一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统技术方案

本发明专利技术属于工业互联网技术领域，本发明专利技术公开了一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统；包括数据监测设备

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统


[0001]本专利技术涉及工业互联网
，更具体地说，本专利技术涉及一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统
。

技术介绍

[0002]基于工业互联网的机电控制智能生产线系统是一种利用互联网技术和机电控制技术相结合的生产线系统
。
它通过将传感器
、
执行器
、
控制器等设备连接到互联网上，实现设备之间的数据交换和远程控制，从而实现生产线的智能化和自动化管理
。
[0003]现有的智能生产线系统缺乏对人员及设备的管理，产品在检测阶段或已售出阶段存在的故障或不合格问题，往往存在难以精确追责
、
难以分析原因等问题
。
例如对于产品质量检测来说，一般依赖于检测设备或检测人员的判断，在售后反馈的不合格产品难以快速分析不合格的根本原因，也难以及时查找到相关的负责人员，不能及时对造成不合格产品的设备或工艺作出调整，不仅影响了生产产量，而且增加了维修改善的成本
。
此外，现有的智能生产线系统侧重于云端的数据处理，虽然加强了对设备及加工安全
、
设备寿命预测等方面的精准度，但对于设备的机电控制往往依赖于初始设定的参数，难以根据设备的反馈进行自适应调节，对于机电控制的精确度差
、
时效性差
。
[0004]鉴于此，本申请提出一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统，包括数据监测设备
、
控制器
、
云服务器和移动终端
。
[0007]数据监测设备用于实时采集输送设备
、
加工设备
、
包装设备的运行数据
。
[0008]控制器用于：根据运行数据，将每个工序的设备标签
、
操作人员信息
、
产品标签
、
包装标签进行绑定
。
控制输送设备
、
加工设备
、
包装设备的运行状态
。
[0009]云服务器用于通过与数据监测设备
、
控制器进行数据交互，识别生产线对的异常数据，并生成相应的报警信息
。
[0010]上述生产线系统通过实时采集生产线中各设备的运行数据及产品状态，结合已设定的产量信息，实时调整生产线的输送频率，同时基于运行数据与产品状态判断加工工序是否符合设定的加工标准，在发现加工工序或产品状态存在异常时发出报警，以提示相关作业人员及时处理，避免造成更大的经济损失
。
此外，通过对人员
、
设备
、
产品和包装的整体绑定，对于任一不合格产品均可以快速查询到相关的设备及作业人员，并根据每个工序完成前后的状态，快速查找到不合格的原因，进而及时作出工序或设备的调整，提高产品的合格率及生产效率
。
[0011]进一步地，数据监测设备包括设备监测模块和人员监测模块，设备监测模块用于
采集输送频率
、
位移数据
、
每一工序的初始产品图像
、
包装图像
、
故障数据，以及输送设备
、
加工设备
、
包装设备的启停信号
。
人员监测模块用于采集人脸信息或指纹信息
。
[0012]进一步地，控制器包括输送频率控制模块
、
加工控制模块和信息绑定模块
。
[0013]输送频率控制模块用于：根据预先设置的加工效率生成初始输送频率，并将初始输送频率发送至输送设备
。
根据实时反馈的启停信号调节输送频率
。
[0014]加工控制模块用于：根据位移数据判断产品材料
、
半成品
、
成品是否处于预设的位置，是则启动设备监测模块，采集基于半成品
、
成品
、
包装的初始产品图像
、
包装图像，同时启动对应的加工设备或包装设备进行作业
。
[0015]信息绑定模块用于：将每个工序的设备标签
、
操作人员信息
、
产品标签
、
包装标签进行绑定，判断每个工序是否完成绑定，是则向输送设备发送验证完成信号
。
若输送设备未接收到验证完成信号，则在一个预设的周期后发出报警信号
。
[0016]进一步地，输送频率控制模块的调节方法具体如下：
[0017]根据每日产量及计划作业时长计算初始输送频率，则初始输送频率
f0表达为：
[0018]f0＝
(T
p
‑
T
e
)/C
[0019]式中，
T
p
为计划作业时长，
T
e
为计划预留时长，
C
为每日计划产量
。
[0020]根据实时反馈的启停信号修正输送频率，则修正后的输送频率
f
r
表达为：
[0021][0022]式中，
m
为取样次数，
f
ij
为第
j
个设备第
i
次采样的单次完成频率，
n
为设备数量
。
[0023]进一步地，云服务器根据运行数据，对输送频率进行预测修正，具体方法如下：
