CN104965497B - 在线式生产数据快速生成与管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了在线式生产数据快速生成与管理方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)设置工控机，及与该工控机连接一级PLC控制器和与一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器；(2)于工控机内设置基于wincc架构的数据处理系统；(3)所述数据处理系统通过图形编辑器创建数据表格，并将静态文本、I/O域、组合框和按钮，编辑到创建的数据表格内；(4)根据产品生产数据创建变量，并建立变量数据库；(5)设置VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据；(6)选定日期、产线和设备，判断调出的数据是否与归档数据一致；若不一致，跳转至VBS脚本，重新调出变量数据；若一致，则完成数据查询，并显示。本发明还公开了实施该方法的系统。
Description
技术领域
本发明涉及产品生产领域，具体涉及在线式生产数据快速生成与管理方法，及实施该方法的系统。
背景技术
在工厂生产中，设备的生产情况与状态往往关系到产品的质量与数量，所以对设备的良品产出数、不良品数、设备停机时间等数据都要进行统计与分析，为以后设备的维修与改进都有很大的帮助，因此数据对生产线来说尤为重要。每台设备都会有记录产品个数机构，通过PLC记录并将数据传输到触摸屏显示，过去是用人工笔录触摸屏生产数据，此方法消耗了生产线员工工时，而且数据准确性不高，还有对过去数据的整合时不够快速与方便。对多台设备数据分析时，整合各设备数据的工作量大，不够直观，摘抄过程中容易出错。
使用笔录采集设备数据时，增加了生产线员工的工作量，而且人工笔录数据不够准确，可能因为奖金问题虚报数据，不能真实反映设备真实情况，对公司造成影响。对过去数据的保管麻烦，笔录使用的纸张繁多，翻查单台设备过去数据时，查找不方便，不够快捷。对多台设备综合分析时，要整合各设备数据的工作量大，不够直观清晰，摘抄数据时容易出错，翻查多台设备的过去历史数据时花费大量的人力物力，而且浪费工时。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种快速准确的生产数据查询方法，及实施该方法的系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
在线式生产数据快速生成与管理方法，其包括以下步骤：
(1)设置工控机，及与该工控机连接一级PLC控制器和与一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器，并通过二级PLC控制器获取产品生产数据；
(2)于工控机内设置基于wincc架构的数据处理系统；
(3)所述数据处理系统通过图形编辑器创建数据表格，并将静态文本、I/O域、组合框和按钮，编辑到创建的数据表格内；
(4)根据产品生产数据创建变量，并建立变量数据库；
(5)设置VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据；
(6)选定日期、产线和设备，判断调出的数据是否与归档数据一致；若不一致，跳转至VBS脚本，重新调出变量数据；若一致，则完成数据查询，并显示；
(6)于工控机内设置基于SOA架构的远程在线管理系统，通过Web Services接口来封装和访问实现系统功能协同；其包括自上而下相互连接并交互通讯的前端远程访问层、流程层、服务组件层和资源层；
(7)所述的服务组件层通过Web服务封装器，将资源层提供的查询功能封装成服务，并提供基于Web Services的统一接口，当前端远程访问层发出数据调用信息时，流程层产生服务请求，并将请求传至业务服务层进行分析处理，然后由服务组件层通过WebServices接口来调用步骤(6)中通过VBS脚本调出的生产数据，并通过服务组件层将生产数据反馈至前端远程访问层，实现远程在线生产管理。
静态文本是对组合框和I/O域的说明，如“查询日期”，“查询产线”，“白班”等；I/O域组态着显示变量，I/O域都显示着0数值，表格置顶的“年月日”也是I/O域；组合框组态着查询变量，组合框即为白色背景色的方框；按钮的事件按键里组态着调用数据的VBS脚本，按钮是背景色为蓝色的3D方框，而且可以添加文本注释该按钮的功能，图中的查询栏的靠左按钮是查询某个日期的每个班次每台设备的良品数、不良品等数据显示在左边的表格中，而靠右边按钮是查询某个日期一台设备每个小时的良品数、不良品数等数据显示在右边的表格中。
步骤(1)所述的二级PLC控制器，通过传感器获取产品的生产数据，然后通过Modbus通讯协议，将数据传送至一级PLC控制器，工控机通过Profibus通讯协议，读取一级PLC控制器中的数据。
所述步骤(4)包括：创建归档变量、显示变量、查询变量和数据库地址变量，步骤(6)所述归档数据为存储于工控机中的归档变量。
归档变量用于接下来的归档，存储在电脑的硬盘中，方便以后的调用。
显示变量将组态到表格内的相应的I/O域中。
