CN105302056A - 一种基于rfid的车间机床分布式管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，其包括以下步骤：S1，建立车间机床图例库；S2，根据机床的属性变量，建立车间机床属性变量标准库和机床属性变量数据标准库并储存在数据中心服务器；S3，每个机床设一个机床服务器和RFID标签，机床服务器和RFID标签分别与机床进行机床属性变量数据通信；RFID标签还与移动操作终端通信；S4，数据处理中心服务器读取机床服务器和RFID标签分别采集的现场机床属性变量数据，并将其转换成远程控制终端可识别的数据存储在数据处理中心服务器中；S4，远程控制终端查询与接收：S5，远程控制终端远程控制；S6，预警报警。本发明具有可随时了解机床动态、直观形象的优点。

Description

一种基于RFID的车间机床分布式管理方法

技术领域

本发明涉及车间机床管理领域，特别是一种基于RFID的车间机床分布式管理方法。

背景技术

随着电子技术的发展和自动化水平的提高，制造型企业的车间分布着多台不同种类的机床。机床的分布比较松散，每个机床的运行状态中涉及多种参数的变化，有些参数的变化工程师无法从现场通过观察直接获取，即使企业需要配置足够多的程师去现场管理每一台机床，也可能无法及时获取和管理每一台机床的工作状态。所以，有必要提供一种分布式管理方法来辅助企业工程师来管理更多的车间机床。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，具有可随时了解机床的动态、直观形象的优点。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，包括以下步骤：

S1，建立车间机床图例库：根据机床的位置信息和外形信息，在远程控制终端中对机床进行图例化建模形成车间机床图例库；

S2，根据机床的属性变量，建立车间机床属性变量标准库和机床属性变量数据标准库并储存在数据中心服务器；

S3，每个机床设一个机床服务器和RFID标签，机床服务器和RFID标签分别与机床进行机床属性变量数据通信；RFID标签还与移动操作终端通信；

S4，数据处理中心服务器读取机床服务器和RFID标签分别采集的现场机床属性变量数据，并将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别的数据存储在数据处理中心服务器中；

S5，远程控制终端查询与接收：远程控制终端发出查询请求信息给数据处理中心服务器并接收数据处理中心服务器处理后可识别的现场机床属性变量数据；

S6，远程控制终端远程控制：远程控制终端发出远程控制请求信息给数据处理中心服务器以远程控制车间机床；

S7，预警报警：远程控制终端将接收的现场机床属性变量数据与机床属性变量数据标准库的机床属性变量数据作比较进行校验：若相同，则接收的现场机床属性变量数据为有效机床属性变量数据，远程控制终端继续远程监控车间机床；若不同，则接收的现场机床属性变量数据为无效机床属性变量数据，远程控制终端发出预警信息给预警装置；

其中，数据处理中心服务器为PLC主站，机床服务器为PLC子站；PLC子站之间、PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信。

优选的是，步骤S7还包括：

远程控制终端发出预警信息给预警装置后，远程控制终端发出远程控制指令数据给数据处理中心服务器以调整机床的现场机床属性变量数据。

优选的是，步骤S1中根据机床的位置信息和外形信息进行图例化建模形具体包括以下步骤：

S11，机床服务器获取机床的各种活动的起始位置信息和当前位置信息；

S12，数据处理中心服务器对机床的当前位置信息进行数据转换，获取机床图例化模型的位置变量；

S13，建模软件根据所述位置变量值和所述起始位置信息即可建模，再通过远程控制终端显示。

优选的是，建模软件为基于可视化编辑工具QT框架的C语言编写。

优选的是，所述车间机床图例库的库文件设置为XML格式。

优选的是，所述机床属性变量包括机床的温度、湿度、电机运动速度、运动时间、电压、电流、零件运行位移、零件运行位移。

优选的是，所述移动操作终端是手机和平板电脑中的一种

优选的是，步骤S4中所述数据处理中心服务器将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别数据以及步骤S7中远程控制指令数据的数据包均采用“属性变量地址+数据长度+数据+校验码”的帧格式：

