一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统技术方案

本发明专利技术公开的一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，属于固体推进剂装药工业自动化控制领域。本发明专利技术的系统包括放置于控制室的生产调度机、集中监控机、数据库服务器、总急停按钮、控制室交换机，所述的控制室交换机用于生产调度机、集中监控机分别与过程控制站之间的信息交换；还包括放置于配电室的过程控制站、用于控制现场各单机工艺设备的控制子站；还包括现场各单机工艺设备。还公开用上述系统的工作方法。要解决的技术问题为：实现物料加工的高质量要求，控制物料加工精度在指标要求范围内，实现自动化、连续化、批量化的生产模式，提高生产率，达到人机隔离、远程操作的目的，进而提高整个工序过程的安全性和可靠性。

A centralized control and information management system for solid propellant with large slenderness ratio

The invention discloses a centralized control and an information management system for a solid propellant of large slenderness ratio, belonging to the field of automatic control of solid propellant charging industry. The system of the invention comprises a production scheduling machine, placed in the control room centralized monitoring machine, database server, emergency stop button, switch control room, control room switch for the production scheduling machine, centralized monitoring and process control machine exchange between stations information; also includes process placed in power distribution room control station for each machine control sub field control equipment station; also includes the single site equipment. Operating methods of the system are also disclosed. The technical problem to be solved: to achieve high quality materials processing requirements, control the material machining accuracy in the target range, automatic, continuous and batch production mode, improve productivity, achieve man-machine isolation, remote operation, and improve the safety and reliability of the entire process.

【技术实现步骤摘要】
一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统
本专利技术涉及一种集中控制及信息管理系统，具体涉及一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，属于固体推进剂装药工业自动化控制

技术介绍
从我国固体推进剂装药后加工单元现有生产工艺流程及生产线工艺布局看，现有生产工艺手工操作多，路线长而不畅。并且现有工艺流程复杂，中间工序多，主要采用手工制作，物料加工质量精度低，人工频繁搬运危险物品，劳动强度大，生产率低下，危险性高。后加工工艺间断、手工操作已成为制约产品批量化生产和影响产品质量一致性的主要技术瓶颈，严重制约了某型号固体推进剂药柱整体技术的进步和企业的发展。目前，迫切需要一条针对该固体推进剂药柱的自动化生产线及相应的管理系统以实现自动化、连续化和批量化生产，提高生产率及安全性。
技术实现思路
