本发明公开了一种固体材料自动跟踪的方法,该方法采用服务器、客户端的形式完成自动跟踪,包括:定义跟踪要素,并将所述要素作为控制参数进行存储;读取服务器端数据存储区的跟踪对象记录,以图形化形式展示给用户;通过服务器系统将叠加材料输送方向信号和光感检测元件信号进行复合,获取新的触发型信号,并将所述触发型信号以数据电文的形式发送给跟踪系统的数据通信单元;及数据通信单元解析所述接收到的电文;将电文中跟踪事件数据储存到数据存储区,并对跟踪事件数据进行处理。本发明通解决了材料单独移动、成组移动、移送路径交叉、上下线频繁区域的跟踪问题,保障工艺控制系统能够根据材料位置的变化及时调整控制策略。
1.一种固体材料自动跟踪的方法,该方法采用服务器、客户端的形式进行自动跟踪,其特征在于,所述方法包括:定义跟踪要素,并将所述要素作为控制参数进行存储;读取服务器端数据存储区的跟踪对象记录,并通过图形化展示给用户;通过服务器系统将叠加材料输送方向信号和光感检测元件信号进行复合,获取新的触发型信号,并将所述触发型信号以数据电文的形式发送给跟踪系统的数据通信单元;及数据通信单元解析所述接收到的电文;从电文中跟踪事件数据储存到数据存储区,并对跟踪事件数据进行处理。
2.根据权利要求1所述的固体材料自动跟踪的方法,其特征在于,所述跟踪要素包括跟踪区域、跟踪事件及跟踪对象;所述跟踪区域包含区域代码、区域类型、区域矩阵维度、区域主要工艺方向、区域所述工艺段;所述跟踪事件包括事件代码、事件源区域、事件目标区域、事件动作名称、事件方向及对象移送类型;所述跟踪对象为:执行位置变化的固体材料。
3.根据权利要求1所述的固体材料自动跟踪的方法,其特征在于,所述跟踪区域为逻辑区域,该逻辑区域对应一个或多个实际区域,并将所述区域抽象为不同维度的矩阵模式,并采用二维坐标来代表跟踪材料保存的位置;在出现异常检测信号时,并可通过相关跟踪区域内跟踪材料的坐标进行逻辑校验。
4.根据权利要求3所述的固体材料自动跟踪的方法,其特征在于,所述跟踪材料的跟踪模式采用单独移动和成组移动,并采用二维坐标描述材料的移动。
5.根据权利要求2所述的固体材料自动跟踪的方法,其特征在于,所述固体材料的位置变化包括:头部进入、尾部进入、头部离开、尾部离开、垂直上行和垂直下行。
6.根据权利要求2所述的固体材料自动跟踪的方法,其特征在于,作为跟踪对象的固体材料具有一定的几何形状,以便采用独立记录材料头部、尾部的模式进行固体材料移动位置的描述。技术领域
本发明涉及工业自动控制领域,尤其涉及一种固体材料自动跟踪的方法。
背景技术
材料自动位置跟踪是一种综合了光学检测、信号处理、数据分析的控制技术,目前广泛应用于工业生产的自动化控制领域。随着设备控制技术的发展,很多设备都可以依据不同的材料参数、订货要求自动进行生产加工。因此实时掌握每一材料在生产线上的位置成为自动控制的基础。尤其是在中厚板生产中,材料跟踪复杂,人工工作量大、误差率高、钢板管理很困难,实际生产中往往有寻找困难,丢失量大的问题。虽然钢板在轧机已经轧制成型,但不能及时按计划加工、交货,造成较大的经济损失。在《现代宽厚板厂计算机控制系统》1一文中指出:在宽厚板厂中,后步工序(即冷区)有大批剪切、精整设备,组成若干条生产线,进行剪切、热处理等作业。除此之外,还要对坯料库、中间库、成品库进行管理。物料在长千余米、宽5、6垮的车间内被加工、切割,并在多处分流、汇合、交叉、重新处理,工艺走向复杂。而宽厚板生产中,小批量、多品种产品占很大比重,物料跟踪十分重要且较复杂。目前应用于冶金行业的自动材料跟踪主要采用计算电机转速的形式。通过编码器采集辊道转速或者运输链转速,实时计算材料的绝对位置,辅以光感检测信号作为计算的校核依据,例如CNxa0101221419Axa02。该方式适用于小范围且需要对材料进行精确定位的场合。因为需要关联跟踪对象的具体参数,如物料号、长度、速度、重量、体积、位置等,另外还需要定义虚拟区段、设备的绝对位置。针对不同的生产线,在采用该方法时需要作大量的重新设计,同时要求跟踪对象的移送路径必须按照预定义的工艺严格执行。当面临区域广阔、处理复杂、路径多样的情况,系统设计将极为复杂。
发明内容
