[发明专利]一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统

权利要求书

1.一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统，其特征在于包括：感知控制层、网络层、决策应用层；

所述感知控制层，用于将生产线装配工位的信息数据发送至网络层；

所述网络层，用于采用WIA-FA无线模块和WIA-FA网关实现感知控制层与决策应用层之间的数据传输；

所述决策应用层，用于存储网络层采集的信息数据，通过数据处理和分析并显示结果，发出指令至网络层；

所述感知控制层包括多个装配工位，装配工位包括机器人，PLC，人机交互单元，传感器和RFID系统；各装配工位的控制系统之间通过PROFINET总线完成信息交互；所述PLC将发动机装配质量数据信息、传感器接收到的设备状态信息发送至网络层的WIA-FA无线模块；每个装配工位的PLC和RFID系统通过WIA-FA无线模块得到决策应用层的指令，用于实现机器人运行的调整和多个装配工位工艺的重组；

所述决策监控分析单元用于：

根据采集的发动机装配质量数据，区分每项装配质量数据中的正常波动即设定范围内波动、异常波动即设定范围外波动，并将这些信息以报表和图形方式进行显示；当异常波动呈现单调上升或下降并超过一定阈值，报表中显示预警提示，用于确保装配质量；

在设备状态信息中提取出设备振动频谱并形成频谱模型；如果检测到某一时刻振动频谱超过设定波动的范围，当设备温度和噪音超出设定包络线的范围时给出预警提示，用于避免由于设备故障影响装配质量。

2.根据权利要求1所述的一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统，其特征在于所述网络层包括多个WIA-FA无线模块，一个WIA-FA无线模块对应一个装配工位。

3.根据权利要求1所述的一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统，其特征在于所述决策应用层包括：

服务器，用于存储WIA-FA网关接受到的信息数据；

决策监控分析单元，用于对信息数据进行处理和分析，并显示结果；

决策控制单元，用于通过人工输入发出指令，经WIA-FA网关发送至装配工位。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统，其特征在于所述决策监控分析单元采用工控机、IPC、手机中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统，其特征在于，方法包括以下步骤：

感知控制层将生产线装配工位的信息数据发送至网络层；

网络层采用WIA-FA无线模块和WIA-FA网关实现感知控制层与决策应用层之间的数据传输；

决策应用层存储网络层采集的信息数据，通过数据处理和分析并显示结果，发出指令至网络层；

所述决策监控分析单元执行以下步骤：

根据采集的发动机装配质量数据，区分每项装配质量数据中的正常波动即设定范围内波动、异常波动即设定范围外波动，并将这些信息以报表和图形方式进行显示；当异常波动呈现单调上升或下降并超过一定阈值，报表中显示预警提示，用于确保装配质量；

在设备状态信息中提取出设备振动频谱并形成频谱模型；如果检测到某一时刻振动频谱超过设定波动的范围，当设备温度和噪音超出设定包络线的范围时给出预警提示，用于避免由于设备故障影响装配质量。

6.根据权利要求5所述的一种基于CPS的火箭发动机装配线管控系统，其特征在于所述决策应用层执行以下步骤：

服务器存储WIA-FA网关接受到的信息数据；

决策监控分析单元对信息数据进行处理和分析，并显示结果；

决策控制单元通过人工输入发出指令，经WIA-FA网关发送至装配工位。