层压机报警系统及太阳能电池组件层压生产线的制作方法

1.本发明涉及太阳能电池组件层压机设备技术领域，特别涉及层压机故障报警技术领域及层压生产设备。


背景技术：

2.太阳能电池组件层压机是一个庞大的设备，每台设备拥有2-6套控制系统，各控制系统间相互协作，使设备完成一系列工艺动作，从而完成对太阳能电池组件的生产。层压机的工作台温度控制与检测、工作腔的压力控制与检测、真空腔的真空度控制与检测、传动系统的控制及精度检测、其余设备动作及检测，均通过plc来完成，压力、温度、真空、位置等传感器信号实时接入plc，操作人员通过触摸屏监视、操作设备、设定工艺参数、查看数据曲线及报警信息等，plc根据传感器信号和触摸屏的参数设定，按照既定逻辑运行，控制传输、加热、真空泵等设备与功能，从而完成各种工艺动作。当传感器检测到的参数与设定的参数不一致时则触发报警。目前，层压机的报警监控采用远端报警，远端报警主要有三种类型，一种是报警器报警、二是报警指示灯报警、三是plc将报警信息上传上位管理系统mes进行报警；采用第一、二种报警只能进行无差别指示，需要人为确认报警信息进行报警，使得处理报警的效率慢，占用人力多，采用第三种报警系统，mes管理系统一般位于机房或办公室，现场一线人员很难接触到，不能在第一时间发现报警信息，使报警处理延迟。再者，由于报警信息众多，使得plc的工作负荷大，影响plc的扫描周期。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术层压机报警系统报警不能及时被一线人维修人员接收，无法第一时间准确处理解决设备故障的不足，提供一种层压机用报警系统及具有该系统的太阳能电池组件层压生产线。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种层压机报警系统，包括故障检测系统、控制器，故障检测系统至少包括一传感器，所述传感器与控制器的输入端电信号连接；还包括触摸屏和语音播报系统，所述控制器为plc，plc与触摸屏间通过rj45接口通讯，在所述触摸屏内配置有层压机报警及运行状态信息存储模块，报警及运行状态信息存储模块用于存储经plc处理过的层压机报警及运行状态信息；所述语音播报系统与触摸屏间双向通讯获取层压机的报警及运行状态信息，所述语音播报系统包括中央处理单元、通讯处理单元，语音存储及播放单元，中央处理单元与通讯处理单元双向通讯，通讯处理单元与触摸屏通过rs485接口双向通讯实现所述的音播报系统与触摸屏间双向通讯、向语音播报系统提供层压机的报警和运行状态数据，每一条报警信息对应一id号，语音存储及播放单元包括语音播放及功效模块和语音存储模块，语音播放及功效模块与中央处理单元双向通讯，语音存储模块负责存储语音报警信息，所述的语音报警信息包括自定义的设备位置信息及语音报警信息，每个语音报警信息分配有一个
代码编号，语音存储模块与语音播放及功效单元双向通讯，中央处理单元据收到的报警信息id控制语音播放及功效模块从语音存储模块中调取相应编号的音频文件及设备位置信息，再由语音播放及功效模块按设定的顺序播放设备位置信息及语音报警信息，实施音频输出；所述的中央处理单元配备有解码芯片，解码芯片用于当发现报警信息时将接收到的触摸屏传输来的通讯数字编码或序列编码报警信息转换成语音播报器可识别的控制命令；所述的语音播放及功效单元配置有语音芯片，所述语音芯片负责输出播放具体报警信息，收到中央处理单元的通讯信息后，在语音存储模块内找到对应的语音，并按照设定的播报音量、播报次数、播报方式等参数，将具体内容通过语音播放及功效模块输出；所述的语音播放及功效单元先播放设备位置信息再播放语音报警信息； 和/或所述的语音芯片为wt2008hm09、配置外挂flash；所述语音存储单元配置有tf卡，所述语音报警信息存储于所述tf卡，所述tf卡配置有两个存储区，一个存储区用于存储所述的设备位置自定义信息，另一个存储区用于存储层压机的所有语音报警信息；故障检测系统检测到的每一条报警信息及id预先定义在所述控制器和/或所述触摸屏寄存器地址中，每个报警信息对应寄存器的一位，通讯处理单元防问故障检测系统的寄存器地址；还设置运行状态指示器，运行状态指示器分别与中央处理单元和通讯处理单元通讯连接，指示通讯状态和中央处理器的工作状态。