为解决上述中存在的问题与缺陷,本发明提供了一种固体材料自动跟踪的方法,该方法将跟踪的材料作为独立逻辑对象,使其在跟踪过程中不依赖于材料自身属性,意味着当材料的尺寸、外观或者其他物理、化学参数发生变化时不对跟踪构成影响。所述技术方案如下:一种固体材料自动跟踪的方法,该方法采用服务器、客户端的形式进行自动跟踪,其特征在于,所述方法包括:定义跟踪要素,并将所述要素作为控制参数进行存储;读取服务器端数据存储区的跟踪对象记录,并通过图形化展示给用户;通过服务器系统将叠加材料输送方向信号和光感检测元件信号进行复合,获取新的触发型信号,并将所述触发型信号以数据电文的形式发送给跟踪系统的数据通信单元;及数据通信单元解析所述接收到的电文;从电文中跟踪事件数据储存到数据存储区,并对跟踪事件数据进行处理。本发明提供的技术方案的有益效果是:第一,采用头尾控制的模式,将跟踪对象分为头和尾两个部分。工业控制中并不是任何时刻都需要材料的绝对位置。在满足控制要求的情况下,采用跟踪材料头尾的方法可以大大减少跟踪系统的计算负荷。第二,采用定义跟踪对象、跟踪区域、跟踪事件及其之间的相互关系的方法。材料跟踪设计者仅仅需要画出跟踪范围内的区域、事件设计图。依据控制要求划分跟踪区域,然后按照材料的运动方向进行事件定义,即可自动生成跟踪处理逻辑,不需要单独编写控制程序。对于跟踪范围广阔、跟踪区域多样、跟踪路径复杂的情况非常适用。第三,对于检测信号的精度要求不高。在某些环境比较恶劣的现场,检测信号的准确性很难保证。当信号发生异常时,系统的错误处理机制将基于跟踪三要素规则进行逻辑校验。第四,通过矩阵模式进行二维区域定义。采用该方法可以处理特殊类型的材料跟踪。例如:基于批次的跟踪,既每个跟踪事件都代表一个批次的整体位置变化。第五,可以在任何情况下进行跟踪修正(在线、离线),采用模拟信号的方法简单修正材料位置,该修正与运行方式无关,既无论是前进、后退、上线、下线。第六,当工艺要求和设备布置发生变化时,仅仅需要变更跟踪区域和跟踪事件的定义,即可实现系统改造,并不需要重构代码。第七,跟踪区域和事件都是逻辑概念上的定义,它们不一定要与实物对应。因此可以方便地通过模拟信号的方式进行跟踪和控制的虚拟测试。
附图说明
图1是本发明处理单元结构及数据流程关系图;图2是本发明提供的方法流程图;图3是发明提供的位置检测示意图;图4是本发明服务器端跟踪事件处理整体示意图;图5是本发明服务器端通信数据处理流程图;图6是本发明服务器端逻辑校验处理流程图;图7是本发明服务器端事件处理执行单元选择流程图;图8是本发明服务器端跟踪模式选择流程图;图9是本发明服务器端跟踪对象位置变更流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述:本实施例采用服务器、客户端的形式进行自动跟踪的系统设计,客户端部分用于跟踪界面显示及位置修正,该部分用于读取服务器端数据存储区的跟踪对象记录,然后通过图形化手段展示给用户。服务器端将从通信数据中提取出的跟踪事件储存到数据存储区,然后对跟踪事件数据进行处理,参见图1,表示了服务器和客户端处理单元结构及数据流关系。自动位置跟踪设计需要分两步进行,第一步为跟踪三要素定义模板的设计。第二步为跟踪数据接收处理的设计。第一步需要定义跟踪三要素并将其作为控制参数存储到图1的跟踪规则中。跟踪区域包含区域代码、区域类型、区域矩阵维度、区域主要工艺方向、区域所属工艺段。这里所定义的区域为逻辑区域,它可以对应于一个或者多个实际区域。对于任何一个跟踪区域都需要将其抽象为具有不同维度的矩阵。矩阵X向和Y向的坐标代表着跟踪对象可以保存的位置。跟踪事件包含事件代码、事件源区域、事件目标区域、事件动作名称、事件方向、对象移送类型。跟踪动作包含动作名称、动作顺序、动作执行处理单元。在定义完成之后自动生成记录性脚本,用于控制数据访问及任务分配。第二步跟踪数据接收处理包含三个相互独立的部分。第一部分是HMI界面显示。该部分用于读取数据存储区的跟踪对象记录,然后通过图形化手段展示给用户。例如1#操作室监控定义区域1、2、3内的材料变化;2#操作室监控定义区域3、4、5内的材料变化;需要针对1#、2#操作室设计不同的跟踪界面A、B。A界面直接读取定义区域1、2、3内的材料,B界面直接读取定义区域3、4、5内的材料。如图2所示,为固体材料自动跟踪的方法,该方法包括:步骤201xa0定义跟踪要素,并将所述要素作为控制参数进行存储;步骤202xa0读取服务器端数据存储区的跟踪对象记录,并通过图形化展示给用户;步骤203xa0通过服务器系统将叠加材料输送方向信号和光感检测元件信号进行复合,获取新的触发型信号,并将所述触发型信号以数据电文的形式发送给跟踪系统的数据通信单元;及数据通信单元解析所述接收到的电文;步骤204xa0从电文中跟踪事件数据储存到数据存储区,并对跟踪事件数据进行处理。