一種生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，首先跟蹤確定對象的位置，然后通過目標值來定義在跟蹤位置上產(chǎn)線執(zhí)行動作。在同時連續(xù)生產(chǎn)多個產(chǎn)品時，通過一個運行在控制器上的中間層解釋器解釋跟蹤控制程序實現(xiàn)整個邏輯控制，跟蹤模塊通過傳感器的信號跟蹤產(chǎn)品，并且將這個對象在其所在跟蹤模塊需要做的動作和目標值加入到目標值列表，當設定的目標值到達時控制器自動執(zhí)行所定義的動作。本發(fā)明編程過程只需要描述控制邏輯時序，開發(fā)速度快，控制邏輯更加穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)程序漏洞，大大節(jié)省了開發(fā)的時間和成本。除此之外，利用該方法可以在線的改變控制程序和參數(shù)而不需要暫停生產(chǎn)線。
【專利說明】
-種生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及自動化控制，特別設及一種生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方 法。
【背景技術】
[0002] 在自動化生產(chǎn)產(chǎn)線上，被生產(chǎn)產(chǎn)品在生產(chǎn)線上傳送，通過不同的工位和機器完成 不同的工序。大部分的自動化控制過程都是與生產(chǎn)的單個產(chǎn)品相關的，即設備或者機器對 于產(chǎn)線上產(chǎn)品重復的做出同樣的工作。自動化生產(chǎn)線的基本特性就是根據(jù)生產(chǎn)的現(xiàn)狀不斷 的重復進行回應，因為對于每一個單獨的產(chǎn)品而言，生產(chǎn)線對它的執(zhí)行過程是一樣的。
[0003] 控制器被廣泛的應用于自動化生產(chǎn)線上。常用的控制器是指可編程邏輯控制器或 者單片機微處理器。控制器的編程一般是面向過程的，根據(jù)自動化生產(chǎn)線的具體控制邏輯 需求選擇不同品牌和類型的產(chǎn)品并且編寫相應的控制程序。也就是說當某個傳感器的信號 出現(xiàn)一定的狀態(tài)，就會引發(fā)一定的動作或者執(zhí)行邏輯。運種方法最大的缺點就是要考慮到 生產(chǎn)線上不同產(chǎn)品間的干擾和影響。由于自動化生產(chǎn)線的情況都不盡相同，在一個需要的 控制段內(nèi)通常有多個產(chǎn)品，所W控制程序的編寫就需要根據(jù)每條生產(chǎn)線的特點編寫特定的 控制邏輯，W排除生產(chǎn)線上同一環(huán)節(jié)不同產(chǎn)品對控制信號的干擾。傳統(tǒng)自動化開發(fā)方式對 工程師有比較高的要求，控制邏輯在不同的設備間的可重復利用率不高。特別是在非標設 備自動化領域，控制器自動化程序開發(fā)維護的周期和成本很高。而且控制程序特定于具體 的產(chǎn)品品牌和系列，系統(tǒng)平臺的移植比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是:提供一種可W廣泛應用于自動化生產(chǎn)線上的面向對象的邏輯跟蹤 和控制方法。使用該方法可W大大的簡化自動化生產(chǎn)線上的控制器控制邏輯的實現(xiàn)，加快 設備研發(fā)的過程。特別是在非標自動化設備上，該方法能夠節(jié)約研發(fā)成本和縮短研發(fā)周期。 通過加入邏輯中間層解釋器能夠方便的將控制邏輯在不同的硬件系統(tǒng)之間移植。
[0005] 本發(fā)明的技術方案是： 一種生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，通過生產(chǎn)線上不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)安裝的傳 感器實現(xiàn)對生產(chǎn)線上各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品進行位置跟蹤，被追蹤的產(chǎn)品稱為對象，產(chǎn)品在 被跟蹤的整個過程中每個需要執(zhí)行動作的位置點，稱為目標值，然后通過目標值定義在跟 蹤位置上生產(chǎn)線的具體執(zhí)行動作。