5.一种太阳能电池组件层压生产线，包括至少两台层压机，各台层压机均包括故障检测报警系统及控制器和触摸屏，每台层压机的故障检测报警系统的传感器均分别与控制器的输入端电信号连接，每台层压机的控制器与触摸屏间通过rj45通讯接口相连通讯连接，各台层压机触摸屏的串口与同一报语音播报系统的通讯处理单元通过rs485串口相连，在语音存储模块内存储所有各台层压机的报警数据并编号，采用上述的语音播报系统；在语音存储模块内存储有每台设备的位置语音信息，并为每台设备的位置语音信息进行编号，语音播放及功效模块播放相应编号的位置语音信息及对应的故障报警语音信息。
6.本发明具有以下有益效果：采用本发明结构的报警语音系统，触摸屏和plc通过rj45通讯接口相连，语音播报系统通过rs485串口与层压机触摸屏的串口相连，触摸屏内设置有报警信息及运行状态存储模块，触摸屏从plc读取相应的信息在报警信息及运行状态存储模块内存储、予以显示和记录，语音播报系统的中央处理单元通过通讯处理单元与触摸屏双向通讯，读取触摸屏的报警信息及其他想要播报的信息，由中央处理单元通过通讯处理单元直接从触摸屏内调用报警信息，并控制语音存储及播放单元播报相应的报警信息，因此减轻了控制器的通讯负担，减少了控制器同时处理的数据的量，保证了控制器的扫描周期，保证了控制器的处理速度，每个报警信息对应一个id，由于语音报警信息包括自定义的设备位置信息及语音报警信息，每个语音报警信息分配有一个代码编号，中央处理单元据收到的报警信息id控制语音播放及功效模块从语音存储模块中调取相应编号的音频文件及设备位置信息，再由语音
播放及功效模块按设定的顺序播放设备位置信息及语音报警信息，实施音频输出，因此，只要将音频输出设备比如音箱等设置在车间进行播放，现场人员据播报的信息可以获知发生故障的设备及具体的故障信息，可以对设备的故障进行及时处理，提高了设备维护维修应及处理能力。
7.采用本发明结构的太阳能电池组件层压机生产线，语音播报系统的通讯处理单元通过rs485串口与台层压机触摸屏的串口相连，语言播报系统的语音存储及播放单元负责多台层压机的报警语音播放，节约语音播报系统的数量，有利于终端管理，同时由于每台设备具有对应的位置信息和报警信息可以方便相关人员找到相应的设备及故障。
附图说明
8.图1为本发明层压机报警系统控制原理实施例结构示意图；图2为本发明层压机报警系统通讯处理单元与语音播放及功效单元通讯参数配置实施例；图3为本发明层压机报警系统设备硬件间的对接模式实施例；图4为本发明层压机报警系统modbus通讯数据访问地址表（本发明中采用16bit寄存器方式，功能码04）；图5实本用新型层压机报警系统控制器或触摸屏寄存器地址的每一位的报警信息及id；图6为本用新型层压机报警系统语音芯片引脚配置。
9.附图标记说明，100、控制器；200、触摸屏；300、语音播报系统；301、供电单元；302、中央处理单元；303、通讯处理单元；304、语音存储及播放单元；3041、语音播放及功效模块；3042、语音存储模块；305、音频输出接口、306、tf卡接入口；307、通讯接口r485；308、运行状态指示器。
实施方式
10.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制。
