CN106534213B - 信息管理系统及其管理方法、通信控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信息管理系统及其管理方法、通信控制系统，用以减少传统系统对上位机的依赖。信息管理系统建立在预先建立的设备网络和预先建立的工厂网络之间，用于将设备网络和工厂网络中的消息进行相互转换；包括：扫描器、触发器和发送器；扫描器用于对设备网络中的设备的可编程逻辑控制器进行扫描，将扫描得到的设备的消息报告中携带的消息进行解码，并根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；触发器，用于接收需要发送到设备的可编程逻辑控制器的消息，并按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与设备相对应的设备消息；发送器用于接收并发送标准消息和设备消息。

Description

信息管理系统及其管理方法、通信控制系统

技术领域

本发明涉及自动化控制系统技术领域，尤其涉及一种信息管理系统及其管理方法、通信控制系统。

背景技术

计算机集成制造(Computer Integrated Manufacturing，CIM)有各种系统组成，通常有制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)、单调速率调度(Rate-Monotonic Scheduling，RMS)、统计过程控制(Statistical Process Control，SPC)等，这些系统都需要从设备收集大量的数据，由于设备的种类繁多，受通信标准、服务器等压力限制，这些系统直接从设备收集数据是不现实的。

现有技术中的设备都以HSMS协议传送给设备自动化程序(EAP)，EAP通过工厂网络与上层系统(MES、RMS、SPC)交互，如图1所示，由于半导体行业大部分设备都使用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)驱动，HSMS通信往往都需要增加一台CIM上位机来与EAP系统交互，设备与CIM上位机通信协议都由各个厂商制定，如：设备1与CIM上位机1通过CC-LinkIE通信协议进行交互，设备2与CIM上位机2通过Ethernet/IP通信协议进行交互，设备3与CIM上位机3通过MelsecNet通信协议进行交互，这些通信协议的通信格式都不一样，如果上层系统统一的追加一个功能，实现起来比较困难。

综上所述，现有技术EAP压力很大，对CIM上位机和EAP的依赖性较大，如果出现异常问题，风险较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种信息管理系统及其管理方法、通信控制系统，用以改善传统系统结构，减少传统系统对CIM上位机的依赖。

本发明实施例提供的一种信息管理系统，其中，该信息管理系统建立在预先建立的设备网络和预先建立的工厂网络之间，用于将所述设备网络和所述工厂网络中的消息进行相互转换；

所述信息管理系统包括消息层，该消息层具体包括：扫描器、触发器和发送器；

所述扫描器，用于对所述设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的所述设备的消息报告中携带的消息进行解码，并根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；

所述触发器，用于接收需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息；

所述发送器，用于接收所述扫描器发送的所述标准消息，将该标准消息发送到所述工厂网络；以及

用于接收所述触发器发送的所述设备消息，将该设备消息发送到所述设备网络中的相应设备。

由本发明实施例提供的信息管理系统，该信息管理系统建立在预先建立的设备网络和预先建立的工厂网络之间，用于将设备网络和工厂网络中的消息进行相互转换，由于该信息管理系统包括扫描器和触发器，扫描器能够根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息，触发器能够按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息，与现有技术相比，有效的解决各种设备通讯方式多产生的差异性，整合成为一种统一的通讯规格，因此，本发明实施例提供的信息管理系统能够改善传统系统结构，减少传统系统对CIM上位机的依赖。

较佳地，所述消息层还包括缓存器，与所述扫描器连接，用于储存还未及时解码的所述消息报告中携带的消息，以及储存需要发送还未及时发送的所述标准消息；

所述缓存器还与所述触发器连接，用于储存还未及时转换的需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息，以及储存需要发送还未及时发送的所述设备消息。

较佳地，所述消息层还包括监听器，与所述扫描器和所述触发器连接，用于接收所述标准消息并放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送给所述发送器；以及

用于接收所述设备消息并放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送给所述发送器。

较佳地，所述信息管理系统还包括：资源层、应用服务层和用户层；

所述资源层，用于管理信息管理系统软件的配置文件，以及管理所述设备和工厂生产产品的日志文件；

所述应用服务层，用于处理各种业务逻辑，包括生产数据管理、设备状态逻辑管理和制成数据收集；

所述用户层，用于提供人机交互界面。

本发明实施例还提供了一种通信控制系统，包括若干设备、与每一所述设备通信的设备网络、上层系统、与所述上层系统通信的工厂网络，其中，还包括上述的信息管理系统。

本发明实施例还提供了一种上述信息管理系统的管理方法，包括：

对设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的所述设备的消息报告中携带的消息进行解码；

根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；

将所述标准消息发送到工厂网络。

较佳地，所述方法还包括对还未及时解码的所述消息报告中携带的消息进行储存；以及

所述根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息之后，所述将所述标准消息发送到工厂网络之前，该方法还包括：

