[發明專利]一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統

有效

• 申請號: 201711128104.0
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN109782700B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 杜勁松;常凱;尹健;楊旭;鄭德超
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G08C17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統，其特征在于包括：感知控制層、網絡層、決策應用層；

所述感知控制層，用于將生產線裝配工位的信息數據發送至網絡層；

所述網絡層，用于采用WIA-FA無線模塊和WIA-FA網關實現感知控制層與決策應用層之間的數據傳輸；

所述決策應用層，用于存儲網絡層采集的信息數據，通過數據處理和分析并顯示結果，發出指令至網絡層；

所述感知控制層包括多個裝配工位，裝配工位包括機器人，PLC，人機交互單元，傳感器和RFID系統；各裝配工位的控制系統之間通過PROFINET總線完成信息交互；所述PLC將發動機裝配質量數據信息、傳感器接收到的設備狀態信息發送至網絡層的WIA-FA無線模塊；每個裝配工位的PLC和RFID系統通過WIA-FA無線模塊得到決策應用層的指令，用于實現機器人運行的調整和多個裝配工位工藝的重組；

所述決策監控分析單元用于：

根據采集的發動機裝配質量數據，區分每項裝配質量數據中的正常波動即設定范圍內波動、異常波動即設定范圍外波動，并將這些信息以報表和圖形方式進行顯示；當異常波動呈現單調上升或下降并超過一定閾值，報表中顯示預警提示，用于確保裝配質量；

在設備狀態信息中提取出設備振動頻譜并形成頻譜模型；如果檢測到某一時刻振動頻譜超過設定波動的范圍，當設備溫度和噪音超出設定包絡線的范圍時給出預警提示，用于避免由于設備故障影響裝配質量。

2.根據權利要求1所述的一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統，其特征在于所述網絡層包括多個WIA-FA無線模塊，一個WIA-FA無線模塊對應一個裝配工位。

3.根據權利要求1所述的一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統，其特征在于所述決策應用層包括：

服務器，用于存儲WIA-FA網關接受到的信息數據；

決策監控分析單元，用于對信息數據進行處理和分析，并顯示結果；

決策控制單元，用于通過人工輸入發出指令，經WIA-FA網關發送至裝配工位。

4.根據權利要求1或3所述的一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統，其特征在于所述決策監控分析單元采用工控機、IPC、手機中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統，其特征在于，方法包括以下步驟：

感知控制層將生產線裝配工位的信息數據發送至網絡層；

網絡層采用WIA-FA無線模塊和WIA-FA網關實現感知控制層與決策應用層之間的數據傳輸；

決策應用層存儲網絡層采集的信息數據，通過數據處理和分析并顯示結果，發出指令至網絡層；

所述決策監控分析單元執行以下步驟：

根據采集的發動機裝配質量數據，區分每項裝配質量數據中的正常波動即設定范圍內波動、異常波動即設定范圍外波動，并將這些信息以報表和圖形方式進行顯示；當異常波動呈現單調上升或下降并超過一定閾值，報表中顯示預警提示，用于確保裝配質量；

在設備狀態信息中提取出設備振動頻譜并形成頻譜模型；如果檢測到某一時刻振動頻譜超過設定波動的范圍，當設備溫度和噪音超出設定包絡線的范圍時給出預警提示，用于避免由于設備故障影響裝配質量。

6.根據權利要求5所述的一種基于CPS的火箭發動機裝配線管控系統，其特征在于所述決策應用層執行以下步驟：

服務器存儲WIA-FA網關接受到的信息數據；

決策監控分析單元對信息數據進行處理和分析，并顯示結果；

決策控制單元通過人工輸入發出指令，經WIA-FA網關發送至裝配工位。