一种变工序控制的上位机程序生成方法

技术领域

本发明属于变工序控制技术领域，具体是涉及一种变工序控制的上位机程序生成方法。

背景技术

为了降低生产成本、提高设备利用率，越来越多的生产设备或产线要求能够生产多种品种的产品。然而，绝大多数情况是不同产品的生产工序是不一样的，这就要求生产设备内的PLC程序能够实现变工序控制。变工序控制通过编写变工序控制的PLC程序来实现，但这种方式存在以下不足：对PLC的性能和功能要求较高，PLC必须具备自定义数据类型功能、结构化编程功能、ST(结构化文本语言）编程，否则程序制作难度高，开发效率低，对设计人员的设计能力要求高，必须熟悉面向对象编程思维、结构化编程、结构化文本编程能力；由于每个工艺都有工艺参数，这些工艺参数都必须占用PLC内部空间，导致生产一个产品需要占用大量的PLC内部存储，数据处理工作量大，易出错；在多工序调用同一工艺时，由于每个工序的工艺参数都可以单独设置，导致程序处理相同工艺参数时，必须额外附加第几次使用的标签，导致工艺参数写入执行参数时，程序判断工作很复杂，工艺状态与工序状态相互关联也存在类似问题；PLC内工艺参数复杂多变的问题导致设备配方很复杂，造成客户使用中不便的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种变工序控制的上位机程序生成方法，按如下步骤进行：

1）设备分析：分析设备的功能、模组结构及其组成、非标配置情况，每部分结构的控制对象与控制时序；

2）工艺拆解：对设备的生产工艺做拆解，必须拆解的足够小，保证变更产品时都有模块化的工艺集可供选择，明确每个模块化后的工艺具体实现；

3）工艺参数：确定每一个工艺需要设置的参数，同时提供一个终点判定方式，用来判断该工艺结束的条件；

4）工序、工艺设置：编写触摸屏或上位机程序，设置每一个工序所需要完成的工艺及其工艺参数；

5）变工序调度指令；编写上位机变工序调度程序，上位机发出变工序调度指令给下位机；

6）工艺功能集：按照步骤2）和步骤3）的分析结果，编写设备的工艺程序，最终完成后形成工艺功能集，工艺功能集除了具体生产的工艺功能外，还应该具备跳转、空工艺、延时功能等常见的用于逻辑控制的功能程序；

7）下位机：下位机响应上位机发出的工序指令；

8）工艺执行程序：下位机工艺执行程序用于启动工艺程序，反馈执行结果；

9）状态机：下位机提供状态机程序并满足故障处理机制。

优选的，所述步骤4）中设置的每一个工序可以选择任一工艺，多个工序可选择相同的工艺。

优选的，所述步骤4）中设置工序时不同的工序可选择相同的工艺，多工序选用同一个工艺时，工艺的参数条目是相同的，设置值可不同，调用同一个工艺时，单独设定这个工艺的参数，反馈工艺执行结果。

优选的，所述步骤6）中变工序调度程序是采用将工艺和工序面向对象编程方式，通过工序、工艺设置将工序的索引号与工艺的索引号建立关联，程序保证这种关联性，进而确保工序执行的是该工序的工艺。

优选的，所述步骤8）中工序执行程序需要预留足够多的工步，以满足复杂的生产工艺，跳转工序时，可选择跳转工艺，实现跳转功能，工序不做任何工作，可选择空工艺，运行到本工序时直接跳转到下一个工序，工序需要延时，可选延时工艺，达到延时后跳转到下一个工序。

优选的，所述步骤9）中下位机提供状态机程序中每个工艺都具备终点判断方式，达到终点后，给出完成信号，中途出现故障时给出故障信号，程序状态机实时反应结果，提示人员处理。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过本发明方法，能够在上位机上设置每个工序的工艺任务，工艺可以重复在多个工序上设置，每个工艺的参数都可以在上位机上独立设置，上位机按照工序/工艺设置的顺序和工艺参数依次发送指令，完成变工序指令下发，下位机每次响应1条上位机指令，执行结果反馈给上位机，变工序控制全部由上位机来执行，下位机只要接收执行参数和指令即可，不需要下位机（PLC）做流程控制程序和工艺参数仅需要占用小部分地址即可，避开了由PLC来实现变工序控制的不足，本发明方法在设备硬件支持的情况下，变工序流程控制可自由灵活的实现任意工艺顺序。