本专利技术公开的一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，要解决的技术问题是：实现物料加工的高质量要求，控制物料加工精度在技术及质量指标要求的范围内，实现自动化、连续化、批量化的生产模式，提高生产率，达到人机隔离、远程操作的目的，进而提高整个工序过程的安全性和可靠性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术公开的一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，包括放置于控制室的生产调度机、集中监控机、数据库服务器、总急停按钮、控制室交换机，所述的控制室交换机用于生产调度机、集中监控机分别与过程控制站之间的信息交换；还包括放置于配电室的过程控制站、用于控制现场各单机工艺设备的控制子站；还包括现场各单机工艺设备。生产调度机用于接收过程控制站发送来的现场各单机工艺设备运行状况，并根据现场各单机工艺设备运行状况数据进行分析判断生成生产调度指令，将生产调度指令通过过程控制站发送给现场各单机工艺设备的控制子站，进而控制现场各单机工艺设备按生产调度指令运行。生产调度机采用柔性调度算法，能实现调度指令的自动创建、下达、接收、执行并反馈的全流程闭环管理。生产调度机会根据现场各单机工艺设备的实时状态进行综合分析，依据后工位优先和空位优先的原则，对所需调度的任务进行优先级排序，从而选出当前时刻最优的调度任务；而且当前工序完成而下一工序设备繁忙时，调度算法会选出空闲率最高的设备作为缓存位，能够有效解决生产瓶颈。集中监控机用于实时监测现场各单机工艺设备的加工动态信息及大长细比固体推进剂的加工状态，在运行过程中某一设备产生故障，集中监控机画面上显示具体故障节点信息内容，控制室操作工通过集中监控机上显示的故障信息根据故障处理方法对现场各单机工艺设备进行相应的处理，具体故障处理方法如下：故障主要分为一般故障、重要故障、严重故障：1)一般故障情况下在集中监控机画面上显示报警信息，问题处理后生产继续运行；2)重要故障情况下在集中监控机画面上显示报警信息，出血故障的单机工艺设备停机，待控制室操作工将问题处理完成后恢复生产；3)严重故障情况下在控制室按下总急停按钮，待控制室操作工将故障处理完后，确认各项情况均正常的情况下，重新恢复生产。数据库服务器用于存储生产过程中的数据，便于生产调度机、集中监控机进行查询及数据的溯源管理，此外数据库服务器还提供数据备份功能，用于保障数据的安全性。总急停按钮用于在紧急情况下，按下总急停按钮使所有设备停止工作，以便设备停机后工作人员进行相关处理工作，总急停按钮通过电缆连接过程控制站与控制子站。其中：过程控制站包括主站可编程控制器、触摸屏、配电室交换机、用于与现场各单机工艺设备进行信息交换的现场单机工艺设备交换机，所述的配电室交换机与放置于控制室的控制室交换机组成第一组交换机，第一组交换机用于生产调度机、集中监控机与主站可编程控制器的信息交换。现场各单机工艺设备根据大长细比固体推进剂装药工艺所需单机工艺设备而定，包括自动化晾药时效装置、在线检测装置、组合式车药装置、内孔涂覆装置、端面包覆装置、自动化快速固化装置、自动标记装置、成品水平台、物料自动转运装置、侧面喷码装置，通过生产调度机下发的调度指令，依据后工位优先和空位优先的原则，最优化的控制物料自动转运装置对大长细比固体推进剂进行抓取，在现场各单机工艺设备之间按照大长细比固体推进剂装药工艺进行流转加工。上述单机工艺设备还需具备下述功能：分别将单机工艺设备的加工运行信息传送到过程控制站中的主站可编程控制器中，为生成生产调度指令提供现场各单机工艺设备运行状况数据支撑。所述现场各单机工艺设备的可编程控制器用于提取与其连接的设备的状态信息并发送给主站可编程控制器以便生产调度机进行加工情况的判断，接收生产调度机通过主站可编程控制器发来的控制指令并解析后向与其相连的设备发送其可识别的指令进行加工控制；作为优选的，本专利技术公开的一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统还包括三维可视化视频监视装置，所述的三维可视化视频监视装置包括多台防爆摄像机、硬盘录像机和视频监视器，三维可视化视频监视装置借助于安装在现场的防爆摄像机将现场情况如实反馈到控制室的硬盘录像机中，硬盘录像机通过数据、图像传输将接收到的现场实际情况展现到控制室的视频监视器中，控制室操作人员能够通过视频监视器直观、清晰地观察到现场的设备运行情况及大长细比固体推进剂的加工情况，作为操作人员在生产调度机、集中监控机上进行操作的参考，为安全生产提供双重保障。作为优选的，根据工作任务需要，所述的生产调度机能够选择增加基础数据信息管理子模块、信息编码管理子模块、通讯信息管理子模块、人工调整管理子模块、物料跟踪管理子模块、报表打印管理子模块。基础数据信息管理子模块主要记录大长细比固体推进剂、物料自动转运装置、在线检测装置的相应基础数据，为其他管理模块提供通用基础信息；基础数据信息管理子模块包括药柱基础数据信息管理单元、物料自动转运装置基础数据信息管理单元和在线检测装置基础数据信息管理单元。信息编码管理子模块主要针对大长细比固体推进剂上的侧面喷码信息进行操作，将侧面喷码信息进行记录，做到每个大长细比固体推进剂都只对应一个唯一的侧面喷码信息，有利于大长细比固体推进剂信息的快速定位及产品追溯。