一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法及其系统与流程

1.本发明涉及氢燃料电池制造领域，具体而言，涉及一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法及其系统。


背景技术：

2.卷对卷贴合生产线是生产氢燃料电池的常用技术手段，但其生产过程中，存在大量需调节参数，而这些参数的细微偏差，都会导致电池生产环节出现不可控或不易察觉的错误，这使得人为调控会显得异常困难与后滞。
3.综上所述，经过申请人的海量检索，本领域至少存在对于氢燃料电池制造中的自动排查问题与控制系统，缺少对硬性控制方法指标性与软性控制指标的多种监控以及分析数据信息以计算生产优选组合的方法，因此，需要开发或者改进一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法及其系统。


技术实现要素：

4.基于此，为了解决的问题，本发明提供了一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法及其系统，其具体技术方案如下:一种卷对卷贴合生产线的智能控制系统，包括可编程逻辑控制器，用于预设工艺信息，对所述生产线节点发出控制信号，接收各模块传输的生产数据；生产线rfid射频读写系统，用于接收生产线工艺流程节点数据并传送至可编程逻辑控制器；生产线贴合控制系统，用于使用伺服电机与压缩气囊检测贴合工艺区完成度与贴合度；激光传感装置，用于在所述可编程逻辑控制器控制在测算电极压制完成度；状态观测模块，用于存储生产由所述生产线rfid射频读写系统传送的生产线动态数据并提取状态变量，其内置于所述可编程逻辑控制器；学习控制模块，用于计算反馈值以及存储所述状态变量与所述反馈值的组合，其内置于所述可编程逻辑控制器；控制执行模块，用于控制所述学习控制模块根据所述状态变量与所述反馈值的组合执行控制，其内置于所述可编程逻辑控制器；机器学习模块，用于积累与生产流程状况及环境状况有关的数据，并对所积累的数据进行学习，其内置于所述可编程逻辑控制器。
5.上述技术方案提供了一种可在贴合生产线上精细化控制其中任意工艺环节的方法，以及统一收集数据资料的控制闭环，其中硬性控制方法指标性与软性控制方法即结果导向的完成度以及完成精度的组合式监控，并可由此控制系统的分析数据计算出生产工艺中有效的工艺用料用时组合模式。
6.进一步地，所述生产线rfid射频读写系统，其中包括信息读取点和rfid标签，所述rfid标签用于标识本工艺区域的工艺流程，所述信息读取点用接收所述rfid标签的生产数据信息。
7.进一步地，所述信息读取点设置于生产线工艺转换节点上，用于向可编程逻辑控制器传输所述rfid标签的生产数据信息。
8.进一步地，所述可编程逻辑控制器监控设备状态，当所述设备的状态信息显示所述设备无法完成与所述工艺相对应的操作时，所述可编程逻辑控制器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以完成与所述生产工艺流程。
9.进一步地，当所述设备的状态信息显示所述设备无法在规定时间内完成与所述工艺相对应的操作时，所述可编程逻辑控制器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以按时完成与所述生产工艺流程。进一步地，所述rfid射频读写系统内录入有产品批次并设定工艺路线，并预设生产信息，所述可编程逻辑控制器通过所述rfid射频读写系统传送信号的时长判断工艺路径的完成时间。