[0024]首先，计算每个加工周期内，各设备的完成频率相较于预设的加工频率的标准差，则各设备的频率标准差
σ
j
表达为：
[0025][0026]式中，为第
j
个设备的平均单次完成频率
。
[0027]其次，计算各设备的偏差度，则偏差度
E
j
表达为：
[0028]E
j
＝
σ
j
/f
r
。
[0029]判断偏差度是否超过一个预设的偏差阈值
E0，是则发出报警，并调节各设备的理想单次完成频率
。
则理想单次完成频率
f
h
表达为：
[0030][0031]最后，根据一个预设的统计周期内各设备的故障信息对输送频率进行预测修正，则预测修正后的输送频率
f
rs
表达为：
[0032]f
rs
＝
T
t
‑
(1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统，包括输送设备
、
加工设备
、
包装设备；所述输送设备用于将产品材料
、
半成品
、
成品分别输送至预设的位置；所述加工设备用于将所述产品材料依次加工为所述半成品
、
所述成品；所述包装设备用于包装所述成品；其特征在于，所述生产线系统还包括：数据监测设备，其用于实时采集所述输送设备
、
所述加工设备
、
所述包装设备的运行数据；控制器，其用于：根据所述运行数据，将每个工序的设备标签
、
操作人员信息
、
产品标签
、
包装标签进行绑定；控制所述输送设备
、
所述加工设备
、
所述包装设备的运行状态；云服务器，其用于通过与所述数据监测设备
、
所述控制器进行数据交互，识别生产线对的异常数据，并生成相应的报警信息
。2.
根据权利要求1所述的一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统，其特征在于，所述数据监测设备包括设备监测模块和人员监测模块，所述设备监测模块用于采集输送频率
、
位移数据
、
每一工序的初始产品图像
、
包装图像
、
故障数据，以及所述输送设备
、
所述加工设备
、
所述包装设备的启停信号；所述人员监测模块用于采集人脸信息或指纹信息
。3.
根据权利要求2所述的一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统，其特征在于，所述控制器包括：输送频率控制模块，其用于：根据预先设置的加工效率生成初始输送频率，并将所述初始输送频率发送至所述输送设备；根据实时反馈的所述启停信号调节输送频率；加工控制模块，其用于：根据所述位移数据判断产品材料
、
半成品
、
成品是否处于预设的位置，是则启动设备监测模块，采集基于半成品
、
成品
、
包装的初始产品图像
、
包装图像，同时启动对应的加工设备或包装设备进行作业；信息绑定模块，其用于：将每个工序的设备标签
、
操作人员信息
、
产品标签
、
包装标签进行绑定，判断每个工序是否完成绑定，是则向所述输送设备发送验证完成信号；若所述输送设备未接收到验证完成信号，则在一个预设的周期后发出报警信号
。4.
根据权利要求3所述的一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统，其特征在于，所述输送频率控制模块的调节方法具体如下：根据每日产量及计划作业时长计算初始输送频率，则所述初始输送频率
f0表达为：
f0＝
(T
p
‑
T
e
)/C
式中，
T
p
为计划作业时长，
T
e
为计划预留时长，
C
为每日计划产量；根据实时反馈的启停信号修正输送频率，则修正后的输送频率
f
r
表达为：式中，
m
为取样次数，
f
ij
为第
j
个设备第
i
次采样的单次完成频率，
n
为设备数量
。5.
根据权利要求4所述的一种基于工业互联网机电控制的智能生产线系统，其特征在于，所述云服务器根据所述运行数据，对所述输送频率进行预测修正，具体方法如下：首先，计算每个加工周期内，各设备的完成频率相较于预设的加工频率的标准差，则各设备的频率标准差
σ
j
表达为：
式中，为第
j
个设备的平均单次完成频率；其次，计算各设备的偏差度，则所述偏差度
E
j
表达为：
E
j
＝
σ
j
/f
r
；判断所述偏差度是否超过一个预设的偏差阈值
E0，是则发出报警，并调节各设备的理想单次完成频率；则所述理想单次完成频率
f
h
表达为：最后，根据一个预设的统计周期内各设备的故障信息对输送频率进行预测修正，则预测修正后的输送频率
f
rs
表达为：式中，
T
t
为在一个统计周期内的总作业时长，
T
bj
为在一个统计周期内第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，容刚，罗斌，谭稳，
申请(专利权)人：邵东智能制造技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：