CN103780689A - 自动化生产线设备数据采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化生产线设备数据采集方法，该方法通过Web系统、生产线工作站系统、OPC服务器等装置对生产线上的各个设备的生产数据进行监听并存储到数据库内。该方法对整个生产系统进行产线、工序流程、工序参数、设备类型、设备参数、OPC服务、通讯协议的全方位设置、管理；如需增加设备，只要在中心管理系统增加相应的设备类型，配置好相关的采集参数即可，可有效节约成本；生产过程中通过缓存交互数据，不直接和数据库交互，极大的提高了数据采集的性能；通过心跳检测程序，实时反馈生产设备的异常，保证生产数据完整性。

Description

自动化生产线设备数据采集方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化生产设备，特别涉及一种用于对自动化生产设备进行数据采集的方法和系统。

背景技术

随着生产制造业的产业升级，越来越多的企业开始进行精益生产，力求做到整个生产工艺流程的质量追溯。在电子、汽车部件、机械制造等行业，生产自动化程度已较高，很多工位都是由数控机床、扭矩控制器、压力控制器、贴片机或其他一些工控设备进行半自动、全自动生产，相应的生产数据都暂存在这些自动化设备中，而这些数据又是相互独立的。如何通过一套系统高效、而又自动化的采集各种生产设备的生产数据，是整个制造业质量追溯系统的核心步骤。

目前传统的方式是通过单台PC来采集单个设备的数据，然后再汇总到中心数据库。采用这种方法存在如下缺陷：1）为每个设备配置PC，会造成整个系统的硬件成本高企；2）由于PC的增多，网络变的更复杂和脆弱，对日常维护造成很大的麻烦；3）系统扩展性不强，如果要增加类似的设备，或者在PC端再部署一套系统，这样就会增加企业成本。因此目前这种生产线数据采集方法以不能满足自动化生产需要，因此有必要设计一种新型的自动化生产设备进行数据采集方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的一个目的在于提供一种高效、便捷的自动化生产线设备数据采集方法；本发明的另一个目的是提供一种实现上述采集方法的自动化生产线设备数据采集系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供自动化生产线设备数据采集方法，其包括如下步骤：

1）根据自动化生产线上各种设备的不同协议类型，将支持OPC相关协议的设备与OPC连接；将支持COM开放协议的设备与生产线工作站系统中的串口交换机连接；将支持TCP开放协议的设备与生产线工作站系统中的网口交换机连接；

2）通过Web系统配置产线的全局属性；

3）生产线工作站系统启动时从Web系统中同步本产线所有相关配置，并存入缓存；

4）产线工作站初始化时，根据设备在Web系统的协议类型，连接每个设备，并启用OPC监听、TCP监听或COM监听；

5）将监听到的每个设备数据写入工作站数据库。

优选地，在进行数据监听采集时，定时通过心跳程序检测设备是否连接正常，保证生产完整性；在发现异常时，立即在生产线工作站系统提示，或通过产线上的报警装置给予提示。

本发明还公开了一种实现上述方法的自动化生产线设备数据采集系统，其包括：Web系统，所述Web系统用于设置产线的全局属性；生产线工作站系统，所述生产线工作站系统用于设备生产数据监听，所述生产线工作站系统内设有串口交换机和网口交换机，所述串口交换机与支持COM开放协议的设备连接，所述网口交换机与支持TCP开放协议的设备连接；OPC服务器，所述OPC服务器与支持OPC协议的设备连接，所述OPC服务器与所述生产线工作站系统连接；数据库，所述数据库与所述生产线工作站系统连接，所述数据库用于存储所述生产线工作站系统监听到的生产数据。

优选地，所述生产线工作站系统还与一心跳程序检测单元，所述心跳程序检测单元用于定时检测设备是否连接正常。

优选地，所述心跳程序检测单元还与一报警装置连接。

如上所述，本发明的自动化生产线设备数据采集方法及系统具有以下有益效果：1）该方法对整个生产系统进行产线、工序流程、工序参数、设备类型、设备参数、OPC服务、通讯协议的全方位设置、管理；如需增加设备，只要在中心管理系统增加相应的设备类型，配置好相关的采集参数即可，可有效节约成本；2)生产过程中通过缓存交互数据，不直接和数据库交互，极大的提高了数据采集的性能；3)通过心跳检测程序，实时反馈生产设备的异常，保证生产数据完整性。