上述数据通信部分主要解决和基础自动化系统的通信问题,基础自动化系统需要叠加材料输送方向信号和光感检测元件信号。将这种复合信号与第一步定义好的跟踪事件相关联产生新的触发型信号,图3表示了材料“头部进入”的情况。当材料E的端部正向运动到区域A、B的交界处,遮挡光感检测元件C时触发,在该情况发生时,基础自动化通过判断获取新的触发型信号,并将触发信号以TCP/IP数据电文的形式发送给跟踪系统的数据通信单元,由数据通信单元负责解析这些电文。从电文中提取出的跟踪事件数据储存到数据存储区,然后对跟踪事件数据进行处理,其服务器端跟踪事件处理整体过程如图4所示:步骤401xa0获取事件。步骤402xa0检查判断事件有效性;如果有效,执行步骤403,否则结束。步骤403xa0识别事件分配对应处理单元;如果是对应的处理单元,执行步骤404,否则结束。步骤404xa0判断移动类型,选择跟踪模式。步骤405xa0执行跟踪材料位置的变化。如图5所示为服务器端通信数据处理流程,包括:步骤501xa0通过获取事件接收事件信号;对接收到的电文进行提取操作,取出跟踪事件编号及其附加数据。步骤502xa0存储信号内容;对提取出的数据进行排序,使按照时间顺序存储到数据存储区。步骤503xa0触发事件监控控制器;在存储跟踪信号数据结束之后发送跟踪处理请求通报,等待数据监控单元调度跟踪进程。步骤504xa0跟踪处理单元读取事件编号;跟踪处理进程在接到数据监控单元的调配指令后开始按照时序检索未处理的跟踪事件然后执行事件的有效性检查。如图6所示为服务器端逻辑校验处理流程,包括:步骤601xa0通过事件有效性检查,根据跟踪事件编号,获取跟踪事件参数;获取到时间参数,执行步骤步骤602,否则结束。步骤602xa0获取跟踪区域参数;根据跟踪事件参数获取事件代表的源区域、目标区域等全部参数,如果获取到事件代表的源区域、目标区域,执行步骤603,否则结束。步骤603xa0获取执行动作集合;根据跟踪事件参数获取事件动作时序编组集合,如果获取到事件动作时序编组集合,及识别事件分配对应处理单元。如图7所示为服务器端事件处理执行单元选择流程,包括:步骤701xa0对识别事件分配对应处理单元,按照参数执行相应动作;判断所述事件是设备动作还是跟踪对象动作。步骤702xa0按照区域类型确定事件类型;通过事件参数和区域参数确定材料的动作类型。步骤703xa0按类型选择事件的执行单元;判断源区域和目标区域的类型是否相同,按照判断结果选择执行单元。如图8所示,为服务器端跟踪模式选择流程,包括:步骤801xa0判断跟踪事件的移动模式;判断跟踪事件的移动模式是单独移动还是组成移动,如果是单独移动,执行步骤802,如果是成组移动,则执行步骤803;步骤802xa0单独移动;采用FIFO(先进先出)的原则,在源区域矩阵内搜索跟踪对象并获取单独移动时的整体跟踪对象。步骤803xa0采用批次捆绑原则(同一批次内材料位置、顺序固定),在源区域矩阵内搜索跟踪对象,并获取成组移动时的整体跟踪对象。步骤804xa0确定全体跟踪对象;根据跟踪对象的移送要求(单独移动或者整体移动),获取所有跟踪对象。步骤805xa0判断跟踪事件的移动方向;通过跟踪事件参数、跟踪区域参数和跟踪对象,确定材料的运动方向(正向或者逆向)。步骤806xa0判断所述的典型模式;根据材料的运动方向及其它事件、区域参数,从六类典型的跟踪模式中选择合适的处理规则,及执行跟踪对象位置的变化。如图9所示为服务器端跟踪对象位置变更流程,包括:步骤901xa0判断头部位置变更;获取跟踪对象的头部位置,判断头部位置是否需要变更,如果需要变更则检查目标区域矩阵坐标的有效性。步骤902xa0判断尾部位置变更;获取跟踪对象的尾部位置,判断尾部位置是否需要变更,如果需要变更则检查目标区域矩阵坐标的有效性。步骤903xa0检查判断目标区域的可用性;如果头部和尾部均满足移动条件则设置可变更标记,同时将所有涉及区域进行锁定,执行步骤904,否则结束。步骤904xa0重新排列源区域跟踪对象;如果头部需要变更则删除源区域跟踪对象的头部,修改跟踪对象的头部到目标区域;如果尾部需要变更则删除源区域跟踪对象的尾部,修改跟踪对象的尾部到达目标区域。步骤905xa0执行跟踪对象的区域变化;判断源区域内是否有其它对象。如果其它对象需要变更位置,则按照FIFO(先进先出)的原则重新分布区域矩阵坐标。以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。