一种用于牙膏生产的自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于牙膏生产的自动控制系统，通过信息化系统与自动化系统进行整合来实现整个生产过程管理及过程自动控制；信息化系统包ERP系统、MES系统、WMS系统以及LIMS系统，自动化系统为DCS控制系统，包括牙膏制膏控制系统、牙膏灌装线数据采集系统和公用辅助控制系统；该系统的生产过程分为生产物料管理、生产过程管理和生产过程控制三个部分。本发明专利技术极大地提升了自动化生产水平，提高了生产效率，实现全程追溯产品质量，同时减少了人工强度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于牙膏生产的自动控制系统


[0001]本专利技术属于自动控制
，具体涉及一种用于牙膏生产的自动控制系统。

技术介绍

[0002]现有牙膏生产的控制模式为基于单机设备的手动操作，很多工序都需要工人进行操作，通过大量人为的沟通来实现协同作业，仅局部的自动包装线实现了包装的连续生产。这种模式存在人力资源投入较大、生产管理成本较高以及质量控制难度较大等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有技术的不足，提供了一种用于牙膏生产的自动控制系统。
[0004]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种用于牙膏生产的自动控制系统，该系统通过信息化系统与自动化系统进行整合来实现整个生产过程管理及过程自动控制；其中，信息化系统包ERP系统、MES系统、WMS系统以及LIMS系统，自动化系统为DCS控制系统，包括牙膏制膏控制系统、牙膏灌装线数据采集系统和公用辅助控制系统；ERP系统负责需求预测、订单管理、采购管理和生产任务管理；MES系统负责生产全过程管理，通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行管理；WMS系统负责原料、辅料、包材的存储和物流运输；LIMS系统负责实验室检验的业务；DCS控制系统负责生产过程自动化设备的控制及数据采集，采用统一的自动化标准和开放的工业以太网/总线协议对仪表、装备、工艺、电气、设施进行统一的数字化管控；该系统的生产过程分为生产物料管理、生产过程管理和生产过程控制三个部分。
[0005]优选地，在生产物料管理中，ERP系统将生产计划发送给WMS系统; WMS系统进行生产备料，并产生具体的送料计划；WMS系统按送料计划产生物料出库信息，并将物料出库信息发送至MES系统；MES系统根据WMS系统发送的物料出库信息进行物料接收，并对实际接收物料与物料出库信息进行复核；MES系统接收物料后，将收料确认信息发送给WMS系统。
[0006]优选地，在生产过程管理中，根据生产流程分为配料、牙膏膏体均质和牙膏灌装入库三个环节，其中，配料环节具体如下：1）粉体大料称量配料：MES系统将粉体大料称量配方量发送至DCS控制系统；DCS控制系统接收大料称量配方量，根据配方量自控系统控制从大料储料罐的大料进入大料计量罐，将大料计量罐的配料量反馈至MES系统；MES系统接收大料计量罐的配料量，进行投料，消耗库存；2）粉体小微料配料：操作员按MES系统配方执行粉体微料称量，并投料到移动称量罐；MES系统将粉体小料称量配方量发送至DCS控制系统；DCS控制系统接收粉体小料称量配方量，DCS控制系统根据配方量控制粉体小料从小料储料罐落料至移动称量罐，并将小料移动称量罐的配料量反馈至MES系统；MES系统接收DCS控制系统小料配料量，进行投料，消耗
库存；3）液体大料配料：MES系统将液体大料称量配方量发送至DCS控制系统；DCS控制系统接收液体大料称量配方量，DCS控制系统根据配方量控制液体大料从液体大料储料罐输送至均质机，将液体大料转移量反馈至MES系统；MES系统接收液体大料转移量，进行投料，消耗库存；4）液体小料称量：MES系统判断是否是单一液体小料，如果是单一液体小料，MES系统接收确认物料后，通过液体输送泵和计量系统自动投入均质机，反馈投料情况至MES系统记录；如果不是单一液体小料，MES系统指示操作员按配方称量液体小料；5）液体微料：操作员将液体微料投入混合罐，进行投料，消耗库存，微料从混合罐转移至微料移动储罐，微料移动储罐内微料按配方量自动称量转移至均质机。
