阅读说明：本技术 一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统及方法 (System and method for acquiring and analyzing production loss time of filling production line equipment ) 是由 董宝力 俞明哲 杨静 于 2020-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统及方法,系统包括灌装生产线、SCADA系统、数据采集模块、数据处理模块和显示器,在灌装生产线上相邻设备之间设有满线信号采集装置和产品滞留检测机构,满线信号采集装置、产品滞留检测机构和SCADA系统均与数据采集模块相连,数据采集模块还与数据处理模块相连,数据处理模块还与显示器相连。方法包括初始化系统；数据采集模块接收信号；进行定位停机设备并绘制产品滞留曲线；确定停机设备停机时间及停机设备后段生产线中设备空转时间。本发明的优点是：能够准确定位停机设备；能够准确的获取各个设备的停机时间、被动停机时间和空转时间；能够直观的获取充填机出现填充残次品的频率。(The invention relates to a system and a method for acquiring and analyzing production loss time of filling production line equipment, wherein the system comprises a filling production line, an SCADA system, a data acquisition module, a data processing module and a display, a full-line signal acquisition device and a product retention detection mechanism are arranged between adjacent equipment on the filling production line, the full-line signal acquisition device, the product retention detection mechanism and the SCADA system are all connected with the data acquisition module, the data acquisition module is also connected with the data processing module, and the data processing module is also connected with the display. The method comprises initializing the system; the data acquisition module receives a signal; positioning shutdown equipment and drawing a product retention curve; and determining the shutdown time of the shutdown equipment and the equipment idling time in the production line at the rear section of the shutdown equipment. The invention has the advantages that: the shutdown equipment can be accurately positioned; the downtime, the passive downtime and the idle time of each device can be accurately obtained; the frequency of filling defective products of the filling machine can be intuitively acquired.)

一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统及方法

技术领域

本发明涉及流水线生产技术领域，尤其涉及一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统及方法。

背景技术

灌装生产线主要包括由输送传输带相连的整列机、充填机、贴标机、包装机和码垛机等主要设备。用于进行饮料、乳品等液体类产品的灌装、包装一系列的自动化生产操作。

灌装生产线的有效运行时间决定着灌装生产线的实际产能，因此确保灌装生产线的有效运行成为了各个厂家所关注的重点。为了更好地确保灌装生产线的有效运行，就需要对灌装生产线设备生产损失时间进行深入分析，发现灌装生产线的异常损失根源，进而对其进行改进。因此，对灌装生产线各设备停机时间和控制时间开展处理与分析显得极为重要。而受灌装生产线设备的既有自动化程度、接口标准、开放程度、生产现场等因素制约，灌装生产线各设备的过程状态数据获取能力普遍有限，可采集的数据种类和准确性低。因此，后续需要设备自动化技术改造来实现。但是，这种自动化改造所涉及的自动数据采集技术与系统组成复杂，实施难度大，投入费用高。

在公开号为CN106469351A，名称为一种灌装包装生产线效率损失分析方法的发明专利公开了一种灌装包装生产线效率损失分析方法，所述方法包括：数据加工；对损失分类；计算各类损失；得出总损失；本发明通过对灌装包装生产线各类损失进行有效评估，以量化方式准确的分析、详细的描述包装生产过程中的各项损失分布情况，和每类损失内部主要影响因素，同时深层次挖掘各项损失，并针对性的解决问题，提高了生产效率。但其并没有公开如何准确的获取各个设备的停机时间。

发明内容

本发明主要针对现有灌装生产线对于设备停机时间采集准确性低，采集功能开发困难的问题，提供一种在灌装生产线增设满线信号采集装置和产品滞留检测机构，自动获取各个设备停机状态和控制情况的灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统，所述灌装生产线依次包括整列机、充填机、贴标机、包装机和码垛机，充填机还与SCADA系统相连，所述灌装生产线上相邻设备之间设有满线信号采集装置和产品滞留检测机构。所述满线信号采集装置、产品滞留检测机构和SCADA系统均与数据采集模块相连，数据采集模块还与数据处理模块相连，数据处理模块还与显示器相连。

通过满线信号采集装置，自动检测各设备间生产线上产品是否满线。满线时记录当前时间为该满线信号采集装置前设备的被动停机时间。通过产品滞留检测机构获取产品滞留曲线，通过产品滞留曲线准确获取设备停机时间及停机设备后设备空转时间，还可以通过充填机后的产品滞留检测机构获取的产品滞留曲线直观的获取充填机出现填充残次品的频率。

作为上述方案的一种优选方案，所述满线信号采集装置设于灌装生产线各个设备自动停机的满线位置。

作为上述方案的一种优选方案，所述产品滞留检测机构包括若干均匀设置在产品传输辊道下方用于检测产品传输辊道上产品重量的压力传感器和计算单元，所述压力传感器均匀计算单元相连。将压力传感器根据位置均分为两组，通过计算两组压力传感器数据总和的差值来绘制产品滞留曲线。

