一種注塑機數據採集平臺的製作方法

2023-04-22 18:18:21

本實用新型涉及數據採集技術領域，具體為一種注塑機數據採集平臺。

背景技術：

對於我國塑料產業中80％的注塑成型企業而言，在經濟「新常態」背景下，注塑成型已經不再局限於傳統的製造工藝，未來十年中不管是模型設計還是控制技術都將得到顛覆式的升級。全方位、全自動化、全信息聯網的注塑機械將主導市場，遠程控制和信息讀取又將注塑產業向智慧型生產推進。無論塑機製造企業還是注塑生產企業，未來產業結構、能源結構調整將逐漸演變和深化，以下趨勢值得關注：A、成套注塑模設計和製造技術：模具設計和製造技術水平更高、生產周期短、使用壽命長；B、全電動式注塑機：中小型設備將逐步被全電動式注塑機代替；C、超大型高檔注塑機：大型、超大型、甚至超過120MN的巨型注塑機將彌補我國超大型注塑機空白；D、微型精密、超精密注塑機：精度達到0.02-0.05mm，甚小於0.001mm的超精密注塑機將提升注塑件；E、整機自動化控制：利用傳感器測量技術，精密傳動組件等多種新型控制裝置，尤其是微型計算機的應用，可實現集中管理和無人化操作；F、整機節能、降噪技術：低能耗高響應的裝置如液壓伺服節能系統將被更多應用到注塑機中，同時兼顧系統降噪技術，提升整體性能。

作為一種重要的塑料加工成型機械，注塑機在輕工業行業中佔據著重要的地位，其產品在各個領域有著廣泛的應用。塑料製品的質量與機器的各項性能 參數緊密相關。為提高產品質量，改進機器結構，必須準確獲取機器的各項性能參數。目前主要通過人工方式對其性能參數進行採集，數據精度不高，操作方式複雜。採用計算機對性能參數進行實時採集既能提高採集的數據精度，又能簡化操作方式，並能將採集數據結果及時完整地反饋給設計者做分析，極大地提高了設計者的工作效率。

目前注塑機工厂部分設備還都是信息的孤島，尚未實現全廠設備的全面數據採集，無法及時發現生產管理中的瓶頸問題、優化生產流程。由於工廠中存在著不同廠家、不同時期採購的設備，不僅不同設備直接存在能耗差異，即使是同樣的設備，由於不同的班組操作人員，或者是不同的參數設定，也會有能耗的較大差異，所以在整廠設備的互聯與能耗管理方面還存在很大的提升空間。注塑機數據採集平臺為工廠建立一個全面的、實時的、先進的設備數據(PDA)系統，通過應用先進的軟硬體及網絡技術，準確、快速地記錄工廠設備相關實時數據，為企業實現精益生產、提高效率實現新一代的「智慧工廠」建立起紮實的數據基礎。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種注塑機數據採集平臺，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種注塑機數據採集平臺,包括上位機、工業PC以及注塑機控制器，所述工業PC通過乙太網與注塑機控制器相連，所述注塑機控制器連接生產現場注塑機，所述工業PC通過以太 網通訊協議模塊連接上位機，所述上位機上設有HMI互動界面；所述乙太網通訊協議模塊包括交換單元、微處理器、存儲單元、信號接收單元、無線傳輸單元、接口單元以及無線數據收發單元，所述微處理器分別與信號接收單元、存儲單元雙向通信連接，所述信號接收單元連接無線傳輸單元，所述交換單元內設有交換晶片和管理埠，所述交換單元分別連接微處理器和無線傳輸單元，所述無線傳輸單元連接接口單元，所述接口單元包括RJ45接口，且與交換單元內管理埠相連，所述接口單元連接無線數據收發單元，所述信號接收單元與接口單元雙向通信連接；所述無線傳輸單元包括4G單元和無線WIFI單元；所述工業PC包括設備數據採集模塊、報警模塊、狀態監控模塊、樓宇自動化模塊以及MES系統。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型結構原理簡單、操作方便，能夠實時採集注塑機工作狀態及生產任務信息，可實時獲取注塑機的狀態信息。為及時、準確制定和調整生產任務，合理安排工具機作業提供決策依據，優化處理生產任務，提高數控工具機有效工作時間，進而提高數控工具機的利用率。

(2)本實用新型能夠實現生產設備橫向、縱向的實時數據採集，發現瓶頸問題，優化生產流程。通過注塑機數據採集平臺的實時採集，企業可以高效的發現能耗控制最優的設備以及發現某設備最佳的工藝參數，使原來存在憑藉經驗設定的生產模式，提升了能夠沉澱和存儲最佳工藝參數的學習型系統，提高設備的生產效率；通常我們可以通過橫向即不同廠家間的能耗 數據的對比，來發現最佳的設備廠家；或者還可以通過同樣一臺設備，不同工藝參數下所消耗的能耗的對比，來獲得最佳的設定參數；通過這樣的手段，也能夠及時的發現一些能耗異常設備，並能夠及時對其進行調整和分析，使之達到最佳的使用效率；對於一些出現故障的設備，也可以通過分析系統自動記錄下來的前後一段時間的能源數據和操作來分析故障的原因。

