一種基于無線通訊技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)，包括有中央處理系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)和無線收發(fā)器、讀卡器、信息顯示機(jī)、RFID等，無線收發(fā)器和無線讀卡器之間，通過實(shí)時(shí)的無線通訊方式進(jìn)行連接。本發(fā)明專利技術(shù)還提供一種工業(yè)控制和管理方法。本發(fā)明專利技術(shù)解決了需要在工業(yè)現(xiàn)場鋪設(shè)通訊線路或網(wǎng)絡(luò)，部署困難、運(yùn)行成本高等問題；可以實(shí)時(shí)地記錄和反映生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，無線方式不受場地的限制，可以快速部署，運(yùn)行成本低而可靠。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工業(yè)控制系統(tǒng)和相關(guān)的管理方法，主要應(yīng)用于對非連續(xù)生產(chǎn)過程中離 散型對象的數(shù)據(jù)收集、加工和處理。
技術(shù)介紹
在工業(yè)控制領(lǐng)域，目前普遍使用條形碼技術(shù)，跟蹤和反映生產(chǎn)的進(jìn)度。為了收集和 傳輸數(shù)據(jù)，需要在工業(yè)現(xiàn)場鋪設(shè)通訊線路或網(wǎng)絡(luò)，存在部署困難、運(yùn)行成本高、誤碼率高等 問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有系統(tǒng)的部署困難、運(yùn)行成本高、誤碼率高等問題，采用無線通訊技術(shù)和 RFID技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案在于，基于無線通訊技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)，包括有中央處 理系統(tǒng)、部署在工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)和無線收發(fā)器、部署在工業(yè)現(xiàn)場的無線讀卡器、 部署在工業(yè)現(xiàn)場的信息顯示機(jī)、附著在被管理和追蹤的對象上的RFID等。無線收發(fā)器和無 線讀卡器之間，通過實(shí)時(shí)的無線通訊方式進(jìn)行連接；無線收發(fā)器和無線讀卡器之間是多對 多的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即一個(gè)無線讀卡器以無線方式發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被多個(gè)無線收發(fā)器接收，一 個(gè)無線讀卡器可以接收多個(gè)無線收發(fā)器以無線方式發(fā)送的數(shù)據(jù)。中央處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集機(jī)、信息顯示機(jī)之間，通過有線或無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí) 時(shí)的連接，該連接是采用TCP/IP協(xié)議。中央處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集機(jī)、信息顯示機(jī)之間，采用wifi進(jìn)行連接。所述的RFID附著在被管理和追蹤的對象，如原料、半成品和成品上；所述的RFID 是只讀的RFID。所述無線讀卡器由RFID讀卡模塊、聲音或燈光輸出模塊、一個(gè)或一個(gè)以上的無線 通訊模塊組成。所述無線收發(fā)器由二個(gè)無線通訊模塊組成，以全雙工方式工作；并通過USB或 RS232/485接口與數(shù)據(jù)采集機(jī)連接。本專利技術(shù)還提供一種工業(yè)控制和管理方法，在包括有中央處理系統(tǒng)，部署在工業(yè)現(xiàn) 場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)、信息顯示機(jī)、讀卡器和RFID的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟，這些步驟 以并發(fā)而不是串行的方式執(zhí)行(a)加掛RFID標(biāo)簽的步驟，為被管理的對象，如原料和中間制成品等物件加掛 RFID標(biāo)簽，并記錄到管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，建立RFID標(biāo)簽和物件的對應(yīng)關(guān)系；(b)登記步驟1，在開始執(zhí)行一個(gè)工序時(shí)，在讀卡器上刷掛在原料和中間制成品等 