10.一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法，生产线控制系统包括有rfid射频读写系统，所述rfid射频读写系统包括信息读取点和rfid标签，所述信息读取点设置于生产线工艺转换节点上，用于向可编程逻辑控制器传输并读取所述rfid标签的数据信息；对于控制点上的贴合工艺区设置有贴合控制系统，其包括气囊以及连接到其上的伺服电机，所述信息读取点读取rfid标签，可编程逻辑控制器发送信号带动伺服电机压缩气囊，获取气囊气体流速与气体总量，判断完成度与贴合度；可编程逻辑控制器向组装电极区的信息读取点发出自动压制信号，在压制电极端设置有激光传感装置，用于检测电极压制完成度装置，当所述激光测距装置输出的激光返回时间小于0.01毫秒时，则认为此工序完成，所述rfid射频读写系统回传至可编程逻辑控制器；所述rfid射频读写系统设置于工艺起点端与终点端，间歇性的向信息读取电发送的信号判断用于监控切割速度，当此工艺完成后所述信息读取点读取所述rfid标签，可编程逻辑控制器自动判断下一工艺控制指标，重复以上步骤直到工艺结束，并重置所述rfid射频读写系统数据；所述可编程逻辑控制器中包括状态观测模块，用于存储生产计划相关的数据，并提供给学习控制模块，作为状态变量，所述学习控制模块具有计算反馈值的反馈值计算区和存储所述状态变量与所述反馈值的组合的存储区，其控制所述学习控制模块根据所述状态变量与所述反馈值的组合执行学习，所述反馈值表示根据所述控制数据而执行的工艺步骤的优选程度。
11.进一步地，所述生产信息预设包括物料信息以及生产数据信息以及工艺路线，所述可编程逻辑控制器将各工艺区分为虚拟控制点；机器学习模块在将按照预定的时序的控制进行第1预定生产流程的期间，积累与所述生产完成状况有关的数据，并对所积累的数据进行学习。
12.进一步地，根据状态变量判断生产误差区值，在生产动态控制过程中根据状态变量计算数控修正值，利用校正程序对生产工艺数据误差进行校正。
附图说明
13.从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
14.图1是本发明一实施例所述的卷对卷贴合生产线的智能控制系统的结构示意图；图2是本发明一实施例所述的卷对卷贴合生产线的智能控制方法的流程图。
具体实施方式
15.为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
16.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
17.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
18.本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
19.如图1所示，本发明一实施例中的卷对卷贴合生产线的智能控制系统，包括可编程逻辑控制器，用于预设工艺信息，对生产线节点发出控制信号，接收各模块传输的生产数据；生产线rfid射频读写系统，用于接收生产线工艺流程节点数据并传送至可编程逻辑控制器；生产线贴合控制系统，用于使用伺服电机与压缩气囊检测贴合工艺区完成度与贴合度；激光传感装置，用于在可编程逻辑控制器控制在测算电极压制完成度；状态观测模块，用于存储生产由生产线rfid射频读写系统传送的生产线动态数据并提取状态变量，其内置于可编程逻辑控制器；学习控制模块，用于计算反馈值以及存储状态变量与所述反馈值的组合，其内置于所述可编程逻辑控制器；控制执行模块，用于控制所述学习控制模块根据所述状态变量与所述反馈值的组合执行控制，其内置于所述可编程逻辑控制器；机器学习模块，用于积累与生产流程状况及环境状况有关的数据，并对所积累的数据进行学习，其内置于所述可编程逻辑控制器。其中状态变量表示决定下料数量，工艺时长，完成时长，完成度，完成精确度与生产线动态数据之间函数关系的参数。
20.在其中一个实施例中，生产线rfid射频读写系统，其中包括信息读取点和rfid标签，rfid标签用于标识本工艺区域的工艺流程，所述信息读取点用接收rfid标签的生产数据信息。
21.在其中一个实施例中，信息读取点设置于生产线工艺转换节点上，用于向可编程逻辑控制器传输所述rfid标签的生产数据信息。
22.在其中一个实施例中，可编程逻辑控制器监控设备状态，当设备的状态信息显示设备无法完成与工艺相对应的操作时，所编程逻辑控制器能够寻找生产线上空闲的与设备同类的其他设备，以完成与生产工艺流程。