对应的，本发明还提供一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析方法，采用上述灌装生产线设备生产损失时间分析系统，包括以下步骤：

S1:初始化系统；

S2:所述数据采集模块接收满线信号采集装置和产品滞留检测机构发出的信号；

S3:所述数据处理模块根据数据采集模块接收到的信号进行停机设备区间判断，定位停机设备并根据每个产品滞留检测机构发出的信号绘制产品滞留曲线；

S4:所述数据处理模块根据停机设备前后的满线信号采集装置发出的信号及产品滞留曲线，确定停机设备停机时间及停机设备后段生产线中设备空转时间。

在灌装生产线开始生产前对系统进行初始化，满线信号采集装置和产品滞留检测机构开始运行。当灌装生产线开始生产后，各个数据处理模块根据各个产品滞留检测机构生成的产品滞留曲线依据生产线设备布置顺序会先后出现第一个波谷。当第一个波谷结束后，即表明该产品滞留机构前的设备已开始正常运行，该设备开始运行时间为第一个波谷起始时间；当某一设备出现停机时，该设备前的产品滞留机构生成的产品滞留曲线中开始出现波峰，同时该设备后的产品滞留机构生成的产品滞留曲线也开始出现波峰；当设备开始空转时，其前的产品滞留机构生成的产品滞留曲线则刚结束一个波峰，其后的产品滞留机构生成的产品滞留曲线则刚开始一个波峰，满线信号采集装置用于确定各个设备的被动停机时间，还能结合产品滞留曲线确定设备停机时间。满线信号采集装置和产品滞留检测机构相结合能够准确地获取灌装生产线各个设备的主动停机时间、被动停机时间和无效的空转时间。

作为上述方案的一种优选方案，：所述步骤S3中停机设备区间判断包括以下步骤：

S301：判断SCADA系统中是否发出充填机停机信号，若是则进入步骤S302；若否则结束停机设备区间判断；

S302：判断充填机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则进入步骤S303；若否，则判断整列机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则充填机停机，若否则整列机停机；

S303：判断贴标机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则进入步骤S304；若否，则贴标机停机；

S304：判断包装机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则码垛机停机；若否，包装机停机。

确定停机设备源，有助于准确获取停机设备的停机时间，其余上游设备的被动停机时间和下游设备的空转时间。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S3中绘制产品滞留曲线包括以下步骤：

S311：将每个产品滞留检测机构中压力传感器均分为两组，第一组中的压力传感器均位于产品传输辊道前段，第二组中的压力传感器均位于产品传输辊道后段；

S312：计算第二组中压力传感器检测到的数据总和与第一组中压力传感器检测到的数据总和的差值；

S313：以时间为横坐标以两组压力传感器数据总和差值为纵坐标建立二维坐标系并绘制曲线。纵坐标的值为第二组压力传感器数据总和与第一组压力传感器数据总和的差值，将重量差转化为曲线，能够直观地获取各个设备的工作状态。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S4中确定停机设备停机时间时，根据停机设备前的满线信号采集装置发出满线信号的时间为停机设备上一设备被动停机时间，停机设备前的产品滞留检测机构的数据绘制的产品滞留曲线中与停机设备上一设备被动停机时间邻近波峰的起始点即为停机设备的停机起始时间，停机设备上一设备被动停机时间后的第一个波谷的起始点即为停机设备的停机结束时间。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S4中确定停机设备后段生产线中设备空转时间时，在根据对应设备前的产品滞留检测机构的数据绘制的产品滞留曲线中查找停机设备停机起始时间后第一个波峰的终止点，该终止点对应的时间即为空转起始时间，在空转起始时间后的第一波谷的终止点对应的时间即为空转结束时间。

本发明的优点是：设有满线信号采集装置，能够准确定位导致停机的设备源；设有产品滞留检测机构，与满线信号采集装置相结合能够准确的获取各个设备的停机时间、被动停机时间和空转时间；还能够直观的获取充填机出现填充残次品的频率。

附图说明

图1为实施例中灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统的一种结构框图。

图2为实施例中灌装生产线设备生产损失时间获取分析方法的一种流程示意图。

图3为实施例中停机设备区间判断的一种流程示意图。

图4为实施例中绘制产品滞留曲线的一种流程示意图。

1-整列机2-充填机3-贴标机4-包装机5-码垛机6-SCADA系统7-数据采集模块8-数据处理模块9-显示器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步地说明。