查询变量组态在表格的组合框上，选定不同的选定文本时，查询变量的数值会根据改变，用于区分要查询的日期，产线和设备，方便VBS脚本的调用。
每个新建的Wincc项目中，运行时存放的数据库地址都不一样，同一个项目不同的电脑不同的文件路径都会改变数据库地址，加上Wincc编辑的VBS脚本众多，调用的数据库地址改变时，有使用数据库地址的VBS脚本的地址都要随之更改，增加了维修工作量，所以为了方便，将数据库地址存放在变量里，然后用VBS脚本提取变量的Value，即使数据库变更时，只要更改变量的Value地址就可以实现VBS脚本的数据库地址更改。
所述步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)自定义形参变量，VBS脚本声明访问变量数据库，并连接变量数据库；
(5.2)定义要查询的变量、时间段和需要取得的最大值；
(5.3)访问变量数据表，判断在定义的时间段内是否有数据；
(5.4)如果有数据，则将时间段内最大的数值输入给显示变量，如果没有数据，则将数值0输入给显示变量；
(5.5)结束访问变量数据库，释放形参变量；
(5.6)编译脚本是否出错，若提示出错，则回到步骤(5.2)，若不提示出错，则保存脚本，并显示于表格中，完成VBS脚本数据查询。
所述的前端远程访问层提供统一的用户接口、统一的用户界面、操作方法和数据表示，用户根据相应的权限，通过这个接口访问对应的信息资源；所述流程层包括生产逻辑系统，将生产工艺打包成WebService服务，通过Web服务集成平台提供各种服务；所述服务组件层包括Web应用框架和工作流服务，其中Web应用框架为基于MVC(模型-视图-控制器)框架，并基于JavaEE和XML工具建立的基础Web应用框架；所述的工作流服务包括过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口和工作流程调度引擎，通过所述过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口和工作流程调度引擎相互协作，完成监督、控制生产的运行情况。
实施所述在线式生产数据快速生成与管理方法的系统，其包括：一工控机，及与该工控机连接的一级PLC控制器和与一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器，并通过二级PLC控制器获取产品生产数据。
于工控机内嵌入有基于wincc架构的数据处理系统；及VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据。
所述的二级PLC控制器上设有传感器连接接口，通过该传感器连接接口与设于生产设备上的传感器相连接，并相互通信，获取产品的生产数据。
于二级PLC控制器及一级PLC控制器上，还设有Modbus通讯接口，二级PLC控制器与一级PLC控制器，通过总线连接Modbus通讯接口，实现相互通信；所述工控机及一级PLC控制器上，设有Profibus通讯接口，工控机与一级PLC控制器通过总线连接Profibus通讯接口，实现相互通信。
于数据处理系统内还设有数据采集与监视控制装置，实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警。
本发明的有益效果是：
1、PLC利用传感器以及机械动作收集需要的数据，通过分享数据，减少了人工笔录，而且真实反映设备数据，不可人工更改，保证数据准确性。
2、利用PLC与Wincc软件组建的系统，可以很稳定的将PLC收集的数据稳定的传送给Wincc软件，可以减少繁多的纸张，而且传输速度快，可以及时统计数据分析数据，到达早发现早处理的效果。
3、可以将传输上来的系统数据进行存储，避免了过去数据丢失，不用像笔录数据要储存繁多的纸张，电脑保存的时间也比较长。
4、制作规划好的表格，可以很清晰的查看系统数据，同时也可以查询过去的各设备的数据，方便快捷，不用翻查过去笔录数据的纸张。
5、可通过远程客户端，对工控机中的数据进行调用，从而可实时掌握生产状况。
附图说明
图1为本发明整体流程图；
图2为VBS脚本流程图。
具体实施方式
实施例：参见图1和图2，本实施例提供在线式生产数据快速生成与管理方法，其包括以下步骤：
(1)设置工控机，及与该工控机连接一级PLC控制器和与一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器，并通过二级PLC控制器获取产品生产数据；
(2)于工控机内设置基于wincc架构的数据处理系统；
(3)所述数据处理系统通过图形编辑器创建数据表格，并将静态文本、I/O域、组合框和按钮，编辑到创建的数据表格内；
静态文本是对组合框和I/O域的说明，如“查询日期”，“查询产线”，“白班”等；I/O域组态着显示变量，I/O域都显示着0数值，表格置顶的“年月日”也是I/O域；组合框组态着查询变量，组合框即为白色背景色的方框；按钮的事件按键里组态着调用数据的VBS脚本，按钮是背景色为蓝色的3D方框，而且可以添加文本注释该按钮的功能，图中的查询栏的靠左按钮是查询某个日期的每个班次每台设备的良品数、不良品等数据显示在左边的表格中，而靠右边按钮是查询某个日期一台设备每个小时的良品数、不良品数等数据显示在右边的表格中。
(4)根据产品生产数据创建变量，并建立变量数据库；
