金属制盖生产线信息服务方法及系统

摘要

本发明公开一种金属制盖生产线信息服务方法及系统，首先组建金属制盖生产线信息服务系统，然后实现系统中各设备之间数据通讯，接下来完成信号的采集，处理及信息的自动生成，对异常的自动报警，报表的自动生成，以及远程维护。本发明通过自动采集处理状态和数据来代替人工记录计算等工作，减少了大量的工作量，提高了数据的实时性、准确性；通过远程指导维修维护各设备，提高了设备修理的及时性，减少了异地奔波的劳苦和交通费用；通过设备异常呼叫系统，提高了生产的快速反应，提高运营效率等；通过集团内各公司生产信息资源共享，方便了集中监管和优化实施的开展。

主权项

一种金属制盖生产线信息服务方法，其特征在于包括如下步骤：（1）组建金属制盖生产线信息服务系统；系统由智能电表、天然气智能流量计、声光报警灯、RS485电缆、现场PLC、现场HMI、短信收发模块、RS232电缆、集控HMI、音响、智能手机、相关部门HMI、相关个人PC、以太网电缆、网络交换机以及网络服务器组成；现场HMI、集控HMI、相关部门HMI、相关个人PC、网络服务器通过各自带的网络接口使用以太网电缆分别接入网络交换机，组成以太网络；短信收发模块与集控HMI之间通过自带的RS232接口使用RS232电缆相连接；集控HMI与智能手机通过GSM网络进行无线信息交换；HMI与音响之间通过音频线连接；现场HMI与现场PLC、现场PLC与智能电表和天然气智能流量计通过自带的RS485接口使用RS485电缆相连接；输入信号和声光报警灯通过普通电缆连接到现场PLC的IO接线端；通过上述连接形成分系统；将各分系统的以太网络通过互联网以VPN的形式连接，形成本发明的金属制盖生产线信息服务系统；（2）实现系统中各设备之间数据通讯；现场PLC与智能电表采用RS485标准串行口通讯方式进行之间的数据传输；在编程工具GX Developer V8.86的参数设置CH1通道中，采用无协议通信协议的RS‑485类型，其参数按照智能电表DL/T645‑2007通讯规约中的规定进行对应设定；使用PLC中的RS2指令，按照DL/T645‑2007通讯规约中规定的字节格式和帧格式进行数据传输，进行智能电表读数的提取；现场PLC与天然气智能流量计采用RS485标准串行口通讯方式进行之间的数据传输；在编程工具GX Developer V8.86的参数设置CH2通道中，采用无协议通信协议的RS‑485类型，其参数按照天信流量计通讯协议中的规定进行对应设定；使用PLC中的RS2指令，按照天信流量计通讯协议及数据解包方法进行数据传输，进行天然气智能流量计流量值的提取；现场HMI与现场PLC之间采用PLC具有的RS485标准串行口通讯方式进行之间的数据传输；在HMI编程工具EB8000V4.65的系统参数设置界面中新增本机PLC，并在通讯端口设置界面中，按照PLC的通讯格式进行设定参数，建立现场HMI与现场PLC之间的通讯；集控HMI与短信收发模块采用RS232标准串行口通讯方式进行之间的数据传输；在编程工具EB8000V4.65的系统参数设置界面中新增无协议设备，并在通讯端口设置界面中，按照短信收发模块的通讯格式进行设定参数，同时在HMI内按照短信收发模块通讯协议格式：$$+6位密码，命令，参数1，参数2，*检验码/r/n，结合触发内容编写各种宏指令，进行短信发送，建立集控HMI与短信收发模块之间的通讯；集控HMI与智能手机之间的通讯，在智能手机上安装远程控制工具VNC，通过指定的端口号和IP地址与集控HMI进行通讯；相关个人PC与现场HMI、集控HMI、相关部门HMI之间的通讯，在PC上安装EasyAccess工具，通过指定的端口号和IP地址与现场HMI、集控HMI、相关部门HMI进行通讯；现场HMI、集控HMI、相关部门HMI之间采用以太网接口通讯方式通讯，在每个HMI上分配不同的IP地址用来区别每个HMI；在HMI编程工具EB8000V4.65的系统参数设置界面中，新增所需的远端HMI，并在IP地址设置界面中设置所需HMI的IP地址和端口号，建立现场HMI、集控HMI、相关部门HMI之间的通讯；网络服务器与现场HMI、集控HMI、相关部门HMI之间的通讯，在网络服务器上用编程工具Visual basic利用Microsoft Winsock