[0006] 整個生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的位置跟蹤分為若干段，每一個跟蹤段稱為一個跟蹤模塊。
[0007] 優(yōu)選的，在生產(chǎn)線上同時連續(xù)生產(chǎn)多個產(chǎn)品時，通過一個運行在控制器上的中間 層解釋器解釋跟蹤控制程序實現(xiàn)整個邏輯控制:每當一個產(chǎn)品進入生產(chǎn)線時，解釋器會生 成一個內(nèi)部的對象，每個對象有一個標識號。然后跟蹤模塊通過傳感器的信號跟蹤產(chǎn)品，并 且將運個對象在其所在跟蹤模塊需要做的動作和目標值加入到目標值列表。
[000引優(yōu)選的，中間層解釋器循環(huán)的掃描各自的目標值列表，對象位置達到目標值，立即 執(zhí)行動作并將執(zhí)行過的動作從目標值列表中刪除；同時掃描建立新的對象，將對象中的動 作加入到目標值列表，建立對象和掃描列表兩個過程不斷的往復循環(huán)。
[0009] 優(yōu)選的，所述傳感器采用光電傳感器，各光電傳感器連接到一脈沖計數(shù)器，根據(jù)脈 沖計數(shù)器的累積脈沖數(shù)量跟蹤對象的位置。
[0010] 優(yōu)選的，所述控制器上運行的通用的中間層解釋器，通過檢測平臺的上位機軟件 系統(tǒng)配置具體的跟蹤和控制邏輯，更改跟蹤的程序和參數(shù)，控制器能夠在不停機的情況下 重新去執(zhí)行新的程序和參數(shù)。
[0011] 優(yōu)選的，所述控制器描述的過程只需要描述一個對象，中間層解釋器自動的將它 應用到生產(chǎn)過程中所有的對象上。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是： 1.與現(xiàn)有的傳統(tǒng)的面向過程的控制技術相比，本發(fā)明提供的面向對象的控制器跟蹤控 制方法，編程過程只需要描述控制邏輯時序，不需要考慮具體的實現(xiàn)，開發(fā)速度快，不需要 專業(yè)的控制器編程技能，控制邏輯更加穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)程序漏桐，大大節(jié)省了開發(fā)的時間 和成本。
[0013] 2.本發(fā)明只需要對生產(chǎn)線上單個產(chǎn)品的邏輯定義清楚，整個生產(chǎn)線的控制邏輯就 描述完全，該方法能夠自動的排除其它產(chǎn)品對控制信號的干擾，因為控制器執(zhí)行的所有動 作都是基于一個特定的對象，也就是產(chǎn)品。
[0014] 3.本發(fā)明沒有在控制器上直接實現(xiàn)一個具體的控制或者跟蹤邏輯，而是一個能夠 理解跟蹤和控制描述的通用的實現(xiàn)。本發(fā)明解釋器中間層，控制邏輯可W方便的在不同的 控制器之間移植，可W實現(xiàn)同一個編程邏輯同時運行在完全不同的硬件平臺和軟件環(huán)境當 中。
[0015] 4.本發(fā)明解釋器中間層，控制器的控制程序和參數(shù)可W在線修改，而不需要暫停 生產(chǎn)線。
[0016]
【附圖說明】
[0017] 下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述： 圖1為本發(fā)明實施例中生產(chǎn)線上對一個瓶子的追蹤示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例中用XML描述的圖1的跟蹤模塊的可視化顯示。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明所掲示的生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，為了實現(xiàn)面向對象的 控制方式，首先需要在生產(chǎn)產(chǎn)線上各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)對產(chǎn)品進行跟蹤。