和wifi无线路由器142;采用wifi进行信号传输,传输速度高、有效距离长,保证数据能快速、准确的传输至远程控制终端130,提高了产能采集精度。

处理装置120的输出接口124与wifi无线路由器142的信号输入端之间通过wifi无线连接,wifi无线路由器142的信号输出端与wifi信号放大器141的信号输入端之间通过wifi无线连接,wifi信号放大器141的信号输出端与处理装置120的远程信号接口125连接,wifi无线路由器142的远程通信端与远程控制终端130之间通过互联网连接。处理装置120与远程控制终端130之间的信号传递为双向的,既能快速准确的将数据采集装置110采集的信号传输至远程控制终端130,又能接受远程控制终端130的控制,实现远程操控,进一步增加了网关的智能性,且数据经处理装置120处理后输出,使得信号在传输过程中减小失真,从而提高数据采集的精确度。

wifi无线路由器142包括供电模块142a、CPU模块142b、4G模块142c和wifi模块142d,供电模块142a连接于CPU模块142b、4G模块142c和wifi模块142d以供电;CPU模块142b通过PCI连接于4G模块142c,4G模块142c与广域网络通信;CPU模块142b与WIFI模块连接,将4G模块142c从广域网络接收或者发送的信息转换后通过WIFI模块无线转发。wifi无线路由器142既有4G模块142c,又有wifi模块142d,当远程控制终端130距离wifi无线路由器142较远时,可采用4G无线广域网络转WIFI无线局域网络的方式进行通讯,以确保信息传递的及时准确,保证数据采集精度和时效。

wifi信号放大器141包括wifi模拟信号解调模块141a、数字信号处理模块141b、wifi数字信号调制模块141c和wifi模拟信号放大模块141d,wifi模拟信号解调模块141a与数字信号处理模块141b相连,数字信号处理模块141b与wifi数字信号调制模块141c相连,wifi数字信号调制模块141c与wifi模拟信号放大模块141d相连。在信号放大前,通过wifi模拟信号解调模块141a对传输过程中衰减的信号进行解调还原为数字信号,再通过数字信号处理模块141b对数字信号进行校验,消除失真,再通过wifi数字信号调制模块141c转换为模拟信号,最后再通过wifi模拟信号放大模块141d进行信号放大。通过此过程可保证放大后的信号中噪声不会叠加,信号灵敏度高,信号传输可靠性高,有利于进一步提高数据采集精度。

wifi模拟信号放大模块141d为线性放大器,线性放大器对输入信号中特定频率部分的进行放大,从而实现对输入WIFI信号的放大,驱动负载能力好、抗干扰能力强,信号传输可靠性高,wifi模拟信号放大模块141d为RF2126芯片,输出功率典型值为1W,应用范围广,有利于本实用新型的推广应用。

在其他实施例中,通讯装置140可为2G或3G或GPRS或CAN总线,用户可根据使用场合的不同选用不同的通讯装置140,进一步扩大了本实用新型的适用范围。

如图7所示,为本实用新型的执行装置的结构示意图。

执行装置150连接于处理装置120,包括连接于进料信息采集器111a用于控制进料的进料控制模块151、连接于输送信息采集器111b用于控制输送的输送控制模块152、连接于加工信息采集器111c用于控制加工的加工控制模块153、连接于检验信息采集器111d用于控制检验的检验控制模块154、连接于出料信息采集器111e用于控制出料的出料控制模块155。

一方面,本实用新型通过数据采集装置110采集生产线各工位参数,经处理装置120处理后,通过通讯装置140反馈至远程控制终端130,供管理者实时监控生产线生产情况,同时,管理者可根据生产情况通过执行装置150实时控制生产现场,智能化程度高,工作效率高,数据处理能力强、采集精度高、时效性强、运行成本低、便于大规模推广使用。第二方面,数据采集装置110包括连接于生产线各工位PLC以采集各项数据的采集卡111、连接于采集卡111进行校准的校准模块112、连接于采集卡111进行数据缓存的缓存模块113、连接于缓存模块113实时显示采集数据的显示器114、连接于采集卡111进行参数设定的按键115和用于供电的电源,先根据实际情况通过按键115设定采集卡111的各项工作参数,再通过校准模块112对采集卡111进行校准,再通过采集卡111高速采集生产线各项参数,采集的数据暂时储存于缓存模块113中以防丢失,最后通过显示器114实时显示这些数据,由于采集前经过了参数设定和校准,采集的数据真实可靠,且采集的数据会进行缓存防止丢失,提高了本实用新型的采集精度。第三方面,采集卡111包括设置于进料工位以采集进料信息的进料信息采集器111a、设置于输送工位以采集输送信息的输送信息采集器111b、设置于加工工位以采集加工信息的加工信息采集器111c、设置于检验工位以采集检验信息的检验信息采集器111d、设置于出料工位以采集出料信息的出料信息采集器111e,设置于生产线用于监控现场的摄像头111f;各工位的信息采集器实时采集各工位工作情况,摄像头111f监控生产线现场画面,采集卡111采集的信息能全方位的评价生产线生产状况,使得系统100采集的生产信息全面准确,便于管理层做出准确的生产决策。第四方面,执行装置150连接于处理装置120,包括连接于进料信息采集器111a用于控制进料的进料控制模块151、连接于输送信息采集器111b用于控制输送的输送控制模块152、连接于加工信息采集器111c用于控制加工的加工控制模块153、连接于检验信息采集器111d用于控制检验的检验控制模块154、连接于出料信息采集器111e用于控制出料的出料控制模块155,执行装置150根据采集卡111采集的进料、输送、加工、检验和出料信息,对进料工位、输送工位、加工工位、检验工位和出料工位的实际情况进行控制,确保各工位都处于正常工作状态,以保证产品质量。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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