Control控件功能，建立服务器与现场HMI、集控HMI、相关部门HMI之间的通讯，并把数据存储在网络服务器的数据库中；各分系统之间通过VPN建立各分系统的集控HMI、网络服务器之间的通讯；（3）信号的采集、处理及信息的自动生成；将金属制盖生产线各主要设备的通电信号、运行信号、各电气故障信号、原料数检测信号、成品数检测信号、视觉检测系统在线检测不合格产品数检测信号，通过IO模块接入现场PLC，以自动采集上述信号；将每条金属制盖生产线安装的一块智能电表和一块天然气智能流量计通过RS485通讯接口接入现场PLC的485通讯模块中，以自动采集智能电表和天然气智能流量计的读数；将现场PLC采集的通电、运行、故障信号以0或1形式来触发在现场HMI上组态的红、绿、黄色指示灯来实时显示设备的各状态；将现场PLC采集的通电、运行、故障信号在PLC编程工具中，以每秒自加的方法自动统计各状态的时长；原料数、成品数、视觉检测系统在线检测不合格产品数以自增的方法自动统计各数量；然后利用PLC内部时钟，分时间段触发内部辅助继电器，并把上述时长和数量在规定的时长内进行提取保存，得到单位时间内的通电时长、运行时长、故障时长、原料数量、成品数量、不合格品数；各时长和各数量在现场HMI画面上分别以16位无符号和32位无符号数字格式实时显示；智能电表和天然气智能流量计的读数在现场PLC读出后，通过PLC的运算指令结合时钟触发信号，计算出单位时间内的用电量和用气量；在现场HMI上，制作数值输入元件：包括32位无符号数的计划数量、16位无符号数的每件原料理论上可得到的成品数、16位无符号数的理论车速，上述数据实时传输到相应的现场PLC内；结合自动采集计算出的单位时间内的原料数、成品数、每件原料理论上可得到的成品数，通过以下公式利用PLC运算指令自动计算以下数据：废品数=原料数*每件原料理论上可得到的成品数‑成品数，废品率=废品数/(原料数*每件原料理论上可得到的成品数)，产量效率=成品数/(运行时长*理论车速)，生产效率=（成品数/理论车速）/(运行时长+故障时长)，单位电耗=用电量/成品数，单位气耗=用气量/成品数；以上各数据在现场HMI上制作数字显示元件显示；在现场HMI上制作换单清零按钮，每次换订单时触摸换单清零按钮对做此订单产品的成品数和时长进行截取保存；结合计划数量和理论车速，通过现场PLC自动计算出理论用时，公式为：理论用时=计划数量/理论车速；再结合现场PLC自动统计的产品数量和运行时长，自动计算出订单完成率，公式为：订单完成率=产品数量/计划数量，自动计算出时间进程，公式为：时间进程=已用时长/理论用时；并在现场HMI上制作数字显示元件来显示上述数据；当多条生产线生产同一订单时，将所涉及生产线的成品数及所用时长综合统一计算，集中在现场HMI上显示；在各现场HMI上，制作字元输入元件，分别进行输入物料号、物料描述、订单号的输入，以区分所做不同产品；（4）对异常的自动报警；当由现场PLC采集的各电气故障信号改变，触点状态0变1，或1变0，则认为有电气故障发生；当单位时间内电量或气量超过理论计算的数值时，则认为能耗消耗异常；当单位时间内由视觉检测系统检测出的废品数超过设定值，则认为是产品质量异常；出现上述故障或异常时，现场PLC触发现场安装的声光报警灯；同时各相关部门HMI上出现相同的异常显示；当异常在短时间内不能排除时，触发现场HMI上的相应按钮，同时在现场HMI字元输入元件上输入相应代码，相应的相关部门HMI上便出现相应异常信息，同时自动触发音响发出报警音，收到异常信息后利用字元输入元件输入代码通过以太网络相互交流；当问题长时间内未解决时，在现场PLC内对之计时，计时到后触发集控HMI内的宏指令而发出相关异常短信到相关人员的智能手机；在现场HMI上，制作位状态设置元件，包括设备维护、更换品种、更换刀口、待料、换模，同时制作数据输入元件并设定各项所需理论时长；触发现场HMI上的相应按钮，现场PLC开始计时，当上述某项所用时长超过设定值，则认为此项工作异常；进行触发音响和短信，同时把异常信息自动记录到现场HMI指定的字地址中；（5）报表的自动生成；在网络服务器上用编程工具Visual basic开发，利用Microsoft Winsock Control控件功能，建立网络服务器与各HMI之间的通讯；同时在网络服务器上安装数据库管理工具SQL‑Server或Acess，建立数据库，把通过Winsock控件每日定时提取的数据放入数据库中，形成包含以下数据结构及内容的每日总生产数据报表：（6）远程维护；在HMI的编程工具穿透通讯设置界面中，设置HMI的IP地址和HMI与PLC之间的串口号，利用以太网穿透功能在以太网络内的任意地方对相应的PLC进行通讯；使用PLC的编程工具，用相关个人PC直接对PLC进行上传下载监控调试。