23.在其中一个实施例中，当设备的状态信息显示设备无法在规定时间内完成与工艺相对应的操作时，可编程逻辑控制器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以按时完成与生产工艺流程。在其中一个实施例中，rfid射频读写系统内录入有产品批次并设定工艺路线，并预设生产信息，可编程逻辑控制器通过rfid射频读写系统传送信号的时长判断工艺路径的完成时间。
24.如图2所示，一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法，生产线控制系统包括有rfid射频读写系统，rfid射频读写系统包括信息读取点和rfid标签，信息读取点设置于生产线工艺转换节点上，用于向可编程逻辑控制器传输并读取所述rfid标签的数据信息；对于控制点上的贴合工艺区设置有贴合控制系统，其包括气囊以及连接到其上的伺服电机，信息读取点读取rfid标签，可编程逻辑控制器发送信号带动伺服电机压缩气囊，获取气囊气体流速与气体总量，判断完成度与贴合度；可编程逻辑控制器向组装电极区的信息读取点发出自动压制信号，在压制电极端设置有激光传感装置，用于检测电极压制完成度装置，当激光测距装置输出的激光返回时间小于0.01毫秒时，则认为此工序完成，rfid射频读写系统回传至可编程逻辑控制器；rfid射频读写系统设置于工艺起点端与终点端，间歇性的向信息读取电发送的信号判断用于监控切割速度，当此工艺完成后信息读取点读取rfid标签，可编程逻辑控制器自动判断下一工艺控制指标，重复以上步骤直到工艺结束，并重置rfid射频读写系统数据；可编程逻辑控制器中包括状态观测模块，用于存储生产计划相关的数据，并提供给学习控制模块，作为状态变量，学习控制模块具有计算反馈值的反馈值计算区和存储所述状态变量与反馈值的组合的存储区，其控制学习控制模块根据所态变量与反馈值的组合执行学习，反馈值表示根据控制数据而执行的工艺步骤的优选程度，即根据控制数据而执行的工艺步骤中的物料与时效均优选的步骤，用量。
25.在其中一个实施例中，生产信息预设包括物料信息以及生产数据信息以及工艺路线，可编程逻辑控制器将各工艺区分为虚拟控制点；所述机器学习模块在将按照所述预定的时序的控制进行第1预定生产流程的期间，积累与所述生产完成状况有关的数据，并对所积累的数据进行学习，所谓第1预定生产流程就是完成预设工艺路线的整个期间。
26.进一步地，根据状态变量判断生产误差区值，在生产动态控制过程中根据状态变量计算数控修正值，利用校正程序对生产工艺数据误差进行校正。
27.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
28.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种卷对卷贴合生产线的智能控制系统，其特征在于，包括：可编程逻辑控制器，用于预设工艺信息，对所述生产线节点发出控制信号，接收各模块传输的生产数据；生产线rfid射频读写系统，用于接收生产线工艺流程节点数据并传送至可编程逻辑控制器；生产线贴合控制系统，用于使用伺服电机与压缩气囊检测贴合工艺区完成度与贴合度；激光传感装置，用于在所述可编程逻辑控制器控制在测算电极压制完成度；状态观测模块，用于存储生产由所述生产线rfid射频读写系统传送的生产线动态数据并提取状态变量，其内置于所述可编程逻辑控制器；学习控制模块，用于计算反馈值以及存储所述状态变量与所述反馈值的组合，其内置于所述可编程逻辑控制器；控制执行模块，用于控制所述学习控制模块根据所述状态变量与所述反馈值的组合执行控制，其内置于所述可编程逻辑控制器；机器学习模块，用于积累与生产流程状况及环境状况有关的数据，并对所积累的数据进行学习，其内置于所述可编程逻辑控制器。2.根据权利要求1所述的卷对卷贴合生产线的智能控制系统，其特征在于，所述生产线rfid射频读写系统，其中包括信息读取点和rfid标签，所述rfid标签用于标识本工艺区域的工艺流程，所述信息读取点用接收所述rfid标签的生产数据信息。3.