[0007]优选地，牙膏膏体均质环节具体如下：MES系统所有物料确认就位后，MES系统启动均质机batch，并将系统发送控制参数至DCS控制系统，DCS控制系统根据MES指令，启动均质机开始顺序投料和搅拌，投料顺序为：液体、粉体；所有投料完成后，根据要求搅拌完成制膏，并将搅拌完成信息发送给MES系统，至此，制膏投料生产结束；DCS控制系统完成制膏操作完成后，反馈关键质量运行参数给MES系统，MES系统指示操作员执行取样操作，将取样信息发送至LIMS系统；LIMS系统将取样结果反馈至MES系统，质量合格即可进行灌装。
[0008]优选地，牙膏灌装入库环节具体如下：牙膏在灌装生产过程中，MES系统通过现场终端系统进行内外包材的出库，并通过消耗生成生产批次信息：1）包材出库：操作员在线边仓终端点击屏幕确认出库；操作员需输入出库量，WMS系统把托盘信息发送给MES系统；2）包材消耗：MES系统根据接收的包材出库量创建包材库存，投料并记录物料消耗；包装完成后，MES系统进行成品生产声明，产出成品与批次箱码系统关联，生成MES系统批次信息；3）成品入库， MES系统与WMS系统进行数据对接；入库信息包含产品名称、批次及入库量信息。
[0009]优选地，所述牙膏制膏控制系统根据生产工艺分为液体配料、粉料配料、牙膏均质和牙膏存储及灌装；液体配料：由于液体原料为水溶液，牙膏配方中的使用量在17%
‑
65%之间，液体配料系统包括液体收料、液体存储和液体出料；1）液体收料：当需要进行液体收料时，液体原料从料袋或槽车泵送至可用储罐，每个批次需要5天的微检周期，经检验质量合格后用于生产；DCS控制系统需记录罐内料体的质量状态及储罐的料位状况，生产中有MES系统记录并自动切换质量放行罐，并于现场设置HMI界面指导操作人员选择合适的储罐进行卸料，收货完成，DCS控制系统更新库存给MES系统；2）液体存储：储罐为保温罐，DCS控制系统根据保温要求控制储罐温度，确保液体的存储的质量，每个储罐都配备低液位开关、高液位开关、温度传感器，液位传感器、罐呼吸阀、罐安全阀、压力传感器、取样阀和高压喷射式清洗喷淋球；
3）液体出料：液体出料环节是负责给均质机供料，每条出料线串接2~3台均质机供料；当MES系统发起生产任务后，DCS控制系统会根据Batch的进料顺序发起均质系统要料指令，液体原料均配备单独供料线并采用质量流量计计量，通过泵送的方式将原料从液态储罐泵入均质机，液料泵根据要料信号数量调整流量输送至要料目标；粉料配料：粉料系统根据粉料种类分为大粉料及小粉料，分别由不同的投料站、输送管线及储罐来实现粉料的收料、存储、计量、进料；1）大粉料收料和供料：当需要进行粉料收料时，DCS控制系统风机粉仓给出高料位需求信号，吨袋投料站亮灯向操作人员给出投料信号，操作人员将粉体吨袋通过大粉料投料站将粉料投至缓存罐，经过筛分机，最后通过正压风机输送到各自对应的粉仓内，MES系统进行库存更新；当MES系统发起生产任务后，DCS控制系统会根据Batch的进料顺序发起均质系统要料指令，粉料计量罐大秤得到要料信号开始备料，通过负压风机分别从各个粉仓抽粉至大秤，最后由均质机通过负压抽走粉料；2）小粉料配料：当需要进行小粉料配料时，由MES系统发起生产配料任务，操作人员将小粉料袋包通过人工投入缓存罐，DCS控制系统发出指令由AGV小车从清洗间取出干净的批次罐，移动小车将批次罐定位至配方对应位置的缓存罐，螺杆下料并将批次罐运至移动小车出口，之后A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于牙膏生产的自动控制系统，其特征在于，该系统通过信息化系统与自动化系统进行整合来实现整个生产过程管理及过程自动控制；其中，信息化系统包扩ERP系统、MES系统、WMS系统以及LIMS系统，自动化系统为DCS控制系统，包括牙膏制膏控制系统、牙膏灌装线数据采集系统和公用辅助控制系统；ERP系统负责需求预测、订单管理、采购管理和生产任务管理；MES系统负责生产全过程管理，通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行管理；WMS系统负责原料、辅料、包材的存储和物流运输；LIMS系统负责实验室检验的业务；DCS控制系统负责生产过程自动化设备的控制及数据采集，采用统一的自动化标准和开放的工业以太网/总线协议对仪表、装备、工艺、电气、设施进行统一的数字化管控；该系统的生产过程分为生产物料管理、生产过程管理和生产过程控制三个部分。2.根据权利要求1所述的一种用于牙膏生产的自动控制系统，其特征在于，在生产物料管理中，ERP系统将生产计划发送给WMS系统; WMS系统进行生产备料，并产生具体的送料计划；WMS系统按送料计划产生物料出库信息，并将物料出库信息发送至MES系统；MES系统根据WMS系统发送的物料出库信息进行物料接收，并对实际接收物料与物料出库信息进行复核；MES系统接收物料后，将收料确认信息发送给WMS系统。