属性变量地址：代表每个属性变量的存储地址；

数据长度：数据和校验码的字节数；

数据：存储地址连续的程序数据，数据内容长度可变，但包总长不超过256个字节；

校验码：奇偶校验码或CRC循环冗余校验码中的一种。

本发明相较于现有技术的有益效果是：

1)本发明提供的一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，通过依次建立机床图例库、建立机床属性变量标准库和机床属性变量数据标准库、读取现场机床属性变量数据、远程控制终端查询与接收、远程控制终端远程控制以及预警报警，完成车间机床的属性变量及其数据监控管理，从而完成车间机床的在线状态监控以及预警，直观形象，方法简单易操作，便于机床的管理，提高了工作效率；通过移动操作终端读取RFID便签内的机床属性数据，方便在车间走动的工作人员随时了解机床运行状态；

2)PLC子站之间、PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信，通信速度快、兼容性强；

3)远程控制终端发出预警信息给预警装置后，远程控制终端发出远程控制指令数据给数据处理中心服务器以调整车间机床的现场机床属性变量数据；远程控制终端不仅可以对车间机床的各属性变量及其数据进行监控，还可以发出远程控制指令数据及时调整车间机床的现场机床属性变量数据，调整及时，操作简便，节省时间，节省人力；

4)基于可视化编辑工具QT框架的C语言编写对位置变量和起始位置信息进行建模，库文件设置为XML格式，提高了建模的准确性、直观性，易于扩展，允许组件编程，集成度高；

5)机床属性变量包括机床的温度、湿度、电机运动速度、运动时间、电压、电流、零件运行位移、零件运行位移，提高机床属性变量提取的准确性，提高机床属性变量标准库建立的准确性；

6)数据处理中心服务器将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别数据以及远程控制指令数据的数据包均采用“属性变量地址+数据长度+数据+校验码”的帧格式，进一步提高远程控制终端与砂型铸造设备之间通信的准确率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明一种基于RFID的车间机床分布式管理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，其包括以下步骤：

S1，建立车间机床图例库：根据机床的位置信息和外形信息，在远程控制终端中对机床进行图例化建模形成车间机床图例库；

S2，根据机床的属性变量，建立车间机床属性变量标准库和机床属性变量数据标准库并储存在数据中心服务器；

S3，每个机床设一个机床服务器和RFID标签，机床服务器和RFID标签分别与机床进行机床属性变量数据通信；RFID标签还与移动操作终端通信；

S4，数据处理中心服务器读取机床服务器和RFID标签分别采集的现场机床属性变量数据，并将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别的数据存储在数据处理中心服务器中；

S5，远程控制终端查询与接收：远程控制终端发出查询请求信息给数据处理中心服务器并接收数据处理中心服务器处理后可识别的现场机床属性变量数据；

S6，远程控制终端远程控制：远程控制终端发出远程控制请求信息给数据处理中心服务器以远程控制车间机床；

S7，预警报警：远程控制终端将接收的现场机床属性变量数据与机床属性变量数据标准库的机床属性变量数据作比较进行校验：若相同，则接收的现场机床属性变量数据为有效机床属性变量数据，远程控制终端继续远程监控车间机床；若不同，则接收的现场机床属性变量数据为无效机床属性变量数据，远程控制终端发出预警信息给预警装置；

其中，数据处理中心服务器为PLC主站，机床服务器为PLC子站；PLC子站之间、PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信。