根据权利要求2所述的卷对卷贴合生产线的智能控制系统，其特征在于，所述信息读取点设置于生产线工艺转换节点上，用于向可编程逻辑控制器传输所述rfid标签的生产数据信息。4.根据权利要求1所述的卷对卷贴合生产线的智能控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器监控设备状态，当所述设备的状态信息显示所述设备无法完成与所述工艺相对应的操作时，所述可编程逻辑控制器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以完成与所述生产工艺流程。5.根据权利要求4所述的卷对卷贴合生产线的智能控制系统，其特征在于，当所述设备的状态信息显示所述设备无法在规定时间内完成与所述工艺相对应的操作时，所述可编程逻辑控制器能够寻找生产线上空闲的与所述设备同类的其他设备，以按时完成与所述生产工艺流程。6.根据权利要求1所述的卷对卷贴合生产线的智能控制系统，其特征在于，所述rfid射频读写系统内录入有产品批次并设定工艺路线，并预设生产信息，所述可编程逻辑控制器通过所述rfid射频读写系统传送信号的时长判断工艺路径的完成时间。7.一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法，其特征在于，生产线控制系统包括有生产线rfid射频读写系统，所述生产线rfid射频读写系统包括信息读取点和rfid标签，所述信息读取点设置于生产线工艺转换节点上，用于向可编程逻辑控制器传输并读取所述rfid标签的数据信息；对于控制点上的贴合工艺区设置有生产线贴合控制系统，其包括压缩气囊以及连接到其上的伺服电机，所述信息读取点读取rfid标签，可编程逻辑控制器发送信号带动伺服电
机与压缩气囊，获取压缩气囊气体流速与气体总量，判断完成度与贴合度；可编程逻辑控制器向组装电极区的信息读取点发出自动压制信号，在压制电极端设置有激光传感装置，用于检测电极压制完成度装置，当所述激光测距装置输出的激光返回时间小于0.01毫秒时，则认为此工序完成，所述rfid射频读写系统回传至可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器中包括状态观测模块，用于存储生产计划相关的数据，并提供给学习控制模块，作为状态变量，所述学习控制模块具有计算反馈值的反馈值计算区和存储所述状态变量与所述反馈值的组合的存储区，其控制所述学习控制模块根据所述状态变量与所述反馈值的组合执行学习，所述反馈值表示根据所述控制数据而执行的工艺步骤的优选程度；所述rfid射频读写系统设置于工艺起点端与终点端，间歇性的向信息读取电发送的信号判断用于监控切割速度，当此工艺完成后所述信息读取点读取所述rfid标签，可编程逻辑控制器自动判断下一工艺控制指标，重复以上步骤直到工艺结束，并重置所述rfid射频读写系统数据。8.根据权利要求7所述的卷对卷贴合生产线的智能控制方法，其特征在于，所述生产信息预设包括物料信息以及生产数据信息以及工艺路线，所述可编程逻辑控制器将各工艺区分为虚拟控制点；机器学习模块在将按照预定的时序的控制进行第1预定生产流程的期间，积累与所述生产完成状况有关的数据，并对所积累的数据进行学习。9.根据权利要求7所述的卷对卷贴合生产线的智能控制方法，其特征在于，根据状态变量判断生产误差区值，在生产动态控制过程中根据状态变量计算数控修正值，利用校正程序对生产工艺数据误差进行校正。

技术总结
本发明提供了一种卷对卷贴合生产线的智能控制方法，涉及氢燃料电池领域，其包括可编程逻辑控制器、生产线RFID射频读写系统、生产线贴合控制系统、激光传感装置、状态观测模块、学习控制模块、控制执行模块以及机器学习模块，上述技术方案提供了一种可在贴合生产线上精细化控制其中任意工艺环节的方法，并可由此控制系统的分析数据计算出生产工艺中有效的工艺用料用时组合模式。工艺用料用时组合模式。工艺用料用时组合模式。


技术研发人员：唐先广 蔡沛 彭智勇 黄冬艳
受保护的技术使用者：湖南隆深氢能科技有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/9/20