通讯信息管理子模块主要实现生产调度机与主站可编程控制器之间的相互通讯，在前述物理硬件连接条件具备的基础上，以生产调度机与主站可编程控制器彼此理解的通讯数据需求编写对应的软件驱动，确保生产调度指令与现场数据信息反馈通道的畅通。人工调整管理子模块主要用于在出现故障的情况下，提供人机交互接口实现人工手动调整，指示物料自动转运装置将物料由一个装置搬运到另一个装置。物料跟踪管理子模块主要实现对药柱的加工状态以及各加工设备的生产加工状态进行显示及溯源管理，溯源管理内容主要为记录每一根大长细比推进剂的行进轨迹。报表打印管理子模块具有自动生成报表的功能，能够实现人机交互的报表打印功能及报表本地保存功能。作为优选，所述生产调度机、集中监控机、数据库服务器与主站可编程控制器之间通过交换机采用光纤方式连接。作为优选，所述主站可编程控制器与自动化晾药时效装置和自动化快速固化装置的可编程控制器之间采用ProfibusDP方式相互连接。作为优选，所述主站可编程控制器与各单机设备的可编程控制器之间采用ProfiNet方式相互连接。本专利技术公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，其特征在于：包括放置于控制室(401)的生产调度机(201)，集中监控机(202)，数据库服务器(203)，总急停按钮(204)，控制室交换机(205)，所述的控制室交换机(205)用于生产调度机、集中监控机分别与过程控制站(305)之间的信息交换；还包括放置于配电室(402)的过程控制站(305)、用于控制现场各单机工艺设备的控制子站(306)；还包括现场(403)各单机工艺设备(101‑108)；生产调度机(201)用于接收过程控制站(305)发送来的现场(403)各单机工艺设备(101‑108)运行状况，并根据现场(403)各单机工艺设备(101‑108)运行状况数据进行分析判断生成生产调度指令，将生产调度指令通过过程控制站(305)发送给现场(403)各单机工艺设备(101‑108)的控制子站(306)，进而控制现场(403)各单机工艺设备(101‑108)按生产调度指令运行；生产调度机(201)采用柔性调度算法，能实现调度指令的自动创建、下达、接收、执行并反馈的全流程闭环管理；生产调度机(201)会根据现场(403)各单机工艺设备(101‑108)的实时状态进行综合分析，依据后工位优先和空位优先的原则，对所需调度的任务进行优先级排序，从而选出当前时刻最优的调度任务；而且当前工序完成而下一工序设备繁忙时，调度算法会选出空闲率最高的设备作为缓存位，能够有效解决生产瓶颈；集中监控机(202)用于实时监测现场(403)各单机工艺设备(101‑108)的加工动态信息及大长细比固体推进剂的加工状态，在运行过程中某一设备产生故障，集中监控机(202)画面上显示具体故障节点信息内容，控制室(401)操作工通过集中监控机(202)上显示的故障信息根据故障处理方法对现场(403)各单机工艺设备(101‑108)进行相应的处理；数据库服务器(203)用于存储生产过程中的数据，便于生产调度机(201)、集中监控机(202)进行查询及数据的溯源管理，此外数据库服务器(203)还提供数据备份功能，用于保障数据的安全性；总急停按钮(204)用于在紧急情况下，按下总急停按钮(204)使所有设备(101‑108)停止工作，以便设备停机后工作人员进行相关处理工作，总急停按钮(204)通过电缆连接过程控制站(305)与控制子站(306)；过程控制站(305)包括主站可编程控制器(303)、触摸屏(301)、配电室交换机(302)、用于与现场(403)各单机工艺设备(101‑108)进行信息交换的现场单机工艺设备交换机(304)，所述的配电室交换机(302)与放置于控制室(401)的控制室交换机(205)组成第一组交换机，第一组交换机用于生产调度机(201)、集中监控机(202)与主站可编程控制器(303)的信息交换；现场(403)各单机工艺设备(101‑108)根据大长细比固体推进剂装药工艺所需单机工艺设备而定，包括自动化晾药时效装置(101)、在线检测装置(102)、组合式车药装置(103)、内孔涂覆装置(105)、端面包覆装置(106)、自动化快速固化装置(107)、自动标记装置(108)、成品水平台(109)、物料自动转运装置(104)、侧面喷码装置(110)，通过生产调度机(201)下发的调度指令，依据后工位优先和空位优先的原则，最优化的控制物料自动转运装置(104)对大长细比固体推进剂进行抓取，在现场(403)各单机工艺设备(101‑108)之间按照大长细比固体推进剂装药工艺进行流转加工；上述单机工艺设备(101‑108)还需具备下述功能：分别将单机工艺设备(101‑108)的加工运行信息传送到过程控制站(305)中的主站可编程控制器(303)中，为生成生产调度指令提供现场(403)各单机工艺设备(101‑108)运行状况数据支撑；所述现场(403)各单机工艺设备(101‑108)的控制子站(306)用于提取与其连接的设备的状态信息并发送给主站可编程控制器(303)以便生产调度机(201)进行加工情况的判断，接收生产调度机(201)通过主站可编程控制器(303)发来的控制指令并解析后向与其相连的设备发送其可识别的指令进行加工控制。...