11.如图1-6所示，本发明实施例结构的层压机报警系统包括控制器100、触摸屏200、语音播报系统300及故障检测系统，故障检测系统至少包括层压温度检测传感器、层压腔压力传感器和层压腔真空检测传感器之一，故障检测系统的各传感器均分别与控制器100的输入端电信号连接，控制器优选plc，触摸屏与控制器间通过rj45通讯接口相连通讯连接。触摸屏200内配备有报警及运行状态信息存储模块，触摸屏的报警及运行状态信息存储模块用于存储经plc处理过的报警和运行状态数据，通过触摸屏显示和操作plc的数据，触摸屏与语音播报系统300双向通讯、向语音播报系统提供层压机的报警和运行状态数据。每一条报警信息及id预先定义在触摸屏和/或控制器的寄存器地址中，每个报警信息对应寄存器的一位，比如，设置寄存器2的第0位为真空泵1过流报警，第2位为台1层压次数到报警。
12.语音播报系统300包括供电单元301、中央处理单元302、通讯处理单元303、语音存
储及播放单元304，供电单元与中央处理单元、通讯处理单元、语音存储及播放单元的电源接口连接，为各单元供电。
13.中央处理单元302配置有处理器及解码芯片，处理器负责运行程序、处理逻辑，解码芯片负责解码，通讯处理单元303与中央处理单元302双向通讯，通讯处理单元通过rs485串口与层压机触摸屏的串口相连，语音存储及播放单元304用于存储和播放报警语音，语音存储及播放单元304包括语音播放及功效模块3041和语音存储模块3042，语音播放及功效模块3041与中央处理单元双向通讯，在语音播放及功效模块301中具有语音芯片，语音芯片负责输出播放具体报警信息，收到中央处理单元的通讯信息后，在语音存储模块内找到对应的语音，并按照设定的播报音量、播报次数、播报方式等参数，将具体内容通过语音播放及功效模块输出至音箱设备。语音存储模块负责存储语音报警信息，其内存储有预先录制好的语音报警信息，每个语音报警信息分配有一个代码编号，语音存储模块与语音播放及功效单元双向通讯，中央处理单元控制语音播放及功效模块从语音存储模块中调取相应编号的音频文件再由语音播放及功效模块播放，实施音频输出，相当于选择mp3放音乐，本发明中，语音存储模块采用 tf卡存储语音信息，其设置两个存储区，每个存储区预先存储有一部分语音播报内容，一个存储区内存储的是客户自定义部分，自定义设备位置信息，例：“某某车间某某机”。由客户定义好后保存在这一存储区内。二是，将本层压机的所有报警信息汇总，并转化为mp3格式语音，作为标准语音库存储于tf卡的第二个存储区上，每条语音对应一个唯一的编码，例如从001-255，语音mp3id从001开始依次对应真空泵1过流报警，002对应台1层压次数到报警等等，语音芯片处理协调播放内容及两个部分的播放顺序，比如语音芯片控制播放语音为“某某车间某某机”+“一段下真空报警，请检查”。语音芯片优先选用wt2008hm09配置有外挂flash，wt2008hm09语音芯片为一功能强大的工业语音模块，采用了高性能32位处理器、最高频率可达120mhz、具有低成本、低功耗、高可靠性、通用性强等特点。配置有文件索引播放、插播、单曲循环、所有曲目循环、随机播放等功能模块。采用文件索引播放模式，索引源头来自于modbus rtu 通讯协议和语音存贮单元的通讯识别。芯片引脚配置如图6所示。针脚3/4，通过uart 异步串口数据输入输出，与hmi的串口进行连接，通讯数据内容。本发明中，在语音存储模块与存储接口间优先选用了type-c的通讯接口，相比以往存储数据依靠串口写入耗费大量通讯时间的情况减少了通讯时间，本专利申请向标准的type-c接口靠拢，依靠一根手机充电线，一台通用电脑或者手机，就可以实现语音播报文件的更新，极大的提升了便利性，效率也得到的明显提升。语音报警信息文件通过tf卡接入口306接入传输到tf卡内。
14.通讯处理单元负责与层压机触摸屏进行双向通讯，实时读取层压机运行状态或报警信息，读取报警id。通讯处理单元优选采用modbus串口通讯，层压机控制器作为主站，语音播报系统作为从站，可根据需要增加从站的数量，只需分别设定modbus通讯地址即可。本发明的语音芯片部分选用了标准modbus的通讯芯片，直接集成到电路板。在数据源头处，以图2所示的配置，进行modbusrtu的基础配置，和播报系统的通讯参数相匹配。设备硬件以图3所示的模式对接：本发明设备中，通讯处理单元采用modbusrtu协议。modbus rtu 协议使用master/slave技术在设备之间进行通信。这意味着，任何使用 modbus rtu 协议的应用程序都将有一个 modbus 主站和至少一个 modbus 从站。modbus master 通常是一台运行软件的主机监控计算机，它将与一个或多个 modbus slave 设备进行通信。基于层压机的