跟蹤是通過產(chǎn)線上不同 生產(chǎn)環(huán)節(jié)安裝的傳感器實現(xiàn)。產(chǎn)品在被跟蹤的整個過程中不同的時間點，生產(chǎn)產(chǎn)線做出相 應的動作。每一個動作都是針對具體的某一個產(chǎn)品也就是對象。也就是說在產(chǎn)品在產(chǎn)線上 整個生產(chǎn)周期中通過各種傳感器能夠被跟蹤，而且在跟蹤的環(huán)節(jié)中不同的目標值被執(zhí)行具 體的動作。
[0019] 整個生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的位置跟蹤分為若干段，每一個跟蹤段稱為一個跟蹤模塊， 生產(chǎn)線上同時連續(xù)生產(chǎn)多個產(chǎn)品時，通過一個中間層解釋器在控制器上實現(xiàn)整個邏輯控 審IJ:每當一個產(chǎn)品進入生產(chǎn)線時，解釋器會生成一個內(nèi)部的對象，每個對象有一個標識號。 然后跟蹤模塊通過傳感器的信號跟蹤產(chǎn)品，并且將運個對象在其所在跟蹤模塊需要做的動 作和目標值加入到目標值列表。中間層解釋器循環(huán)的掃描各自的目標值列表，對象位置達 到目標值，立即執(zhí)行動作并將執(zhí)行過的動作從目標值列表中刪除；同時掃描建立新的對象， 將對象中的動作加入到目標值列表，建立對象和掃描列表兩個過程不斷的往復循環(huán)。
[0020] 下面通過一個具體的例子來說明該跟蹤和控制方法和其具體的實現(xiàn)。如圖1所示， 1個瓶子在生產(chǎn)線上傳送，經(jīng)過=個工作位置，在不同的位置上完成不同的動作工序。所述 傳感器采用光電傳感器，各光電傳感器連接到一脈沖計數(shù)器，根據(jù)脈沖計數(shù)器的累積脈沖 數(shù)量跟蹤對象的位置。
[0021] 瓶子通過最左端的光電傳感器感應進入工作區(qū)，之后通過傳送帶的脈沖計數(shù)器來 定位瓶子在生產(chǎn)線上的位置。首先我們對生產(chǎn)的自動化過程對于單個生產(chǎn)對象進行描述。 在運個實例中，當瓶子進入工作區(qū)之后100個傳送帶脈沖時候對瓶子執(zhí)行吹干，然后200個 脈沖之后對對象拍照檢測對象是否合格，最后再經(jīng)過200個脈沖處將不合格產(chǎn)品剔除出傳 送帶。運當中動作執(zhí)行相對于對象進入工作區(qū)起始位置的傳送帶脈沖延遲就是目標值。整 個生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的位置跟蹤分為若干段，每一個跟蹤段稱為一個跟蹤模塊。跟蹤模塊整 個動作可W通過XML語言的方式來定義，圖2是XML描述跟蹤模塊的可視化顯示。
[0022] 對單個對象的跟蹤控制邏輯描述清楚之后，然后通過一個中間層控制解釋器在控 制上具體實現(xiàn)整個邏輯。在生產(chǎn)線上同時連續(xù)生產(chǎn)多個產(chǎn)品的時候，解釋器通過單個對象 的跟蹤和管理自動完成控制邏輯。還是W上面的實例來做說明，每次運行在控制器上的解 釋器通過光電傳感器感應到一個瓶子進入生產(chǎn)線，解釋器會生成一個內(nèi)部的對象。每個對 象有一個唯一的標識號，然后將運個對象在所在跟蹤模塊需要做的動作和目標值加入到目 標值列表。每個跟蹤的模塊維護一個統(tǒng)一的列表，表1是一個生產(chǎn)過程的瞬間鏡像。
[0023] 表1 一個牛產(chǎn)巧巧的瞬間鏡像
中間層解釋器循環(huán)的掃描各自的目標值列表。如果列表中目標值大于傳送帶脈沖計數(shù) 器，立即執(zhí)行并將執(zhí)行過的動作從目標值列表中刪除。同時掃描光電傳感器建立新的對象， 將對象中的動作加入到目標值列表。建立對象和掃描列表兩個過程不斷的往復循環(huán)，中間 層解釋器實際上將單個對象的跟蹤控制邏輯自動的復制到所有的產(chǎn)線上的對象。