【技术特征摘要】
1.一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，其特征在于：包括放置于控制室(401)的生产调度机(201)，集中监控机(202)，数据库服务器(203)，总急停按钮(204)，控制室交换机(205)，所述的控制室交换机(205)用于生产调度机、集中监控机分别与过程控制站(305)之间的信息交换；还包括放置于配电室(402)的过程控制站(305)、用于控制现场各单机工艺设备的控制子站(306)；还包括现场(403)各单机工艺设备(101-108)；生产调度机(201)用于接收过程控制站(305)发送来的现场(403)各单机工艺设备(101-108)运行状况，并根据现场(403)各单机工艺设备(101-108)运行状况数据进行分析判断生成生产调度指令，将生产调度指令通过过程控制站(305)发送给现场(403)各单机工艺设备(101-108)的控制子站(306)，进而控制现场(403)各单机工艺设备(101-108)按生产调度指令运行；生产调度机(201)采用柔性调度算法，能实现调度指令的自动创建、下达、接收、执行并反馈的全流程闭环管理；生产调度机(201)会根据现场(403)各单机工艺设备(101-108)的实时状态进行综合分析，依据后工位优先和空位优先的原则，对所需调度的任务进行优先级排序，从而选出当前时刻最优的调度任务；而且当前工序完成而下一工序设备繁忙时，调度算法会选出空闲率最高的设备作为缓存位，能够有效解决生产瓶颈；集中监控机(202)用于实时监测现场(403)各单机工艺设备(101-108)的加工动态信息及大长细比固体推进剂的加工状态，在运行过程中某一设备产生故障，集中监控机(202)画面上显示具体故障节点信息内容，控制室(401)操作工通过集中监控机(202)上显示的故障信息根据故障处理方法对现场(403)各单机工艺设备(101-108)进行相应的处理；数据库服务器(203)用于存储生产过程中的数据，便于生产调度机(201)、集中监控机(202)进行查询及数据的溯源管理，此外数据库服务器(203)还提供数据备份功能，用于保障数据的安全性；总急停按钮(204)用于在紧急情况下，按下总急停按钮(204)使所有设备(101-108)停止工作，以便设备停机后工作人员进行相关处理工作，总急停按钮(204)通过电缆连接过程控制站(305)与控制子站(306)；过程控制站(305)包括主站可编程控制器(303)、触摸屏(301)、配电室交换机(302)、用于与现场(403)各单机工艺设备(101-108)进行信息交换的现场单机工艺设备交换机(304)，所述的配电室交换机(302)与放置于控制室(401)的控制室交换机(205)组成第一组交换机，第一组交换机用于生产调度机(201)、集中监控机(202)与主站可编程控制器(303)的信息交换；现场(403)各单机工艺设备(101-108)根据大长细比固体推进剂装药工艺所需单机工艺设备而定，包括自动化晾药时效装置(101)、在线检测装置(102)、组合式车药装置(103)、内孔涂覆装置(105)、端面包覆装置(106)、自动化快速固化装置(107)、自动标记装置(108)、成品水平台(109)、物料自动转运装置(104)、侧面喷码装置(110)，通过生产调度机(201)下发的调度指令，依据后工位优先和空位优先的原则，最优化的控制物料自动转运装置(104)对大长细比固体推进剂进行抓取，在现场(403)各单机工艺设备(101-108)之间按照大长细比固体推进剂装药工艺进行流转加工；上述单机工艺设备(101-108)还需具备下述功能：分别将单机工艺设备(101-108)的加工运行信息传送到过程控制站(305)中的主站可编程控制器(303)中，为生成生产调度指令提供现场(403)各单机工艺设备(101-108)运行状况数据支撑；所述现场(403)各单机工艺设备(101-108)的控制子站(306)用于提取与其连接的设备的状态信息并发送给主站可编程控制器(303)以便生产调度机(201)进行加工情况的判断，接收生产调度机(201)通过主站可编程控制器(303)发来的控制指令并解析后向与其相连的设备发送其可识别的指令进行加工控制。2.如权利要求1所述的一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，其特征在于：还包括三维可视化视频监视装置，所述的三维可视化视频监视装置包括多台防爆摄像机(505)、三维可视化配电室交换机(504)、三维可视化控制室交换机(503)、硬盘录像机(502)和视频监视器(501)，三维可视化视频监视装置借助于安装在现场的防爆摄像机(505)将现场情况如实反馈到控制室(401)的硬盘录像机(502)中，硬盘录像机(502)通过数据、图像传输将接收到的现场实际情况展现到控制室)(401)的视频监视器(501)中，控制室(401)操作人员能够通过视频监视器(501)直观、清晰地观察到现场(403)的设备运行情况及大长细比固体推进剂的加工情况，作为操作人员在生产调度机(201)、集中监控机(202)上进行操作的参考，为安全生产提供双重保障。3.如权利要求1所述的一种用于大长细比固体推进剂的集中控制及信息管理系统，其特征在于：根据工作任务需要，所述的生产调度机(201)能够选择增加基础数据信息管理子模块、信息编码管理子模块、通讯信息管理子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，郑建利，赵旭，郑海川，程康伟，张宇，张京，韩博，张威，王金波，王力涛，闫斌，潘葆，
申请(专利权)人：北京五特自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11