一種混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)生產(chǎn)線自動控制領(lǐng)域，具體涉及一種混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]住宅產(chǎn)業(yè)化已在建筑行業(yè)得到廣泛關(guān)注，所謂住宅產(chǎn)業(yè)化，是指用工業(yè)化生產(chǎn)的方式來建造住宅，以提高住宅生產(chǎn)的勞動生產(chǎn)率，提高住宅的整體質(zhì)量，降低成本，降低物耗。
[0003]住宅產(chǎn)業(yè)化最重要的是實現(xiàn)構(gòu)配件預(yù)制生產(chǎn)工廠化，即要有能夠滿足預(yù)制件生產(chǎn)要求的工業(yè)生產(chǎn)流水線。
[0004]混凝土預(yù)制板是建筑施工中廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，種類主要包括復(fù)合板、疊合板以及實心墻板等?；炷令A(yù)制板生產(chǎn)線的工藝流程主要包括模臺移送、脫模劑噴涂、畫線、模具拆裝、混凝土輸送、布料、振動、養(yǎng)護(hù)、表面處理、脫模等。
[0005]目前，國內(nèi)混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動化水平較低，人工用工量大；一條生產(chǎn)線往往只針對單一產(chǎn)品種類，適應(yīng)性不強；自動控制系統(tǒng)還不完善，缺乏對生產(chǎn)過程的集中監(jiān)控能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，使多種預(yù)制板產(chǎn)品能夠共用同一監(jiān)控系統(tǒng)，自動化程度高，能有效解決生產(chǎn)線的集中監(jiān)控問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括:人機交互界面模塊、主控制器和一個或多個分控制器，所述人機交互界面模塊與所述主控制器連接，所述主控制器對生產(chǎn)線進(jìn)行整體的調(diào)度和控制，采集所述一個或多個分控制器的工作狀態(tài)信息，并結(jié)合人機界面模塊輸入的參數(shù)信息，進(jìn)行內(nèi)部控制邏輯分析及數(shù)據(jù)庫變量處理后，向人機界面模塊輸出生成的該生產(chǎn)線的整體狀態(tài)信息進(jìn)行顯示，同時對所述一個或多個分控制器發(fā)送控制指令，所述一個或多個分控制器分別設(shè)置于所述生產(chǎn)線的各個工位設(shè)備上；
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述人機交互界面模塊包括參數(shù)輸入模塊和在線顯示輸出模塊，其中參數(shù)輸入模塊用于輸入以下信息:用戶安全管理、預(yù)制板產(chǎn)品種類選擇、產(chǎn)品工藝參數(shù)的更改或調(diào)用、系統(tǒng)運行方式選擇；在線顯示輸出模塊用于顯示實時動畫仿真運行所述生產(chǎn)線上各個工位的工作狀態(tài)，實現(xiàn)集中監(jiān)控；
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主控制器和人機交互界面模塊采用工控機，所述一個或多個分控制器采用可編程邏輯控制器PLC ;
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一個或多個分控制器通過工業(yè)以太網(wǎng)總線與所述主控制器進(jìn)行連接，接收所述主控制器的所述控制指令；
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述一個或多個分控制器之間不進(jìn)行通信。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該生產(chǎn)線用于生產(chǎn)復(fù)合板、實心墻板或疊合樓板。
[0009]一種混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下步驟:
I)判斷所述主控制器與各個分控制器的通信是否正常，如果正常則進(jìn)行步驟2)，否則以指示燈的方式在人機界面模塊進(jìn)行警示，并反復(fù)通信連接；
2)所述主控制器從所述分控制器PLCl監(jiān)測工位I中碼垛車的忙閑狀態(tài)，若空閑則進(jìn)入步驟3)，否則主控制器進(jìn)行定時循環(huán)判斷；
3)所述分控制器PLC2判斷工位2中是否有裝完模具的模臺，若沒有，則進(jìn)入步驟4);若有，則再從所述分控制器PLC5中判斷工位6是否有模臺，若有，則進(jìn)入步驟4);若沒有，所述主控制器調(diào)度所述分控制器PLC1、PLC2以及PLC5將模臺從工位2移送到工位6 ；
4)從所述分控制器PLC3以及PLC4中判斷工位2、5、4、3是否有模臺，若均沒有模臺，此時所述主控制器調(diào)用內(nèi)部庫位狀態(tài)數(shù)據(jù)庫變量判斷工位I的庫位中是否有二次養(yǎng)護(hù)好的產(chǎn)品或空模臺，按養(yǎng)護(hù)好的先后順利，命令所述分控制器PLCl從對應(yīng)庫位取出模臺移送到工位2 ;
