基于C#的生产线智能叫料系统设计

基于C#的生产线智能叫料系统设计

林灿灿

（宁波杭州湾汇众汽车底盘系统有限公司  浙江宁波 315336）

摘要：随着制造业的发展和技术的进步，智能化生产已经成为现代企业的趋势。其中，生产线智能叫料系统作为一个重要的环节，可以大大提高生产效率和质量。本文将介绍一个基于C#的生产线智能叫料系统的设计方案，探讨其在实际应用中的优势和挑战。

关键字：智能叫料系统，C#，生产效率提升

1. 背景介绍

在传统的生产线中，物料的供应和配送常常面临各种问题，例如：叫料效率低下、物料短缺导致停产等。为了提高生产线的效率和灵活性，企业需要引入智能化的生产管理系统。生产线智能叫料系统是其中的关键环节之一，它通过利用现代信息技术和自动化控制技术，实现对生产流程的实时监控和优化调度，从而提高生产效率和质量，降低生产成本。为了解决这些问题，本文介绍了一种基于C#的智能叫料系统，该系统可以自动化物料的叫料过程，并通过数据分析和优化算法提高物流效率。

2.智能叫料系统的设计与实现

2.1 系统架构

智能叫料系统由前端界面、目视化显示界面、后端数据库和算法引擎组成。前端界面提供给操作员一个友好的界面，用于输入物料需求信息；目视化显示界面提供物流人员物料需求信息、位置信息以及配送需求等；后端数据库存储产线物料信息和总成配置信息等；算法引擎则负责根据产线需求信息和总成配置信息进行物料的叫料和配送计划的生成。系统拓扑图如图2-1所示。

图2-1 系统拓扑图

2.2 系统软件设计

2.2.1产线数据的自动采集

产线数据的自动采集通过在PLC上设计并设定上位机通讯块，并在产线工控机上运行使用C#编写的应用程序。应用程序通过引用WinTcpS7_1程序集，实现工控机对PLC关键数据进行实时访问实现数据自动采集功能。设计PLC DB数据块读取程序代码如下：

public short PLCRead(ushort block, ushort addr, ushort count, PlcMemory plcMemoryValue, DataType type, ref object[] value)

        {short res = -100;

            res = SiemensPLC.CmdRead(pHandle, (WinTcpS7_1K.PlcClient.PlcMemory)plcMemoryValue, (WinTcpS7_1K.PlcClient.DataType)type, block, addr, count, ref value);

            return res;}

其中addr为要读取的存储区域起始地址；block为DB块的号码；count要读取的数量；plcMemoryValue为PLC数据区域枚举；type为数据类型枚举；value为读取到的数据。

2.2.2 上位机与服务器数据传输

数据传输功能通过在服务器建立MySQL数据库服务器，并在产线工控机上运行使用C#编写的应用程序。应用程序通过MySql.Data程序集，实现工控机对数据库服务器的数据传输功能。设计数据库传输程序代码如下：

string ini_sql_state;

ini_sql_state = "UPDATE `in_feed_test`.`material_info` SET `MI_INFO`= '0' WHERE `MI_ID`= '1';";

try{ MySqlCommand cmd = new MySqlCommand(ini_sql_state, connection);

cmd.ExecuteNonQuery();}

catch (Exception err)

{MessageBox.Show(err.Message);

throw;}

使用SqlCommand类定义了一条SQL语句。然后，我们创建了一个SqlCommand对象，并将SQL语句和数据库连接作为参数传递给它。接着，我们调用ExecuteNonQuery方法来执行SQL语句。

2.2.3前端操作界面

数据的自动采集和传输能满足正常生产情况下60%-70%需求。未应对其他情况如：物料中存在不合格件，物料非满料架以及产线总成切换等多种情况，因此需要增加前端操作界面来应对此类问题。前端操作界面通过产线工位看板电脑上运行使用C#编写的应用程序。应用程序通过界面按钮控件控制并通过MySql.Data程序集，实现对数据库服务器的数据传输功能。

前端操作界面主要分两大区域：信息显示区域和操作区域。信息显示区域显示内容为产线基本信息和叫料情况；操作区域提供产品总成选择和手动物料叫料功能。

2.2.4目视化实时监控

主控数据服务器接收到产线工控机，在目视化工控机上运行使用C#编写的应用程序。应用程序通过对数据库查询产线物料状态并显示，实现对产线物料状态的实时监控，最后并通过产线物料状态和物料库位分布分析判断物料配送路径，有效提升物料配送效率。

3. 系统运行效果评估

智能叫料系统在实际应用中得出主要存在一下几个优势：

(1)提高生产效率：生产线智能叫料系统能够准确判断物料的需求，避免了因为缺料导致的产线生产中断和停机，从而提高了生产效率和工作效益。

(2)降低生产成本：通过实时监控和智能调度，生产线智能叫料系统可以有效实现物料的调度，减少人员的无效劳动，从而降低了生产成本。

(3)提高产品质量：通过对生产数据的实时监控和分析，生产线智能叫料系统可以及时发现生产中的异常情况和质量问题，提前采取措施，有效提高产品的质量和合格率。

同时也存在一个较大的挑战。因生产线智能叫料系统的设计和实施需要涉及多种技术和知识，需要开发人员的专业知识和经验。同时，系统的使用也需要相关人员接受培训和熟悉操作流程的原因。现场技术难题和人员专业技术能里是系统运行、开发、维护过程中重大的挑战。

4. 应用案例与前景展望

智能叫料系统已经在多家生产企业中得到应用，并取得了显著的效果。该系统不仅提高了物流效率，减少了停产时间，还为企业节约了成本。随着工业4.0的推进，智能叫料系统有望在更多的生产领域得到推广和应用。

5. 结论

本文介绍了一种基于C#的智能叫料系统，该系统通过优化物料的叫料流程，提升了生产线的物流效率。通过人工叫料、自动化叫料与配送管理等功能，该系统不仅提高了生产效率，还改善了物料供应的准确性和及时性。相信这样的系统将在未来的生产线自动化中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]BillWagner,tdykstra等.C#编程指南[DB/OL].Microsoft.(2022-09-22).

[2023-06-26].https://learn.microsoft.com/zh-CN/dotnet/csharp/programming-guide/