物件上的RFID標(biāo)簽；讀卡器收到刷卡信號(hào)后，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)，傳輸給中央處理系統(tǒng)； 中央處理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中記錄有關(guān)的刷卡信息；由中央處理系統(tǒng)檢查刷卡信號(hào)的相關(guān)性是 否合理，并將處理結(jié)果通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)反饋給讀卡器；讀卡器通過讀卡器中的聲音或燈光模塊輸出信號(hào)，確認(rèn)刷卡，以及提示操作正確與否；必要時(shí)，中央處理系統(tǒng)將處理結(jié)果， 通過信息顯示機(jī)向操作者提示詳細(xì)的信息；(c)回收RFID的步驟，如果工序是將二件或二件以上的物件，物理上加工成為一 件制成品，指定其中一件原材料的RFID標(biāo)簽隨制成品進(jìn)入下一工序或成品倉庫，并回收其 他RFID標(biāo)簽；或者，為制成品加掛另一張RFID標(biāo)簽，并回收其他RFID標(biāo)簽；(d)登記步驟2，在完成一個(gè)工序時(shí)，在讀卡器上刷掛在被加工物件上的RFID標(biāo) 簽；如果工序涉及二件或二件以上的物件，刷以上回收步驟(c)中指定的制成品的RFID標(biāo) 簽；讀卡器收到刷卡信號(hào)后，通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)傳輸給中央處理系統(tǒng)；中央處理系統(tǒng)在 數(shù)據(jù)庫中記錄該次刷卡消息，以及之前與此有關(guān)的刷卡信息；中央處理系統(tǒng)檢查刷卡信號(hào) 是否合理，并將處理結(jié)果反饋給讀卡器；讀卡器通過讀卡器中的聲音或燈光模塊輸出信號(hào)， 確認(rèn)刷卡，以及提示操作正確與否；必要時(shí)，中央處理系統(tǒng)將處理結(jié)果，通過信息顯示機(jī)向 操作者提示詳細(xì)的信息。其中，進(jìn)一步包括以下初始化步驟的一個(gè)或多個(gè)(il)在工業(yè)現(xiàn)場部署讀卡器時(shí)，指定和記錄每一個(gè)讀卡器的位置，指定其可能涉 及的工序；( 2)建立RFID標(biāo)簽和物件的對應(yīng)關(guān)系；特別是建立RFID標(biāo)簽所掛物件，和生產(chǎn) 定單的對應(yīng)關(guān)系；( 3)建立一張生產(chǎn)定單，記錄該定單所涉及的每一個(gè)生產(chǎn)工序；指定執(zhí)行每一個(gè) 工序可能涉及的人員；對每一個(gè)工序指定是否需要執(zhí)行(b)登記步驟1 ；指定和記錄執(zhí)行每 一個(gè)工序所涉及的物件，所述物件可以是原料或中間制成品；( 4)在中央處理系統(tǒng)指定執(zhí)行一張生產(chǎn)定單的某一個(gè)工序的操作人員信息；或 者，為每一位操作人員分配一張RFID標(biāo)簽，操作人員分別在上崗和下崗時(shí)刷RFID標(biāo)簽，向 中央處理系統(tǒng)申報(bào)上崗和下崗。其中，進(jìn)一步包括以下質(zhì)量控制的方法，在以上(b)登記步驟1中所述的中央處理 系統(tǒng)檢查刷卡信號(hào)的相關(guān)性是否合理，包括以下步驟的一個(gè)或多個(gè)(ml)檢查操作人員和 被加工物件的相關(guān)性，即操作人員是否被指定執(zhí)行該物件所對應(yīng)的生產(chǎn)定單，并提取操作 人員被指定執(zhí)行的工序；(π )如果工序涉及二件或二件以上的物件，檢查這些物件的相關(guān) 性，如是否屬于同一張定單，規(guī)格、型號(hào)等參數(shù)是否匹配等。其中，進(jìn)一步包括以下生產(chǎn)控制的方法，在以上(d)登記步驟2中所述的中央處理 系統(tǒng)檢查刷卡信號(hào)是否合理，包括以下步驟的一個(gè)或多個(gè)(m;3)時(shí)間合理性檢查，檢查登 記步驟2是否在登記步驟1之后的合理時(shí)間窗口內(nèi)發(fā)生；(m4)完備性檢查；如果工序涉及 二件或二件以上的物件，是否所有物件都執(zhí)行了(b)登記步驟1。其中，進(jìn)一步，包括生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量分析的方法，包括(rl)統(tǒng)計(jì)操作人員工作量 的步驟，讀取中央處理系統(tǒng)在(d)登記步驟2中所記錄的刷卡信息，匯總和統(tǒng)計(jì)操作人員的 工作量；(rf)質(zhì)量分析，當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，用制成品上的RFID標(biāo)簽特征值，檢索中央處理 系統(tǒng)在(d)登記步驟2中所記錄的刷卡信息，以及與該刷卡信息關(guān)聯(lián)的、在(b)登記步驟1 中所記錄的刷卡信息，獲得制成品在出現(xiàn)質(zhì)量問題的有關(guān)工序的生產(chǎn)情況，包括執(zhí)行的操 作人員、涉及該問題的原料和中間制成品等。