3.根据权利要求1所述的一种用于牙膏生产的自动控制系统，其特征在于，在生产过程管理中，根据生产流程分为配料、牙膏膏体均质和牙膏灌装入库三个环节，其中，配料环节具体如下：1）粉体大料称量配料：MES系统将粉体大料称量配方量发送至DCS控制系统；DCS控制系统接收大料称量配方量，根据配方量自控系统控制从大料储料罐的大料进入大料计量罐，将大料计量罐的配料量反馈至MES系统；MES系统接收大料计量罐的配料量，进行投料，消耗库存；2）粉体小微料配料：操作员按MES系统配方执行粉体微料称量，并投料到移动称量罐；MES系统将粉体小料称量配方量发送至DCS控制系统；DCS控制系统接收粉体小料称量配方量，DCS控制系统根据配方量控制粉体小料从小料储料罐落料至移动称量罐，并将小料移动称量罐的配料量反馈至MES系统；MES系统接收DCS控制系统小料配料量，进行投料，消耗库存；3）液体大料配料：MES系统将液体大料称量配方量发送至DCS控制系统；DCS控制系统接收液体大料称量配方量，DCS控制系统根据配方量控制液体大料从液体大料储料罐输送至均质机，将液体大料转移量反馈至MES系统；MES系统接收液体大料转移量，进行投料，消耗库存；4）液体小料称量：MES系统判断是否是单一液体小料，如果是单一液体小料，MES系统接收确认物料后，通过液体输送泵和计量系统自动投入均质机，反馈投料情况至MES系统记录；如果不是单一液体小料，MES系统指示操作员按配方称量液体小料；5）液体微料：操作员将液体微料投入混合罐，进行投料，消耗库存，微料从混合罐转移至微料移动储罐，微料移动储罐内微料按配方量自动称量转移至均质机。4.根据权利要求3所述的一种用于牙膏生产的自动控制系统，其特征在于，牙膏膏体均质环节具体如下：MES系统所有物料确认就位后，MES系统启动均质机batch，并将系统发送控制参数至
DCS控制系统，DCS控制系统根据MES指令，启动均质机开始顺序投料和搅拌，投料顺序为：液体、粉体；所有投料完成后，根据要求搅拌完成制膏，并将搅拌完成信息发送给MES系统，至此，制膏投料生产结束；DCS控制系统完成制膏操作完成后，反馈关键质量运行参数给MES系统，MES系统指示操作员执行取样操作，将取样信息发送至LIMS系统；LIMS系统将取样结果反馈至MES系统，质量合格即可进行灌装。5.根据权利要求3所述的一种用于牙膏生产的自动控制系统，其特征在于，牙膏灌装入库环节具体如下：牙膏在灌装生产过程中，MES系统通过现场终端系统进行内外包材的出库，并通过消耗生成生产批次信息：1）包材出库：操作员在线边仓终端点击屏幕确认出库；操作员需输入出库量，WMS系统把托盘信息发送给MES系统；2）包材消耗：MES系统根据接收的包材出库量创建包材库存，投料并记录物料消耗；包装完成后，MES系统进行成品生产声明，产出成品与批次箱码系统关联，生成MES系统批次信息；3）成品入库， MES系统与WMS系统进行数据对接；入库信息包含产品名称、批次及入库量信息。6.根据权利要求1所述的一种用于牙膏生产的自动控制系统，其特征在于，所述牙膏制膏控制系统根据生产工艺分为液体配料、粉料配料、牙膏均质和牙膏存储及灌装；液体配料：由于液体原料为水溶液，牙膏配方中的使用量在17%
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65%之间，液体配料系统包括液体收料、液体存储和液体出料；1）液体收料：当需要进行液体收料时，液体原料从料袋或槽车泵送至可用储罐，每个批次需要5天的微检周期，经检验质量合格后用于生产；DCS控制系统需记录罐内料体的质量状态及储罐的料位状况，生产中有MES系统记录并自动切换质量放行罐，并于现场设置HMI界面指导操作人员选择合适的储罐进行卸料，收货完成，DCS控制系统更新库存给MES系统；2）液体存储：储罐为保温罐，DCS控制系统根据保温要求控制储罐温度，确保液体的存储的质量，每个储罐都配备低液位开关、高液位开关、温度传感器，液位传感器、罐呼吸阀、罐安全阀、压力传感器、取样阀和高压喷射式清洗喷淋球；3）液体出料：液体出料环节是负责给均质机供料，每条出料线串接2~3台均质机供料；当MES系统发起生产任务后，DCS控制系统会根据Batch的进料顺序发起均质系统要料指令，液体原料均配备单独供料线并采用质量流量计计量，通过泵送的方式将原料从液态储...

【专利技术属性】
技术研发人员：段杰，夏逢，张于鸣，何超，张振，高杨，杨扬，朱栩颖，韩泽楷，牛鑫，
申请(专利权)人：云南白药集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：