基于plc的自動計時系統及其計時方法
【專利說明】基于PLC的自動計時系統及其計時方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種基于PLC的自動計時系統及其計時方法，具體地說是一種用于金屬制品廠拉絲機和制釘機工人的每班工作量結算的自動計時系統，屬于智能控制技術領域。
【背景技術】
[0003]在金屬制品廠，尤其是在制釘車間，工人的工資結算是根據產量來定的，因此工人每日工作結束下一班工人開始工作之間需對當班產量進行統計。傳統的統計辦法是對生產成品進行稱重，這樣不但需要增加稱重設備及設備的維護成本，因為需對每臺設備的產量分別秤量，數量較多，也造成工時的浪費。
【發明內容】
[0004]本發明正是為了克服現有計量方式的缺點，提供一種既不影響生產節奏，同時也能夠迅速準確進行計量的基于PLC的自動計時系統及其計時方法，該系統整體結構設計巧妙，操作方便，有效提高了計量的效率及準確度，降低了工人的勞動強度。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為，一種基于PLC的自動計時系統，包括設置在成品線一端的電機和交流接觸器，所述電機與交流接觸器的主觸頭通過導線相連接，所述電機通過交流接觸器控制啟停，以實現對拉絲機和制釘機的運行控制，所述交流接觸器的輔助觸頭與PLC控制器中的PLC從站通過控制電纜相連接，PLC從站通過Profibus-DP網絡與PLC主站進行通訊，所述PLC主站通過工業以太網絡與上位機進行通訊。
[0006]上述系統通過PLC控制器中的PLC從站采集成品線上與拉絲機和制釘機電機相連接的交流接觸器的開關信號，并通過Profibus-DP網絡傳送至PLC主站CPU計算電機運行時間，PLC主站通過工業以太網絡將數據傳送給上位機，上位機根據每位工人操作機器的具體情況，將拉絲機和制釘機分組，上位機根據不同的組別計算出每組拉絲機和制釘機的工時總量，并直接生成報表，用于工人的工作量結算，同時上位機向PLC主站發送清零命令，PLC主站清除當班所有數據后，系統便開始新一輪的計時。本系統能夠準確的記錄每臺設備的運行時間，并在每班生產結束后自動生成每位工人的工時報表，避免了傳統計量方式造成的工時浪費，既節約了成本，也提高了生產的連續性。
[0007]由于不同材質的成品生產速度和設備的運行時間成正比，因此會計每月底將不同成品的生產速度與工時報表中工人所轄設備的運轉工時相乘即可得出工人的最終產量，然后結算工人工資。
[0008]作為對本發明的一種改進，所述PLC控制器讀取所述上位機中設定的生產累積時間(打印間隔)，如果所述PLC控制器從上一次清零時間開始到達上位機設定的打印間隔時間后未接收到上位機的清零信號，則PLC控制器向上位機發出報警信號，上位機產生清零報警；此外，上位機與PLC控制器之間設有通訊檢測信號，如果上位機超過5秒未接受到PLC控制器中的數據檢測信號，則上位機產生通訊報警；當上位機產生報警時，系統提示人工干預。
[0009]具體的人工干預方式是:當上位機產生清零報警時，上位機畫面上設有手動按鈕，人工點擊生成報表或清零按鈕即可進行生成報表或清零操作；當上位機產生通訊報警時，需專業技術人員進行系統維護，由于數據保存在DB塊中，因此維護對系統中存儲的數據沒有影響。
[0010]相對于現有技術，本發明所提出的自動計時系統通過PLC控制器采集成品線上的所有拉絲機和制釘機的接觸器開關信號，計算電機運行時間，并通過工業以太網傳送至上位機，上位機根據每位工人操作機器的具體情況，將拉絲機和制釘機分組，上位機根據不同的組別計算出每組拉絲機和制釘機的工時總量，并直接生成報表，用于工人的工作量結算，從而避免了工人每天下班前稱重成品計算工作量所帶來的工時浪費，不僅節省了稱重設備的采購及維護成本，同時也加快了生產節奏，提高了生產效率。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的結構示意圖。
[0012]圖2為本發明的工作流程圖。
[0013]圖3為PLC控制器的程序流程圖。
【具體實施方式】
[0014]為了加深對本發明的理解和認識，下面結合附圖對本發明作進一步描述和介紹。
[0015]如圖1和圖2所示，一種基于PLC的工時自動計時系統，包括設置在拉絲機和制釘機上的電機，所述電機的驅動控制線直接連接在交流接觸器的主觸頭上，所述交流接觸器通過控制電機的啟停，實現對拉絲機和制釘機的運行控制；所述交流接觸器的輔助觸頭與西門子S7-400PLC中的PLC從站通過控制電纜相連接，PLC從站通過Profibus-DP網絡與PLC主站進行通訊，所述PLC主站通過工業以太網絡與上位機進行通訊。
[0016]所述PLC從站接收每個交流接觸器的運行信號，并通過Profibus-DP網絡將數據傳送給PLC主站CPU。