[0024] 實際生產(chǎn)過程中生產(chǎn)產(chǎn)線中有多個跟蹤和控制段，可W通過多個跟蹤模塊用同樣 的邏輯并行執(zhí)行。產(chǎn)品在產(chǎn)線上還可W在模塊之間通過跟蹤定位傳遞，通過運種方法可W 實現(xiàn)大型的跟蹤和控制系統(tǒng)。由于解釋器是一個中間層，可W在不同的控制器上實現(xiàn)，比如 市面上的可編程控制器，單片機，或者其它實時控制系統(tǒng)。
[0025] 本發(fā)明面向對象的跟蹤和控制方法，實踐中在控制器上開發(fā)了一套通用的中間層 解釋器，通過檢測平臺的上位機軟件系統(tǒng)可W配置具體的跟蹤和控制邏輯。通過運個方法 運套跟蹤和控制系統(tǒng)可W應用于所有公司的檢測設備和模塊中。設備的操作人員不需要任 何控制器的編程知識，只需要短時間簡單的培訓就能夠配置出希望的控制邏輯。大大的減 少了工程成本和軟件的許可證的費用。
[0026] 上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)W實施，并不能W此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主 要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，其特征在于:通過生產(chǎn)線上不同生 產(chǎn)環(huán)節(jié)安裝的傳感器實現(xiàn)對生產(chǎn)線上各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品進行位置跟蹤，被追蹤的產(chǎn)品稱 為對象，產(chǎn)品在被跟蹤的整個過程中每個需要執(zhí)行動作的位置點，稱為目標值，然后通過目 標值定義在跟蹤位置上生產(chǎn)線的具體執(zhí)行動作。2. 根據(jù)權利要求1所述的生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，其特征在于:整個 生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的位置跟蹤分為若干段，每一個跟蹤段稱為一個跟蹤模塊。3. 根據(jù)權利要求2所述的生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，其特征在于:在生 產(chǎn)線上同時連續(xù)生產(chǎn)多個產(chǎn)品時，通過一個運行在控制器上的中間層解釋器解釋跟蹤控制 程序實現(xiàn)整個邏輯控制:每當一個產(chǎn)品進入生產(chǎn)線時，解釋器會生成一個內(nèi)部的對象，每個 對象有一個標識號，然后將這個對象在其所在跟蹤模塊需要做的動作和目標值加入到目標 值列表。4. 根據(jù)權利要求3所述的生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，其特征在于：中間 層解釋器循環(huán)的掃描各自的目標值列表，對象位置達到目標值，立即執(zhí)行動作并將執(zhí)行過 的動作從目標值列表中刪除；同時掃描建立新的對象，將對象中的動作加入到目標值列表， 建立對象和掃描列表兩個過程不斷的往復循環(huán)。5. 根據(jù)權利要求4所述的生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，其特征在于：所 述控制器上運行的通用的中間層解釋器，通過檢測平臺的上位機軟件系統(tǒng)配置具體的跟蹤 和控制邏輯，更改跟蹤的程序和參數(shù)，控制器能夠在不停機的情況下重新去執(zhí)行新的程序 和參數(shù)。6. 根據(jù)權利要求5所述的生產(chǎn)線上面向對象的控制器跟蹤控制方法，其特征在于:所述 控制器描述的過程只需要描述一個對象，中間層解釋器自動的將它應用到生產(chǎn)過程中所有 的對象上。
【文檔編號】B07C5/342GK105955227SQ201610555680
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】張翔
【申請人】蘇州西斯派克檢測科技有限公司