车间车床的分布式管理，主要是指针对机床本身信息和运行状态信息的管理，其中，车床本身的信息包括车床的形状、零件的磨损程度、使用年限等，车床的运行状态信息包括运行中的温度、零件位移等参数信息。本发明的步骤S1中，外形信息主要是车间车床的的平面或立体形状的结构简化信息，结构简化信息具体包括车床外形和重点工作部件的结构简化，通过对车床外形和重点工作部件的机构简化，在监控系统中对其进行图例化建模形成车间机床图例库，从而使不同的车间机床在监控系统更准确、形象化显示。为了使车床在线状态能够清晰反应到监控系统中，需要对车床建立属性变量标准库以及各属性变量对应的数据范围形成的属性变量数据标准库以备后期在线状态作比较判断。车床的现场属性变量数据需要通过数据处理装置的读取、转换、发送给监控系统可识别地读取，相应地，监控系统发出查询请求信息给数据处理装置并接收数据处理装置处理后可识别的现场属性变量数据；同时，监控系统发出远程控制请求信息给数据处理装置以远程控制车床运行；从而实现监控系统显示车床的在线状态。更进一步地，监控系统将接收的现场属性变量数据与属性变量数据标准库的属性变量数据作比较进行校验：若相同，则接收的现场属性变量数据为有效属性变量数据，监控系统继续远程监控车间车床；若不同，则接收的现场属性变量数据为无效属性变量数据，监控系统发出预警信息给预警装置。另外，针对每个机床设置一个RFID标签，RFID标签分别与机床进行机床属性变量数据通信、与移动操作终端通信以及与监控系统进行数据交换；工作人员在车间走动时，通过移动操作终端读取RFID便签内的机床属性数据即可随时了解机床自身信息和运行状态信息，操作简单方便；而机床服务器为PLC子站的PLC子站之间、数据处理中心服务器为PLC主站的PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信。PLC子站之间、PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信，通信速度快、兼容性强；且易于分布式管理各机床。

本发明提供的一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，通过依次建立机床图例库、建立机床属性变量标准库和机床属性变量数据标准库、读取现场机床属性变量数据、远程控制终端查询与接收、远程控制终端远程控制以及预警报警，完成车间机床的属性变量及其数据监控管理，从而完成车间机床的在线状态监控以及预警，直观形象，方法简单易操作，便于机床的分布式管理，提高了工作效率。另外，通过移动操作终端读取RFID便签内的机床属性数据，方便在车间走动的工作人员随时了解机床状态，及时发现生产问题，方法简单易操作，提高了车间机床管理的效率。PLC子站之间、PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信，通信速度快、兼容性强。

上述技术方案中，步骤S7还包括：远程控制终端发出预警信息给预警装置后，远程控制终端发出远程控制指令数据给数据处理中心服务器以调整机床的现场机床属性变量数据。远程控制终端不仅可以对车间机床的各属性变量及其数据进行监控，还可以发出远程控制指令数据及时调整车间机床的现场机床属性变量数据，调整及时，操作简便，节省时间，节省人力。

上述技术方案中，步骤S1中根据机床的位置信息和外形信息进行图例化建模形具体包括以下步骤：

S11，机床服务器获取机床的各种活动的起始位置信息和当前位置信息；

S12，数据处理中心服务器对机床的当前位置信息进行数据转换，获取机床图例化模型的位置变量；

S13，建模软件根据所述位置变量值和所述起始位置信息即可建模，再通过远程控制终端显示。

针对机床的图例化建模，需要考虑机床的自身信息和运动状态信息，其中运动状态信息的建模需要获取机床的各种活动的起始位置信息和当前位置信息，数据处理中心服务器对机床的当前位置信息进行数据转换，获取机床图例化模型的位置变量，建模软件根据位置变量值和起始位置信息即可建模。根据位置变量值和起始位置信息模，提高车间机床建模的准确性。

上述技术方案中，建模软件为基于可视化编辑工具QT框架的C语言编写。具有直观性、易于扩展、允许组件编程、集成度高的优点。

上述技术方案中，车间机床图例库的库文件设置为XML格式。库文件采用XML格式，通用性好。

上述技术方案中，机床属性变量包括机床的温度、湿度、电机运动速度、运动时间、电压、电流、零件运行位移、零件运行位移，温度、湿度、电机运动速度、运动时间、电压、电流、零件运行位移、零件运行位移等变量的参数直接影响到车床的运行状态是否准确，进而提高机床属性变量提取的准确性，提高机床属性变量标准库建立的准确性。