(5)设置VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据；
(6)选定日期、产线和设备，判断调出的数据是否与归档数据一致；若不一致，跳转至VBS脚本，重新调出变量数据；若一致，则完成数据查询，并显示；
(6)于工控机内设置基于SOA架构的远程在线管理系统，通过Web Services接口来封装和访问实现系统功能协同；其包括自上而下相互连接并交互通讯的前端远程访问层、流程层、服务组件层和资源层；
(7)所述的服务组件层通过Web服务封装器，将资源层提供的查询功能封装成服务，并提供基于Web Services的统一接口，当前端远程访问层发出数据调用信息时，流程层产生服务请求，并将请求传至业务服务层进行分析处理，然后由服务组件层通过WebServices接口来调用步骤(6)中通过VBS脚本调出的生产数据，并通过服务组件层将生产数据反馈至前端远程访问层，实现远程在线生产管理。
步骤(1)所述的二级PLC控制器，通过传感器获取产品的生产数据，然后通过Modbus通讯协议，将数据传送至一级PLC控制器，工控机通过Profibus通讯协议，读取一级PLC控制器中的数据。
所述步骤(4)包括：创建归档变量、显示变量、查询变量和数据库地址变量，步骤(6)所述归档数据为存储于工控机中的归档变量。
归档变量用于接下来的归档，存储在电脑的硬盘中，方便以后的调用。
显示变量将组态到表格内的相应的I/O域中。
查询变量组态在表格的组合框上，选定不同的选定文本时，查询变量的数值会根据改变，用于区分要查询的日期，产线和设备，方便VBS脚本的调用。
每个新建的Wincc项目中，运行时存放的数据库地址都不一样，同一个项目不同的电脑不同的文件路径都会改变数据库地址，加上Wincc编辑的VBS脚本众多，调用的数据库地址改变时，有使用数据库地址的VBS脚本的地址都要随之更改，增加了维修工作量，所以为了方便，将数据库地址存放在变量里，然后用VBS脚本提取变量的Value，即使数据库变更时，只要更改变量的Value地址就可以实现VBS脚本的数据库地址更改。
所述步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)自定义形参变量，VBS脚本声明访问变量数据库，并连接变量数据库；
(5.2)定义要查询的变量、时间段和需要取得的最大值；
(5.3)访问变量数据表，判断在定义的时间段内是否有数据；
(5.4)如果有数据，则将时间段内最大的数值输入给显示变量，如果没有数据，则将数值0输入给显示变量；
(5.5)结束访问变量数据库，释放形参变量；
(5.6)编译脚本是否出错，若提示出错，则回到步骤(5.2)，若不提示出错，则保存脚本，并显示于表格中，完成VBS脚本数据查询。
所述的前端远程访问层提供统一的用户接口、统一的用户界面、操作方法和数据表示，用户根据相应的权限，通过这个接口访问对应的信息资源；所述流程层包括生产逻辑系统，将生产工艺打包成WebService服务，通过Web服务集成平台提供各种服务；所述服务组件层包括Web应用框架和工作流服务，其中Web应用框架为基于MVC(模型-视图-控制器)框架，并基于JavaEE和XML工具建立的基础Web应用框架；所述的工作流服务包括过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口和工作流程调度引擎，通过所述过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口和工作流程调度引擎相互协作，完成监督、控制生产的运行情况。
实施所述在线式生产数据快速生成与管理方法的系统，其包括：一工控机，及与该工控机连接的一级PLC控制器和与一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器，并通过二级PLC控制器获取产品生产数据。
于工控机内嵌入有基于wincc架构的数据处理系统；及VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据。
所述的二级PLC控制器上设有传感器连接接口，通过该传感器连接接口与设于生产设备上的传感器相连接，并相互通信，获取产品的生产数据。
于二级PLC控制器及一级PLC控制器上，还设有Modbus通讯接口，二级PLC控制器与一级PLC控制器，通过总线连接Modbus通讯接口，实现相互通信；所述工控机及一级PLC控制器上，设有Profibus通讯接口，工控机与一级PLC控制器通过总线连接Profibus通讯接口，实现相互通信。
于数据处理系统内还设有数据采集与监视控制装置，实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用与本发明相似方法及系统来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.在线式生产数据快速生成与管理方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)设置一工控机，设置一与该工控机连接的一级PLC控制器，再设置一与该一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器，所述的二级PLC控制器用来获取产品生产数据；
