基于STM32的自动生产线控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及自动化控制技术，尤其是基于STM32的自动生产线控制系统及其控制方法。

背景技术：

目前大量的生产厂家仍然采用手工方式进行现场的质量管控和追溯管理，一旦出现质量问题，大批量的追溯和报废给企业造成巨大的损失。随着经济的迅速发展，电子制造企业面临着日益激烈的市场竞争，需要维持较低的制造和劳动成本，提高制造灵活性，在整个供应链上缩短产品上市时间。因此就要求快速采用并部署新技术和工艺，降低产品上市时间，并在维持高质量的同时提高资产利用率。

生产企业采用的传统生产方式无法满足实时产出率、在线良品率、工艺过程稳定性等生产信息的监控和处理，只能在事后进行补救。这些都为企业带来了诸多不便，如何快速提升管理水平和执行力，提高生产效益，监控产品质量，降低制造成本从而改善生产效率，成为企业普遍关注的问题。本项专利的提出为了全面提升生产企业的现场管理水平和质量可追溯性，实现全面的精益化生产。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供基于STM32的自动生产线控制系统及其控制方法，同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡。

本发明所采用的技术方案为：

基于STM32的自动生产线控制系统，包括控制器、现场语音对讲装置、中心监控平台以及为控制器供电的电源部分，该控制器通过外部输入输出接口连接生产线设备以获取所述生产线设备的实时运行状态数据，控制器通过以太网接口与中心监控平台远程交互以反馈生产线设备的实时运行状态数据以及接收中心监控平台的控制指令，该现场语音对讲装置与控制器的语音接口连接以用于中心监控平台与现场工作人员之间的语音交互。

进一步，所述控制器还通过一输出接口连接有报警信号灯，该报警信号灯用于生产线设备故障时亮灯提醒现场工作人员。

进一步，所述控制器还通过一RS232接口连接有标准串行9针接口。

进一步，所述控制器还通过一SPI接口连接有FLASH芯片。

进一步，所述控制器还通过一IIC接口连接有EEPROM存储器。

进一步，所述控制器还通过一JTAG接口连接有程序仿真接口。

具体的，所述控制器的以太网接口与中心监控平台之间依次通过转换部分、网络变压器及LAN局域网连接。

其中，所述现场语音对讲装置包括音频编解码模块以及分别与该音频编解码模块连接的麦克风、扬声器连接。

特别的，所述控制器的外部输入输出接口与生产线设备之间设置有电平转换和隔离模块。

本发明还包括与上述控制系统同一发明构思的基于STM32的自动生产线控制方法，包括以下步骤（A）控制器通过外部输入输出接口连接生产线设备以获取所述生产线设备的实时运行状态数据;（B）控制器通过以太网接口与中心监控平台远程交互以反馈生产线设备的实时运行状态数据；（C）中心监控平台根据接收到的生产线设备的实时运行状态数据，作出相应的控制指令并通过以太网接口发送至控制器；（D）该现场语音对讲装置与控制器的语音接口连接以用于中心监控平台与现场工作人员之间的语音交互，直到排除故障。

本发明具有以下有益效果：在传统控制器的基本上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。柔性生产线是一种技术复杂、高度自动化的系统，它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来，理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。具体优点：设备利用率高；生产能力相对稳定；产品质量高；运行灵活；产品应变能力大。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1为本发明自动生产线控制系统的原理框架图；

图2为本发明网络部分的原理框架图；

图3为本发明语音部分的原理框架图；

图4为本发明输入输出接口部分的原理框架图；

图5为本发明串口部分的原理框架图；

图6为本发明SPI接口部分的原理框架图；

图7为本发明IIC接口部分的原理框架图；

图8为本发明JTAG接口部分的原理框架图。

具体实施方式

参阅图1所示，为本发明的基于STM32的自动生产线控制系统，包括控制器、现场语音对讲装置、中心监控平台以及为控制器供电的电源部分，该控制器通过外部输入输出接口连接生产线设备以获取所述生产线设备的实时运行状态数据，控制器通过以太网接口与中心监控平台远程交互以反馈生产线设备的实时运行状态数据以及接收中心监控平台的控制指令，该现场语音对讲装置与控制器的语音接口连接以用于中心监控平台与现场工作人员之间的语音交互。

具体的，如图2所示，所述控制器的以太网接口与中心监控平台之间依次通过转换部分、网络变压器及LAN局域网连接。生产线上生产设备的状态通过我司的控制器经过以太网上传到监控中心，中心的监控人员通过我司的监控平台能实时监控到生产设备的运行状态。当生产设备出现异常或故障时中心能第一时间监控到，监控人员可以通过我司的控制器利用语音广播通知生产线上的相关人员查看出问题的设备，以便第一时间排除故障，保证生产正常运作。

其中，所述现场语音对讲装置包括音频编解码模块以及分别与该音频编解码模块连接的麦克风、扬声器连接，如图3所示，麦克风通过音频编解码芯片转换成数字格式，然后通过控制器的语音接口传到控制器；控制器再把这些数字格式的语音打包成以太网格式的文件再上传到中心监控平台，监控平台把这个文件再转换成语音格式，经过耳机或音箱进行播放。扬声器就是把中心监控平台过来的语音经过控制器和音频编解码芯片以后进行语音播放。

特别的，所述控制器的外部输入输出接口与生产线设备之间设置有电平转换和隔离模块，如图4所示，生产线设备的输出信号经过电平转换以后，经控制器的输入接口，输入到控制器；控制器再把输入的信号转换成以太网格式的文件传到中心监控平台。中心监控平台也可以通过控制器的输出接口对生产线设备进行简单的操控。

作为本技术方案进一步完善，所述控制器还通过一输出接口连接有报警信号灯，该报警信号灯用于生产线设备故障时亮灯提醒现场工作人员。

作为本技术方案进一步拓展，所述控制器还通过一RS232接口连接有标准串行9针接口，串口可以跟外部其它控制设备进行交互，参见图5。

进一步参见图6-图8，所述控制器还通过一SPI接口连接有FLASH芯片，SPI接口是连接带SPI接口的FLASH芯片，通过FLASH可以存储软件程序或者其它文件。所述控制器还通过一IIC接口连接有EEPROM存储器，IIC接口是连接带IIC接口的EEPROM芯片，通过EEPROM可以存储IP地址等相关信息。所述控制器还通过一JTAG接口连接有程序仿真接口，便于进行仿真测试。

本发明还包括与上述控制系统同一发明构思的基于STM32的自动生产线控制方法，包括以下步骤（A）控制器通过外部输入输出接口连接生产线设备以获取所述生产线设备的实时运行状态数据;（B）控制器通过以太网接口与中心监控平台远程交互以反馈生产线设备的实时运行状态数据；（C）中心监控平台根据接收到的生产线设备的实时运行状态数据，作出相应的控制指令并通过以太网接口发送至控制器；（D）该现场语音对讲装置与控制器的语音接口连接以用于中心监控平台与现场工作人员之间的语音交互，直到排除故障。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。