单plc多语音系统，以及多plc单语音系统，需要灵活选择主从系统结构。
15.如图4示出了modbus通讯数据访问地址表，本发明实施例中采用16bit寄存器，功能码04。提前定义好具体寄存器地址的每一位的报警信息及id，如图5所示，比如设置寄存器2的第0位为真空泵1过流报警，第二位为台1层压次数到报警，
……
，语音mp3id从001开始依次对应真空泵1过流报警，台1层压次数到报警等等，以此类推。语音报警模块的语音id和该通讯地址一一对应。当从层压机控制器读取到某一位地址为1时，即代表，该报警成立。通过中央处理单元，控制语音播放及功效模块播放对应id的mp3语音文件。
16.使用时，通过通讯处理单元从触摸屏调用层压机的报警信息及运行状态数据，并进行处理分析，当发现报警信息时由解码芯片将接收到的触摸屏传输来的通讯数字编码或序列编码报警信息转换成语音播报器可识别的控制命令，比如，数字或文字编码信号，向语音存储及播放单元发出控制信号，控制语音播放及功效单元播放存储单元内存储的与数字或文字编码所对应的语音信息，通讯处理单元和中央处理单元的通讯接口连接，通讯处理单元负责通讯，与触摸屏通过通讯接口r485建立通讯连接，中央处理单元通过通讯处理单元和触摸屏建立通讯，通讯处理单元接收中央处理单元的指令时时从触摸屏读取层压机的运行状态和报警信息，通信处理单元从触摸屏获取的运行状态和报警信息发送给中央处理单元，中央处理单元读取触摸屏当中的报警id，解码芯片将报警id解码。中央处理单元直接向触摸屏获取，为了解决层压机报警信息量数据庞大的问题,通讯读取数据位，寄存器不同的位对应不同的报警id，大大减少了通讯所占用的资源和时间。在语音播放及功效单元设置有音频输出接口306，通过音频输出接口306连接音箱。一个比较好的方案中设置运行状态指示器308，运行状态指示器分别与中央处理单元和通讯处理单元通讯连接，指示通讯状态和中央处理器的工作状态。
17.本发明还提供一种太阳能电池组件层压生产线，包括多台层压机，每台层压机配备有故障检测报警系统、控制器和触摸屏，每台层压机的故障检测报警系统的传感器均分别与控制器的输入端电信号连接，每台层压机的控制器与触摸屏间通过rj45通讯接口相连通讯连接。各台层压机触摸屏的串口与通讯处理单元通过rs485串口相连。在语音存储模块内存储所有各台层压机的报警数据并编号。并存储每台设备的位置语音信息，每台设备的位置语音信息具有编号，中央处理单元的处理器识别故障设备的位置信息，并控制语音播放及功效模块播放相应编号的位置语音信息及对应的故障报警语音信息。比如，在每生产线中具有8台层压机，编号从001到008，具有三条生产线也就是三个车间，在语音存储及报警模块内存储有24条设备位置语音信息，比如存储的设备信息为“第三车间第001号设备”“第二车间第005号设备”等，以方便相关人员很快地识别到故障设备的位置信息和故障信息，进行及时处理。

技术特征：
1.一种层压机报警系统，其特征在于，包括故障检测系统、控制器，故障检测系统至少包括一传感器，所述传感器与控制器的输入端电信号连接；还包括触摸屏和语音播报系统，所述控制器为plc，plc与触摸屏间通过rj45接口通讯，在所述触摸屏内配置有层压机报警及运行状态信息存储模块，报警及运行状态信息存储模块用于存储经plc处理过的层压机报警及运行状态信息；所述语音播报系统与触摸屏间双向通讯获取层压机的报警及运行状态信息，所述语音播报系统包括中央处理单元、通讯处理单元，语音存储及播放单元，中央处理单元与通讯处理单元双向通讯，通讯