[0017]由于在生產過程中，設備(即拉絲機和制釘機)并不是一直運轉不停的，因此所述PLC主站內在循環中斷組織功能塊0B35中添加有累加程序，即在0B35功能塊設置每I秒鐘掃描一次，當掃描上升沿來臨時累加程序進行累加計算每臺設備的運轉時間，在PLC程序中采用DB數據塊對數據進行存儲，系統掉電后仍然可以保持數據。
[0018]根據生產任務和設備檢修要求，每班生產的實際開班時間不是固定的，有時候的每班開班時間是8小時，有時候每班開班時間為12小時。在本系統的上位機上能夠根據實際情況人工設置每班的生產累積時間(具體是指每班8小時或每班12小時的生產時間，即上位機軟件的打印間隔)和清零時間(具體是指上位機軟件的起始時間)。PLC主站在每班的8或12小時內對每臺設備的運轉時間進行累加，上位機軟件讀取本身的系統時間，從設定時間(起始時間，如O點或8點)開始通過工業以太網接收來自PLC主站的累積時間(即每臺設備的運轉時間)，達到設定的每班生產累積時間(打印間隔)后，上位機軟件自動生成報表，并向PLC發出清零信號。當PLC上的數據被清零以后，系統開始新一輪的計時。整個技術方案設計巧妙實用，該計時系統既不影響生產節奏，同時也能夠迅速準確地記錄每臺設備的運行時間，并在每班生產結束后自動生產報表，在上位機中可設置報表的打印格式，使用方便，不僅避免了傳統計量方式造成的浪費，節約了成本，而且也提高了生產的連續性。
[0019]PLC主站可讀取上位機軟件中設定的生產累積時間(打印間隔)，上位機生成工時報表后，向PLC發出清零信號，PLC主站CPU接收到清零信號后開始計時，如果PLC主站從上一次清零時間開始到達上位機設定的打印間隔時間后未接收到上位機的清零信號，則西門子S7-400PLC向上位機發出報警信號，上位機產生清零報警(上位機是到達時間后自動生產報表，然后發出清零信號)，系統提示人工干預進行生成報表或清零。此時操作人員點擊上位機觸摸屏上的生成報表或清零按鈕即可進行生成報表或清零操作。此外，上位機與西門子S7-400PLC之間設有通訊檢測信號，如上位機超過5秒未接受到西門子S7-400PLC中的數據檢測信號，則上位機產生通訊報警，此時需專業技術人員進行系統維護，由于數據保存在DB塊中，因此維護對系統中存儲的數據沒有影響。
[0020]另外，本系統中的上位機可實時監測現場設備的運轉情況及產量情況。
[0021]需要說明的是上述實施例，并非用來限定本發明的保護范圍，在上述技術方案的基礎上所作出的等同變換或替代均落入本發明權利要求所保護的范圍。
【主權項】
1.一種基于PLC的自動計時系統及其計時方法，其特征在于:包括設置在成品線一端的電機和交流接觸器，所述電機與交流接觸器的主觸頭通過導線相連接，所述電機通過交流接觸器控制啟停，以實現對成品線上拉絲機和制釘機的運行控制，所述交流接觸器的輔助觸頭與PLC控制器中的PLC從站通過控制電纜相連接，PLC從站通過Profibus-DP網絡與PLC主站進行通訊，所述PLC主站通過工業以太網絡與上位機進行通訊； 上述系統的計時方法為:系統通過PLC控制器中的PLC從站采集成品線上與拉絲機和制釘機電機相連接的交流接觸器的開關信號，并通過Profibus-DP網絡傳送至PLC主站CPU計算電機運行時間，PLC主站通過工業以太網絡將數據傳送給上位機，上位機根據每個工人操作機器的具體情況，將拉絲機和制釘機分組，上位機根據不同的組別計算出每組拉絲機和制釘機的工時總量，并直接生成報表，用于工人的工作量結算，同時上位機向PLC主站發送清零命令，PLC主站清除當班所有數據后，系統便開始新一輪的計時。
2.如權利要求1所述的一種基于PLC的自動計時系統及其計時方法，其特征在于，所述PLC控制器讀取所述上位機中設定的生產累積時間(打印間隔)，如果所述PLC控制器從上一次清零時間開始到達上位機設定的打印間隔時間后未接收到上位機的清零信號，則PLC控制器向上位機發出報警信號，上位機報警；此外，上位機與PLC控制器之間設有通訊檢測信號，如果上位機超過5秒未接受到PLC控制器中的數據檢測信號，則上位機報警；當上位機產生報警時，系統提示人工干預。
【專利摘要】本發明涉及一種基于PLC的自動計時系統及其計時方法，用于金屬制品廠工人每班工作量的自動計算。系統包括成品線一端的電機和交流接觸器、PLC控制器和上位機，通過PLC控制器采集交流接觸器的開關信號，計算電機運行時間，并通過工業以太網絡將數據傳送給上位機，上位機根據電機運行時間計算出每臺拉絲機和制釘機的產量，并直接生成報表，用于工人的工作量結算，同時上位機向PLC主站發送清零命令，PLC主站清除當班所有數據后，系統開始新一輪的計時。本自動計時系統避免了工人每天下班前稱重成品計算工作量所帶來的工時浪費，不僅節省了稱重設備的采購及維護成本，同時也加快了生產節奏，提高了生產效率。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN104635702
【申請號】CN201510045809
【發明人】施洪亮, 姚煥琴
【申請人】江蘇永鋼集團有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月29日