[發明專利]一種車間生產監控系統和方法

在審

• 申請號: 201910849279.3
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN111007808A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 溫應維;袁昊博;方智強;李慶喜;王慶斌;周懌;黃斌
• 申請（專利權）人: 廣汽乘用車有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06K17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

本發明提供一種車間生產監控系統和方法。以監控系統PLC為核心，在全車間各線體關鍵點采用統一的超高頻RFID，自動實現全車間車輛隊列在線監控，并以此隊列為基礎，基于一種穩定可靠的PROFINET通訊協議，實現車間設備的程序自動識別，采用冗余的方案，實現單機設備與輸送線進行裝配防錯聯鎖，確保無不良流出；采用光纖環網，實時采集裝配過程數據和設備狀態信息并進行過程分析，用于有效指導生產和管理設備。最終實現總裝車間生產的自動化、信息化，提高總裝生產的效率和裝配的品質。

技術領域

本發明涉及車間生產監控領域，更具體地，涉及一種車間生產監控系統和方法。

背景技術

現有汽車車間生產監控系統較多的采用大量高頻RFID的形式實現車間在線隊列生成和監控，并通過TCP/IP的通信協議與各單機設備通信實現單機設備的生產控制。特別的，總裝車間存在大量的電動擰緊設備，系統通過采集其數據進行結果判斷，最終輸出給輸送線實現聯鎖。

總裝車間不同線體采用不同形式的RFID，其控制器讀寫頭固定在內飾線地面、底盤線鋼構、外裝線地面上，RFID芯片放置在各自不同的車身承接載體上，如滑板、吊具等。每條線體的首工位車身信息通過掃描槍掃描完之后將其寫入RFID芯片，RFID控制其各自線體的車輛監控隊列，同時每條線體里邊對需要監控和控制的設備在其相應崗位布置獨立的RFID讀寫頭。當車輛經過時，各設備對應的RFID讀取過點的載體芯片，將信息發送給當前工位的設備進行信息識別。運行結果由系統進行判斷，并將判斷結果發送給輸送線實現聯鎖。

現有技術具有以下缺點：①.RFID信息寫入效率低；每個工位配置RFID成本高；②.全車間隊列信息不完整，生產線體之間的車輛無法準確監控；③.設備程序控制采用TCP/IP的通信協議方式不穩定；④.系統判斷結果耗時長，且受通信網絡穩定性影響嚴重；⑤.系統無冗余方案，設備本地運行時無法與線體實現聯鎖；⑥.采集上來的數據未能做有效分析。

發明內容

針對的現有技術中汽車車間生產監控信息化水平低、實現功能不穩定、通信網絡不穩定的問題，本發明提供了一種車間生產監控系統。

一種車間生產監控系統，包括監控層、控制層、設備層；所述的監控層包括數據庫服務器、AVI服務器、ANDON服務器、監控客戶端和監控層網絡，數據庫服務器、AVI服務器和ANDON服務器負責車間所有數據的收集及監控軟件的運行管理，通過監控客戶端進行監控；控制層包括監控系統PLC、輸送線PLC和控制層網絡，監控系統PLC負責控制生產監控系統及其底層設備，車間的總裝生產線包括內飾線、底盤線和外裝線，其電控系統控制生產線體運行；

所述的監控層與控制層之間通過以太網進行通訊，數據庫服務器、AVI服務器、ANDON服務器、監控客戶端、監控系統PLC和輸送線PLC接入監控層網絡；監控系統PLC、輸送線PLC與設備層通過控制層網絡進行通訊。

生產監控系統的底層設備包含掃描槍、RFID、遠程模塊I/O、單機設備工位程序選擇OP盒等系統設備以及其控制的機器人、加注機、電動擰緊設備等車間單機設備。輸送線系統的現場工位感應開關及遠程模塊I/O接入輸送線控制系統。

在一種優選方案中，所述的監控層網絡為工業以太網，其網絡拓撲形式為光纖環網。

在一種優選方案中，所述的控制層網絡為PROFINET環網，監控系統PLC、輸送線PLC、設備層通過PROFINET現場總線接入PROFINET環網中。

在一種優選方案中，所述的設備層包括底層設備以及其控制的車間單機設備；

底層設備包括：掃描槍、RFID模塊、遠程I/O模塊和單機設備工位程序選擇OP盒；

車間單機設備包括：機器人、加注機、電動擰緊等設備；

上述的設備通過PROFINET現場總線接入PROFINET環網中。