(3)本實用新型採用的乙太網通訊協議模塊，傳輸速率高，能夠在惡劣危險的工業環境中可靠穩定的運行。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的乙太網通訊協議模塊原理框圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1-2，本實用新型提供一種技術方案：一種注塑機數據採集平臺,包括上位機1、工業PC 2以及注塑機控制器3，所述工業PC 2通過乙太網與注塑機控制器3相連，所述注塑機控制器3連接生產現場注塑機4，所述工業PC 2通過乙太網通訊協議模塊5連接上位機1，所述上位機1上設有HMI互動界面，HMI互動畫面結構包括注塑機工廠的主要部分，總共分為三層，包括注塑工廠總貌、注塑車間總貌、注塑機工作畫面，其中注塑工廠總貌顯示了各個車間內主要設備的實時狀態；注塑車間總貌顯示了某個注塑車間裡各臺注塑機實時信息：包括注塑機名稱、產品名稱、當前產量、良品產量、次品產量，以及用電量等；注塑機工作畫面顯示了本臺注塑機當前的工作狀態。包括：開模和合模動畫、頂針移動動畫、射臺移動動畫、射膠動畫、主電機狀態；主要參數趨勢，包括位置、壓力及溫度等；主要參數實時數據顯示，包括開模位置、鎖莫高雅、頂針位置、油溫、射座位置、射膠位置、射膠壓力及熔膠轉速等；注塑機自動控制模式下的順控圖及各步驟的當前周期和上個周期的用時，包括：生產周期、合模、射臺前進、射膠、冷卻、熔膠、射臺後退、開模及頂針。上位機1中的軟體平臺系統採用商業化的Susi Linux，具備高度開放性和高度可靠性，上位機軟體顯示各個車間內主要設備的實時狀態，系統具備VNC查看與操作功能，遠程用戶通過集團內網可以實時查看系統內各數據及生產線狀態，上位機軟體提供圖形化的展示界面及專業使用的報表，並可以定製發到郵箱，上位機軟體具有數據導出和備份功能。系統可以自動生成生產日誌，可根據需要進行報告的定製和發送，可人為定義報告的發送周期，發送人員不受限制，可人為增加和減少報告發送目的郵箱及手機，上位機軟體具備單機和整線的效率分析、趨勢記錄、效率對比。可通過圖表的方式分析單機設備、灌裝線、設備效率、停機事件、停機頻率、浪費、趨勢等。通過報表可對生產、浪費、停 機、匯總報告、事件報告進行分析。可按照班次、天、月、年進行效率查詢和比較。

本實施例中，工業PC 2包括設備數據採集模塊、報警模塊、狀態監控模塊、樓宇自動化模塊以及MES系統；工業PC通過乙太網與控制器建立連接，上位機軟體通過乙太網通訊協議實時採集注塑機的關鍵數據，並在上位機軟體平臺上存儲、分析及展示；另外工控機系統PC機採用採用優化的散熱，低功耗處理器，寬溫工業級組件等措施，採用無風扇設計，並在最嚴苛環境下測試通過。適用於機器與工廠的「拿來即用」定製的PC，具備客戶自定義標籤，自定義軟體外觀，驅動預裝，個性化BIOS設置，第三方卡預裝等特徵。

本實施例中，乙太網通訊協議模塊5包括交換單元6、微處理器7、存儲單元8、信號接收單元9、無線傳輸單元10、接口單元11以及無線數據收發單元12，所述微處理器7分別與信號接收單元9、存儲單元8雙向通信連接，所述信號接收單元9連接無線傳輸單元10，所述交換單元6內設有交換晶片13和管理埠14，所述交換單元6分別連接微處理器7和無線傳輸單元10，所述無線傳輸單元10連接接口單元11，所述接口單元11包括RJ45接口，且與交換單元6內管理埠14相連，所述接口單元11連接無線數據收發單元12，所述信號接收單元9與接口單元11雙向通信連接無線傳輸單元10包括4G單元和無線WIFI單元，本實用新型採用的乙太網通訊協議模塊，傳輸速率高，能夠在惡劣危險的工業環境中可靠穩定的運行。

本實用新型結構原理簡單、操作方便，能夠實時採集注塑機工作狀態及生 產任務信息，可實時獲取注塑機的狀態信息。為及時、準確制定和調整生產任務，合理安排工具機作業提供決策依據，優化處理生產任務，提高數控工具機有效工作時間，進而提高數控工具機的利用率；同時能夠實現生產設備橫向、縱向的實時數據採集，發現瓶頸問題，優化生產流程。通過注塑機數據採集平臺的實時採集，企業可以高效的發現能耗控制最優的設備以及發現某設備最佳的工藝參數，使原來存在憑藉經驗設定的生產模式，提升了能夠沉澱和存儲最佳工藝參數的學習型系統，提高設備的生產效率；通常我們可以通過橫向即不同廠家間的能耗數據的對比，來發現最佳的設備廠家；或者還可以通過同樣一臺設備，不同工藝參數下所消耗的能耗的對比，來獲得最佳的設定參數；通過這樣的手段，也能夠及時的發現一些能耗異常設備，並能夠及時對其進行調整和分析，使之達到最佳的使用效率；對於一些出現故障的設備，也可以通過分析系統自動記錄下來的前後一段時間的能源數據和操作來分析故障的原因。

儘管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的範圍由所附權利要求及其等同物限定。