本專利技術(shù)的有益效果在于系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地記錄和反映生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量追蹤等；無線讀卡器不受場地的限制，不受強(qiáng)電、電磁噪音的干擾，可以快速 部署，運(yùn)行成本低而可靠，性能價(jià)格比高；無線收發(fā)器和無線讀卡器之間是多對多的網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，保證了通訊的可靠性。本專利技術(shù)可以廣泛應(yīng)用在諸如家電、制衣、制鞋等制造行業(yè)，以及倉庫等物流行業(yè)。 附圖說明圖1是本專利技術(shù)中工業(yè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，無線讀卡器的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本專利技術(shù)所描述的工業(yè)控制系統(tǒng)包括有中央處理系統(tǒng)、部署在工業(yè)現(xiàn) 場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)和無線收發(fā)器、部署在工業(yè)現(xiàn)場的無線讀卡器、部署在工業(yè)現(xiàn)場的信 息顯示機(jī)、附著在被管理和追蹤對象上的RFID等；無線收發(fā)器和無線讀卡器之間，通過實(shí) 時(shí)的無線通訊方式進(jìn)行連接；無線收發(fā)器和無線讀卡器之間是多對多的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即一個(gè) 無線讀卡器以無線方式發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被多個(gè)無線收發(fā)器接收，一個(gè)無線讀卡器可以接收 多個(gè)無線收發(fā)器以無線方式發(fā)送的數(shù)據(jù)。中央處理系統(tǒng)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)之間，通過有線 或無線數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行實(shí)時(shí)的連接，一般采用TCP/IP協(xié)議。如圖2所示的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)無線讀卡器配置有一個(gè)MCU (控制單元)、一 個(gè)通訊模塊、一個(gè)RFID讀卡模塊、一個(gè)聲音輸出模塊、一個(gè)燈光輸出模塊。中央處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集機(jī)、信息顯示機(jī)之間，采用Wifi進(jìn)行連接。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)配置有顯示屏。中央處理系統(tǒng)可以將信息通過數(shù)據(jù)采集機(jī)的顯示 屏、信息顯示機(jī)提示給操作員(工人)。數(shù)據(jù)采集機(jī)和信息顯示機(jī)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于無線通訊技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)，主要包括有中央處理系統(tǒng)、部署在工業(yè)現(xiàn)場的一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集機(jī)和無線收發(fā)器、部署在工業(yè)現(xiàn)場的一個(gè)或多個(gè)無線讀卡器、部署在工業(yè)現(xiàn)場的信息顯示機(jī)、ＲＦＩＤ等，其特征在于：無線收發(fā)器和無線讀卡器之間，通過實(shí)時(shí)的無線通訊方式進(jìn)行連接；無線收發(fā)器和無線讀卡器之間是多對多的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即一個(gè)無線讀卡器以無線方式發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被多個(gè)無線收發(fā)器接收，一個(gè)無線讀卡器可以接收多個(gè)無線收發(fā)器以無線方式發(fā)送的數(shù)據(jù)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧斌濤，
申請(專利權(quán))人：鄧斌濤，
類型：發(fā)明
國別省市：81
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