(2)于该工控机内设置基于wincc架构的数据处理系统；
(3)在所述数据处理系统内设置图形编辑器创建数据表格，该系统分别将静态文本、I/O域、组合框和按钮，编辑到创建的数据表格内；根据产品生产数据创建变量，并建立变量数据库；
(4)在所述数据处理系统内，设置VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据；
(5)在所述的工控机操作端，选定日期、产线和设备，判断调出的数据是否与归档数据一致；若不一致，跳转至VBS脚本，重新调出变量数据；若一致，则完成数据查询，并显示；
所述步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)自定义形参变量，VBS脚本声明访问变量数据库，并连接变量数据库；
(5.2)定义要查询的变量、时间段和需要取得的最大值；
(5.3)访问变量数据表，判断在定义的时间段内是否有数据；
(5.4)如果有数据，则将时间段内最大的数值输入给显示变量，如果没有数据，则将数值0输入给显示变量；
(5.5)结束访问变量数据库，释放形参变量；
(5.6)编译脚本是否出错，若提示出错，则回到步骤(5.2)，若不提示出错，则保存脚本，并显示于表格中，完成VBS脚本数据查询；
(6)于工控机内设置基于SOA架构的远程在线管理系统，通过Web Services接口来封装和访问实现系统功能协同；其包括自上而下相互连接并交互通讯的前端远程访问层、流程层、服务组件层和资源层；
(7)步骤(6)所述的服务组件层通过Web服务封装器，将资源层提供的查询功能封装成服务，并提供基于Web Services的统一接口，当前端远程访问层发出数据调用信息时，流程层产生服务请求，并将请求传至业务服务层进行分析处理，然后由服务组件层通过WebServices接口来调用步骤(5)中通过VBS脚本调出的生产数据，并通过服务组件层将生产数据反馈至前端远程访问层，实现远程在线生产管理。
2.根据权利要求1所述的在线式生产数据快速生成与管理方法，其特征在于，步骤(1)所述的二级PLC控制器，通过传感器获取产品的生产数据，然后通过Modbus通讯协议，将数据传送至一级PLC控制器，所述的工控机通过Profibus通讯协议，读取一级PLC控制器中的数据。
3.根据权利要求1所述的在线式生产数据快速生成与管理方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：创建归档变量、显示变量、查询变量和数据库地址变量，步骤(6)所述归档数据为存储于工控机中的归档变量。
4.根据权利要求1所述的在线式生产数据快速生成与管理方法，其特征在于，所述的前端远程访问层提供统一的用户接口、统一的用户界面、操作方法和数据表示，用户根据相应的权限，通过这个接口访问对应的信息资源；所述流程层包括生产逻辑系统，将生产工艺打包成Web Service服务，通过Web服务集成平台提供各种服务；所述服务组件层包括Web应用框架和工作流服务，其中Web应用框架为基于MVC(模型-视图-控制器)框架，并基于JavaEE和XML工具建立的基础Web应用框架；所述的工作流服务包括过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口和工作流程调度引擎，通过所述过程建模工具、组织建模工具、系统监控工具、消息服务、系统接口和工作流程调度引擎相互协作，完成监督、控制生产的运行情况。
5.实施权利要求1～4之一所述在线式生产数据快速生成与管理方法的系统，其特征在于，其包括：一工控机，及与该工控机连接的一级PLC控制器和与一级PLC控制器相连接的二级PLC控制器，并通过二级PLC控制器获取产品生产数据。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，于工控机内嵌入有基于wincc架构的数据处理系统；及VBS脚本，通过该VBS脚本从变量数据库中调出变量数据。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的二级PLC控制器上设有传感器连接接口，通过该传感器连接接口与设于生产设备上的传感器相连接，并相互通信，获取产品的生产数据。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，于二级PLC控制器及一级PLC控制器上，还设有Modbus通讯接口，二级PLC控制器与一级PLC控制器，通过总线连接Modbus通讯接口，实现相互通信；所述工控机及一级PLC控制器上，设有Profibus通讯接口，工控机与一级PLC控制器通过总线连接Profibus通讯接口，实现相互通信。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，于数据处理系统内还设有数据采集与监视控制装置，实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警。
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