本发明方法解决了设备或产线切换到不同产品时，PLC控制程序不能灵活变更生产工序的问题，同时可以实现产线的小批量定制化生产，提高设备或产线的灵活性，实现柔性制造，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明方法的步骤示意图；

图2为变工序的工艺设置方法示意图；

图3为上位机变工序调度指令的工作原理示意图；

图4为本发明实施例中包衣机变工序设置图。

实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例

一种变工序控制的上位机程序生成方法，按如下步骤进行：

1）设备分析：分析设备的功能、模组结构及其组成、非标配置情况，每部分结构的控制对象与控制时序；

2）工艺拆解：对设备的生产工艺做拆解，必须拆解的足够小，保证变更产品时都有模块化的工艺集可供选择，如图1序号6，明确每个模块化后的工艺具体实现；

3）工艺参数：确定每一个工艺需要设置的参数，同时提供一个终点判定方式，用来判断该工艺结束的条件；

4）工序、工艺设置：编写触摸屏或上位机程序，设置每一个工序所需要完成的工艺及其工艺参数，设置方法与原理如图2；

5）变工序调度指令；编写上位机变工序调度程序，上位机发出变工序调度指令给下位机，工作原理如图3；

6）工艺功能集：按照步骤2）和步骤3）的分析结果，编写设备的工艺程序，最终完成后形成工艺功能集，工艺功能集除了具体生产的工艺功能外，还应该具备跳转、空工艺、延时功能等常见的用于逻辑控制的功能程序；

7）下位机：下位机响应上位机发出的工序指令；

8）工艺执行程序：下位机工艺执行程序用于启动工艺程序，反馈执行结果；

9）状态机：下位机提供状态机程序并满足故障处理机制。

步骤4）中设置的每一个工序可以选择任一工艺，多个工序可选择相同的工艺。

步骤4）中设置工序时不同的工序可选择相同的工艺，多工序选用同一个工艺时，工艺的参数条目是相同的，设置值可不同，调用同一个工艺时，单独设定这个工艺的参数，反馈工艺执行结果。

步骤6）中变工序调度程序是采用将工艺和工序面向对象编程方式，通过工序、工艺设置将工序的索引号与工艺的索引号建立关联，程序保证这种关联性，进而确保工序执行的是该工序的工艺。

步骤8）中工序执行程序需要预留足够多的工步，以满足复杂的生产工艺，跳转工序时，可选择跳转工艺，实现跳转功能，工序不做任何工作，可选择空工艺，运行到本工序时直接跳转到下一个工序，工序需要延时，可选延时工艺，达到延时后跳转到下一个工序。

步骤9）中下位机提供状态机程序中每个工艺都具备终点判断方式，达到终点后，给出完成信号，中途出现故障时给出故障信号，程序状态机实时反应结果，提示人员处理。

本发明的上位机变工序调度指令的实现原理如图3：

调度工艺程序是通过上位机发出驱动指令的；如果下位机由于忙碌故障等因素导致不接收或不响应，将反馈“未执行”状态；上位机接收到未执行状态，将根据下位机状态再次发送相同指令；下位机接收到并执行后，反馈“执行中”状态；下位机如果执行过程中发生故障，反馈“出错/出错代码”；上位机显示故障信息，人工处理故障问题后清除故障，发出启动/继续运行指令；下位机启动后，反馈“执行中”状态；如果仍然出错，再次执行5和6步骤；下位机完成该工作后，反馈“指令完成”状态；上位机发出下一条指令，下位机执行；按照类似流程，上位机与下位机配合完成所有工序后生产结束。

以包衣机为例，按照本发明方法，经过设备分析、工艺分析、确定工艺参数后，在程序中预留16步工序程序，每步工序程序都可以选用“预热、进料、物料预热、包衣、干燥、冷却、出料、无”8种工艺选择；每个工艺可以设置与其对应的工艺参数和终点参数（运行时间、终点温度、终点方式）；此外，终点判断方式可以提供6中选择：“运行时间、进风温度、排风温度、片床温度、喷浆流量（总量）、人工判断”。上位机变工序调度程序将根据“工序/工艺设置”中的工艺顺序、工艺参数、终点判断方式，依次发送16个步序设置的工艺指令；如果某个步序设置为“8.无”，上位机将自动跳转到下一个工序。综上所述，上位机将按照图4设置的内容，执行生产人员配置的工艺，达到变工序生产的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型，也应视为本发明的保护范围。