处理单元与触摸屏通过rs485接口双向通讯实现所述的音播报系统与触摸屏间双向通讯、向语音播报系统提供层压机的报警和运行状态数据，每一条报警信息对应一id号，语音存储及播放单元包括语音播放及功效模块和语音存储模块，语音播放及功效模块与中央处理单元双向通讯，语音存储模块负责存储语音报警信息，所述的语音报警信息包括自定义的设备位置信息及语音报警信息，每个语音报警信息分配有一个代码编号，语音存储模块与语音播放及功效单元双向通讯，中央处理单元据收到的报警信息id控制语音播放及功效模块从语音存储模块中调取相应编号的音频文件及设备位置信息，再由语音播放及功效模块按设定的顺序播放设备位置信息及语音报警信息，实施音频输出。2.根据权利要求1所述的层压机报警系统，其特征在于：所述的中央处理单元配备有解码芯片，解码芯片用于当发现报警信息时将接收到的触摸屏传输来的通讯数字编码或序列编码报警信息转换成语音播报器可识别的控制命令。3.根据权利要求3所述的层压机报警系统，其特征在于：所述的语音播放及功效单元配置有语音芯片，所述语音芯片负责输出播放具体报警信息，收到中央处理单元的通讯信息后，在语音存储模块内找到对应的语音，并按照设定的播报音量、播报次数、播报方式等参数，将具体内容通过语音播放及功效模块输出。4.根据权利要求3所述的层压机报警系统，其特征在于：所述的语音播放及功效单元先播放设备位置信息再播放语音报警信息； 和/或所述的语音芯片为wt2008hm09、配置外挂flash。5.根据权利要求3所述的层压机报警系统，其特征在于：所述语音存储单元配置有tf卡，所述语音报警信息存储于所述tf卡，所述tf卡配置有两个存储区，一个存储区用于存储所述的设备位置自定义信息，另一个存储区用于存储层压机的所有语音报警信息。6.根据权利要求3所述的层压机报警系统，其特征在于：故障检测系统检测到的每一条报警信息及id预先定义在所述控制器和/或所述触摸屏寄存器地址中，每个报警信息对应寄存器的一位，通讯处理单元防问故障检测系统的寄存器地址。7.根据权利要求2所述的层压机报警系统，其特征在于：还设置运行状态指示器，运行状态指示器分别与中央处理单元和通讯处理单元通讯连接，指示通讯状态和中央处理器的工作状态。8.一种太阳能电池组件层压生产线，其特征在于：包括至少两台层压机，各台层压机均包括故障检测报警系统及控制器和触摸屏，每台层压机的故障检测报警系统的传感器均分别与控制器的输入端电信号连接，每台层压机的控制器与触摸屏间通过rj45通讯接口相连通讯连接，各台层压机触摸屏的串口与同一报语音播报系统的通讯处理单元通过rs485串口相连，在语音存储模块内存储所有各台层压机的报警数据并编号，采用权利要求1-7各项
之一所述的语音播报系统。9.如权利要求8所述的一种太阳能电池组件层压生产线，其特征在于，在语音存储模块内存储有每台设备的位置语音信息，并为每台设备的位置语音信息进行编号，语音播放及功效模块播放相应编号的位置语音信息及对应的故障报警语音信息。

技术总结
本发明的目的是针对现有技术层压机报警系统报警不能及时被一线人维修人员接收，无法第一时间准确处理解决设备故障的不足，提供一种层压机用报警系统及具有该系统的太阳能电池组件层压生产线，报警系统，包括故障检测系统、控制器，故障检测系统至少包括一传感器，传感器与控制器的输入端电信号连接，层压生产线，包括至少两台层压机，各台层压机均包括故障检测报警系统及控制器和触摸屏，采用本发明提供的层压机报警系统及太阳能电池组件层压生产线可以对设备的故障进行及时处理，提高了设备维护维修应及处理能力，节约语音播报系统的数量，有利于终端管理，由于每台设备具有对应的位置信息和报警信息可以方便相关人员找到相应的设备及故障。到相应的设备及故障。到相应的设备及故障。


技术研发人员：杨良 岳世伟 牛云龙
受保护的技术使用者：秦皇岛金辰太阳能设备有限公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/6/28