上述技术方案中，移动操作终端是手机和平板电脑中的一种，为工作人员查询车间机床动态提供多种工具，增加便利性。

上述技术方案中，步骤S4中所述数据处理中心服务器将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别数据以及步骤S7中远程控制指令数据的数据包均采用“属性变量地址+数据长度+数据+校验码”的帧格式：

属性变量地址：代表每个属性变量的存储地址；

数据长度：数据和校验码的字节数；

数据：存储地址连续的程序数据，数据内容长度可变，但包总长不超过256个字节；

校验码：奇偶校验码或CRC循环冗余校验码中的一种。

通过数据包均采用“属性变量地址+数据长度+数据+校验码”的帧格式，每个帧里面对属性变量地址、数据长度、数据以及校验码的定义，提高远程控制终端与车间机床之间通信的准确率，进一步提高基于RFID的车间机床分布式管理方法的准确性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不远离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立车间机床图例库：根据机床的位置信息和外形信息，在远程控制终端中对机床进行图例化建模形成车间机床图例库；

S2，根据机床的属性变量，建立车间机床属性变量标准库和机床属性变量数据标准库并储存在数据中心服务器；

S3，每个机床设一个机床服务器和RFID标签，机床服务器和RFID标签分别与机床进行机床属性变量数据通信；RFID标签还与移动操作终端通信；

S4，数据处理中心服务器读取机床服务器和RFID标签分别采集的现场机床属性变量数据，并将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别的数据存储在数据处理中心服务器中；

S5，远程控制终端查询与接收：远程控制终端发出查询请求信息给数据处理中心服务器并接收数据处理中心服务器处理后可识别的现场机床属性变量数据；

S6，远程控制终端远程控制：远程控制终端发出远程控制请求信息给数据处理中心服务器以远程控制车间机床；

S7，预警报警：远程控制终端将接收的现场机床属性变量数据与机床属性变量数据标准库的机床属性变量数据作比较进行校验：若相同，则接收的现场机床属性变量数据为有效机床属性变量数据，远程控制终端继续远程监控车间机床；若不同，则接收的现场机床属性变量数据为无效机床属性变量数据，远程控制终端发出预警信息给预警装置；

其中，数据处理中心服务器为PLC主站，机床服务器为PLC子站；PLC子站之间、PLC主站与PLC子站之间以及PLC主站与网络服务器之间均通过PROFINET总线进行通信。

2.如权利要求1所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，步骤S7还包括：

远程控制终端发出预警信息给预警装置后，远程控制终端发出远程控制指令数据给数据处理中心服务器以调整机床的现场机床属性变量数据。

3.如权利要求1所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，步骤S1中根据机床的位置信息和外形信息进行图例化建模形具体包括以下步骤：

S11，机床服务器获取机床的各种活动的起始位置信息和当前位置信息；

S12，数据处理中心服务器对机床的当前位置信息进行数据转换，获取机床图例化模型的位置变量；

S13，建模软件根据所述位置变量值和所述起始位置信息即可建模，再通过远程控制终端显示。

4.如权利要求3所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，建模软件为基于可视化编辑工具QT框架的C语言编写。

5.如权利要求4所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，所述车间机床图例库的库文件设置为XML格式。

6.如权利要求1所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，所述机床属性变量包括机床的温度、湿度、电机运动速度、运动时间、电压、电流、零件运行位移、零件运行位移。

7.如权利要求1所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，所述移动操作终端是手机和平板电脑中的一种。

8.如权利要求2-7任一项中所述的基于RFID的车间机床分布式管理方法，其特征在于，步骤S4中所述数据处理中心服务器将现场机床属性变量数据转换成远程控制终端可识别数据以及步骤S7中远程控制指令数据的数据包均采用“属性变量地址+数据长度+数据+校验码”的帧格式：

属性变量地址：代表每个属性变量的存储地址；

数据长度：数据和校验码的字节数；

数据：存储地址连续的程序数据，数据内容长度可变，但包总长不超过256个字节；

校验码：奇偶校验码或CRC循环冗余校验码中的一种。