5)當(dāng)工位2、5、4、3中任意一個工位有模臺，或者工位I中沒有二次養(yǎng)護(hù)好的產(chǎn)品或空模臺時，所述主控制器從所述分控制器PLC7判斷工位10是否有產(chǎn)品等待，若有等待，則調(diào)度所述分控制器PLC7和PLCl將工位10的模臺移送到工位I中的空庫位進(jìn)行一次養(yǎng)護(hù)計時；若沒有等待，則繼續(xù)判斷工位Ila上是否有模臺等待，若有，則調(diào)度所述分控制器PLC8和PLC1，將工位Ila上的模臺移送到工位I的空庫位進(jìn)行二次養(yǎng)護(hù)計時，若沒有，則再繼續(xù)判斷工位Ila和Ilb是否都空閑，若都不空閑，則返回到步驟2);若都空閑，所述主控制器再調(diào)用內(nèi)部庫位狀態(tài)數(shù)據(jù)庫變量判斷工位I的庫位中是否有一次養(yǎng)護(hù)好的產(chǎn)品，若有，則調(diào)度所述分控制器PLCl和PLC8，從工位I中按內(nèi)部邏輯順序取出一個模臺移送到Ila或Ilb;若沒有，則返回到步驟2)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果:一種生產(chǎn)線系統(tǒng)適用于多種產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，節(jié)約硬件成本，通用性更強；實現(xiàn)了整個生產(chǎn)線的集中整體監(jiān)控及分體控制，增強了自動化水平，能提高生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線工藝流程示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例混凝土預(yù)制板生產(chǎn)線自動監(jiān)控程序流程圖。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0014]如圖1-3所示，該監(jiān)控系統(tǒng)包括:人機交互界面模塊、主控制器、一個或多個分控制器以及由分控制器管理的生產(chǎn)工位設(shè)備。一個工位對應(yīng)一種生產(chǎn)工藝步驟，例如澆筑工位，用來對混凝土預(yù)制板進(jìn)行混凝土澆筑操作。一個分控制器負(fù)責(zé)一個或多個工位的操作任務(wù)，例如分控制器I負(fù)責(zé)工位1，分控制器2負(fù)責(zé)工位2和工位3。所有分控制器通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機與主控制器進(jìn)行信息交換。
[0015]本監(jiān)控系統(tǒng)中，生產(chǎn)流水線上的工位和設(shè)備應(yīng)包含不同混凝土預(yù)制板產(chǎn)品的全部生產(chǎn)工藝，按照各種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝不同，其中一部分工位適用于所有產(chǎn)品種類，另外一部分工位針對部分產(chǎn)品種類。例如工位I若為模具拆裝工位，則所有產(chǎn)品種類均適用；例如工位4a若為拉毛工位，工位4b為抹平工位，則工位4a只針對疊合板才操作，其他產(chǎn)品如復(fù)合板、實心墻板均不操作，工位4b只針對復(fù)合板和實心墻板操作，其他產(chǎn)品如疊合板就不動作。
[0016]人機交互界面模塊包括參數(shù)輸入模塊和在線顯示輸出模塊，其中參數(shù)輸入模塊用于輸入以下信息:用戶安全管理、混凝土預(yù)制板產(chǎn)品種類選擇、產(chǎn)品工藝參數(shù)更改或調(diào)用、系統(tǒng)運行方式選擇以及系統(tǒng)運行啟停的集中輸入口，這些數(shù)據(jù)直接與主控制器的內(nèi)部變量和數(shù)據(jù)庫管理對應(yīng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)線重要信息的集中管理和控制。在線顯示輸出模塊是整個生產(chǎn)線工藝系統(tǒng)布局的濃縮，涵蓋所有工位的重要狀態(tài)信息，產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的運行情況，各個工位的工作狀態(tài)均在輸出界面上實時動畫仿真運行，界面上的信號按鈕及設(shè)備動畫與實際生產(chǎn)線一一對應(yīng)，實現(xiàn)整個生產(chǎn)線系統(tǒng)的集中監(jiān)視。
[0017]各個分工位需要的工藝信息，主控制器通過以太網(wǎng)傳輸給對應(yīng)的分控制器。主控制器只負(fù)責(zé)分控制器的總體啟?？刂?，不負(fù)責(zé)具體單個工位操作動作的執(zhí)行。主控制器通過分控制器采集各工位的部分重要傳感器信息，以及分控制器完成任務(wù)的狀態(tài)信號，例如工位空閑、正常工作、故障、工作結(jié)束信號等。主控制器根據(jù)人機界面輸入的參數(shù)信息，綜合各分控制器反饋的過程信號，統(tǒng)一進(jìn)行內(nèi)部控制邏輯分析以及數(shù)據(jù)庫變量處理，在協(xié)調(diào)分控制器工作的同時，也在人機交互界面的輸出窗口以動畫的形式將信息實時仿真輸出。
[0018]本生產(chǎn)線系統(tǒng)可用于復(fù)合板、實心墻板以及疊合樓板三種產(chǎn)品種類的多種尺寸大小的混凝土預(yù)制板工業(yè)化生產(chǎn)。主控制器和人機交互界面，采用工業(yè)控制計算顯示的工控機；分控制器采用可編程邏輯控制器PLC ;各個PLC與工控機之間通過工業(yè)以太網(wǎng)總線進(jìn)行連接。
[0019]工位I為產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)存貯，對應(yīng)PLCl作為分控制器1，負(fù)責(zé)將多個庫位的溫度控制在工藝要求范圍內(nèi)，以及控制碼垛車的三維運動從對應(yīng)庫位取放模臺；
工位2為模具拆除及安裝，對應(yīng)PLC2作為分控制器2，負(fù)責(zé)模具拆除和安裝操作；
工位3為側(cè)立脫模、工位4為模臺清理，兩工位共用PLC3作為分控制器，負(fù)責(zé)將模具拆除后的預(yù)制板成品從模臺上脫離移走，以及對移走成品后的空模臺進(jìn)行清掃操作；
工位5為畫線及脫模劑噴涂，對應(yīng)PLC4作為分控制器4，負(fù)責(zé)對嵌件、門窗的位置在模臺上畫線定位，以及對空模臺噴灑脫模劑；
工位6為嵌件、鋼筋安放，工位7a、7b分別為一次澆筑、二次澆筑，這三個工位共用一個PLC5作為分控制器5，負(fù)責(zé)嵌件鋼筋安放及兩個工位的混凝土澆筑和振動控制；
工位8a、8b、9a、9b均為保溫層放置及擺渡、緩沖工位，采用PLC6作為分控制器6，負(fù)責(zé)模臺保溫層安放工位按鈕站及模臺進(jìn)行換線換向移送和緩沖停留；