实施例：

本实施例一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统，如图1所示，包括灌装生产线、SCADA系统6、数据采集模块7、数据处理模块8和显示器9，灌装生产线依次包括整列机1、充填机2、贴标机3、包装机4和码垛机5，充填机与SCADA系统6相连，在灌装生产线上相邻设备之间设有满线信号采集装置和产品滞留检测机构，满线信号采集装置、产品滞留检测机构和SCADA系统均与数据采集模块相连，数据采集模块还与数据处理模块8相连，数据处理模块还与显示器9相连。其中，满线信号采集装置设于灌装生产线各个设备自动停机的满线位置，产品滞留检测机构包括若干均匀设置在产品传输辊道下方用于检测产品传输辊道上产品重量的压力传感器和计算单元，压力传感器均与计算单元相连，计算单元与数据采集模块相连。本实施例中整列机后的满线信号采集装置为D1，产品滞留检测机构为C1；充填机后的满线信号采集装置为D2，产品滞留检测机构为C2；贴标机后的满线信号采集装置为D3，产品滞留检测机构为C3；包装机后的满线信号采集装置为D4，产品滞留检测机构为C4。

通过满线信号采集装置检测生产线上产品是否满线，满线时记录当前时间为该满线信号采集装置前设备的被动停机时间。

通过产品滞留检测机构获取产品滞留曲线，绘制产品直流曲线时，将产品直流机构中的压力传感器均分为两组。以C2为例，第一组压力传感器均位于靠近充填机处，第二组压力传感器均位于靠近贴标机处，计算两组压力传感器数据总和并求第二组压力传感器数据总和与第一组压力传感器数据总和的差值，以该差值为纵坐标以时间为横坐标建立二维坐标系并绘制产品滞留曲线，通过产品滞留曲线能够获得充填机开始运行时间、稳定运行时间、停机时间、被动停机时间和空转时间等，当充填机开始运行后，C2生成的产品滞留曲线会出现第一个波谷，该波谷的起始时间即为开始运行时间，当第一个波谷结束后，即表明充填机开始稳定运行；当充填机出现停机时，C1生成的产品滞留曲线中开始出现波峰，同时C2生成的产品滞留曲线也开始出现波峰；当充填机开始空转时，C1生成的产品滞留曲线则刚结束一个波峰，C2生成的产品滞留曲线则刚开始一个波峰，满线信号采集装置结合产品滞留曲线能够准确确定设备停机时间。此外对于C2而言其生成的产品滞留曲线还能够直观的表现充填机出现填充残次品的频率，当出现填充残次品时，产品直流曲线会出现小幅波动，如出现填充过少的产品时，会出现一个小波峰，出现填充过多的产品时，会出现一个小波谷，且在此过程中SCADA系统不会出现充填机停机记录，满线信号采集装置也不会上报满线信号。

对应的，本实施例还提出一种灌装生产线设备生产损失时间获取分析方法，采用上述灌装生产线设备生产损失时间获取分析系统，如图2所示，包括以下步骤：

S1:初始化系统；

S2:数据采集模块接收满线信号采集装置和产品滞留检测机构发出的信号；

S3:所述数据处理模块根据数据采集模块接收到的信号进行停机设备区间判断，定位停机设备源，并根据每个产品滞留检测机构发出的信号绘制产品滞留曲线；如图3所示，停机设备区间判断包括以下步骤：

S301：判断SCADA系统中是否发出充填机停机信号，若是则进入步骤S302；若否则结束停机设备区间判断；

S302：判断充填机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则进入步骤S303；若否，则判断整列机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则充填机停机，若否则整列机停机；

S303：判断贴标机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则进入步骤S304；若否，则贴标机停机；

S304：判断包装机后的满线信号采集装置是否发出满线信号，若是，则码垛机停机；若否，包装机停机；

如图4所示，绘制产品滞留曲线包括以下步骤：

S311：将每个产品滞留检测机构中压力传感器均分为两组，第一组中的压力传感器均位于产品传输辊道前段，第二组中的压力传感器均位于产品传输辊道后段；

S312：计算第二组中压力传感器检测到的数据总和与第一组中压力传感器检测到的数据总和的差值；

S313：以时间为横坐标以两组压力传感器数据总和差值为纵坐标建立二维坐标系并绘制曲线。

S4:所述数据处理模块根据停机设备前后的满线信号采集装置发出的信号及产品滞留曲线确定停机设备停机时间及停机设备后段生产线中设备空转时间，确定停机设备停机时间时，根据停机设备前的满线信号采集装置发出满线信号的时间为停机设备上一设备被动停机时间，停机设备前的产品滞留检测机构的数据绘制的产品滞留曲线中与停机设备上一设备被动停机时间邻近波峰的起始点即为停机设备的停机起始时间，停机设备上一设备被动停机时间后的第一个波谷的起始点即为停机设备的停机结束时间；确定停机设备后段生产线中设备空转时间时，在根据对应设备前的产品滞留检测机构的数据绘制的产品滞留曲线中查找停机设备停机起始时间后第一个波峰的终止点，该终止点对应的时间即为空转起始时间，在空转起始时间后的第一波谷的终止点对应的时间即为空转结束时间。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。