附图说明

图1为本发明实施例的系统框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，该自动化生产线设备数据采集系统包括：Web系统、生产线工作站系统，OPC服务器和数据库。Web系统用于设置产线的全局属性；生产线工作站系统用于设备生产数据监听，生产线工作站系统内设有串口交换机和网口交换机，串口交换机与支持COM开放协议的设备（设备4、设备5）连接，网口交换机与支持TCP开放协议的设备（设备6、设备7）连接；OPC服务器与支持OPC相关协议的设备（设备1、设备2、设备3）连接，OPC服务器与生产线工作站系统连接；数据库与生产线工作站系统连接。

作为一种优选方式，生产线工作站系统还与一心跳程序检测单元，心跳程序检测单元用于定时检测设备是否连接正常。心跳程序检测单元还与一报警装置连接，但心跳程序检测单元检测到设备连接异常时，报警装置可发出报警提示，报警装置可以为蜂鸣器或指示灯。

该自动化生产线设备数据采集系统工作时，首先通过Web系统配置和管理产线的全局属性，全局属性主要包括产线、工序流程、工序参数、设备类型、设备参数、PLC参数设置等属性；生产线工作站系统启动时从Web系统中同步本产线所有相关配置，并存入缓存；产线工作站初始化时，根据设备在Web系统的协议类型，连接每个设备，并启用OPC监听、TCP监听或COM监听；将监听到的每个设备数据写入工作站数据库。同时心跳程序检测单元可通过心跳程序定时对检测设备是否连接正常，保证生产完整性；在发现异常时，立即在生产线工作站系统提示，或通过产线指示灯/蜂鸣器给予提示。

本发明的自动化生产线设备数据采集方法及系统具有以下有益效果：1）该方法对整个生产系统进行产线、工序流程、工序参数、设备类型、设备参数、OPC服务、通讯协议的全方位设置、管理；如需增加设备，只要在中心管理系统增加相应的设备类型，配置好相关的采集参数即可，可有效节约成本；2)生产过程中通过缓存交互数据，不直接和数据库交互，极大的提高了数据采集的性能；3)通过心跳检测程序，实时反馈生产设备的异常，保证生产数据完整性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种自动化生产线设备数据采集方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1）根据自动化生产线上各种设备的不同协议类型，将支持OPC相关协议的设备与OPC连接；将支持COM开放协议的设备与生产线工作站系统中的串口交换机连接；将支持TCP开放协议的设备与生产线工作站系统中的网口交换机连接；

2）通过Web系统配置产线的全局属性；

3）生产线工作站系统启动时从Web系统中同步本产线所有相关配置，并存入缓存；

4）产线工作站初始化时，根据设备在Web系统的协议类型，连接每个设备，并启用OPC监听、TCP监听或COM监听；

5）将监听到的每个设备数据写入工作站数据库。

2.根据权利要求1所述的自动化生产线设备数据采集方法，其特征在于：在进行数据监听采集时，定时通过心跳程序检测设备是否连接正常，保证生产完整性；在发现异常时，立即在生产线工作站系统提示，或通过产线上的报警装置给予提示。

3.一种自动化生产线设备数据采集系统，其特征在于，其包括：

Web系统，所述Web系统用于设置产线的全局属性；

生产线工作站系统，所述生产线工作站系统用于设备生产数据监听，所述生产线工作站系统内设有串口交换机和网口交换机，所述串口交换机与支持COM开放协议的设备连接，所述网口交换机与支持TCP开放协议的设备连接；

OPC服务器，所述OPC服务器与支持OPC协议的设备连接，所述OPC服务器与所述生产线工作站系统连接；

数据库，所述数据库与所述生产线工作站系统连接，所述数据库用于存储所述生产线工作站系统监听到的生产数据。

4.根据权利要求1所述的自动化生产线设备数据采集系统，其特征在于：所述生产线工作站系统还与一心跳程序检测单元，所述心跳程序检测单元用于定时检测设备是否连接正常。

5.根据权利要求4所述的自动化生产线设备数据采集系统，其特征在于：所述心跳程序检测单元还与一报警装置连接。

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