对需要发送还未及时发送的所述标准消息进行储存。

较佳地，所述将所述标准消息发送到工厂网络，具体包括：

将所述标准消息放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送所述标准消息到工厂网络。

本发明实施例还提供了一种上述信息管理系统的管理方法，包括：

接收需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息；

将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备。

较佳地，所述按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息之后，所述将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备之前，该方法还包括：

对需要发送还未及时发送的所述设备消息进行储存；

所述按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息之前，该方法还包括：

对接收到的需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息进行储存。

较佳地，所述将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备，具体包括：

将所述设备消息放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送所述设备消息到所述设备网络中的相应设备。

附图说明

图1为现有技术的通信控制系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种信息管理系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种通信控制系统示意图；

图4为本发明实施例提供的一种信息管理系统的管理方法流程图；

图5为本发明实施例提供的一种信息管理系统的另一管理方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种信息管理系统及其管理方法、通信控制系统，用以改善传统系统结构，减少传统系统对CIM上位机的依赖。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的信息管理系统。

如图2和图3所示，本发明具体实施例提供了一种信息管理系统，该信息管理系统建立在预先建立的设备网络和预先建立的工厂网络之间，用于将设备网络和工厂网络中的消息进行相互转换，设备网络和工厂网络的建立与现有技术类似，这里不再赘述；

本发明具体实施例的信息管理系统包括消息层20，消息层具体包括：扫描器、触发器和发送器；

扫描器，用于对设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的设备的消息报告中携带的消息进行解码，并根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；

触发器，用于接收需要发送到设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息；

发送器，用于接收扫描器发送的标准消息，将该标准消息发送到工厂网络；以及

用于接收触发器发送的设备消息，将该设备消息发送到设备网络中的相应设备。

具体地，如图2所示，本发明具体实施例中的消息层20还包括缓存器，与扫描器连接，用于储存接收到还未及时解码的消息报告中携带的消息，以及储存需要发送还未及时发送的标准消息，本发明具体实施例缓存器与扫描器可以通过有线的方式连接也可以通过无线的方式连接。

本发明具体实施例中的缓存器还与触发器连接，用于储存接收到还未及时转换的需要发送到设备中的可编程逻辑控制器的消息，以及储存需要发送还未及时发送的设备消息，本发明具体实施例缓存器与触发器可以通过有线的方式连接也可以通过无线的方式连接。

具体地，如图2所示，本发明具体实施例中的消息层20还包括监听器，与扫描器和触发器连接，用于接收标准消息并放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送给发送器；以及用于接收设备消息并放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送给发送器。本发明具体实施例监听器与扫描器和触发器可以通过有线的方式连接也可以通过无线的方式连接。

具体地，如图2所示，本发明具体实施例中的信息管理系统还包括：资源层21、应用服务层22和用户层23；图2中的双向箭头表示应用服务层、消息层和资源层之间的信息交互；其中：

资源层21，用于管理信息管理系统软件的配置文件，以及管理设备和工厂生产产品的日志文件；

应用服务层22，用于处理各种业务逻辑，包括生产数据管理、设备状态逻辑管理、制成数据收集等；

用户层23，用于提供人机交互界面。

具体实施时，本发明具体实施例中的资源层具体包括：配置管理器、日志管理器和内容管理器。配置管理器，具体用于管理信息管理系统软件的配置，针对设备的情况进行配置；日志管理器，具体用于分类记录设备的工作日志，并随时记录日志的方式和级别等配置；内容管理器，具体用于管理工厂生产的产品的工艺数据和生产参数。

具体实施时，本发明具体实施例中的应用服务层包括生产数据管理模块，生产参数管理模块、设备状态管理模块等模块，将功能不同的模块分开建立，在实际生产过程中更容易对设备以及生产产品进行管控。

由于本发明采用分层信息管理系统的方式，在具体实施例中有功能需求变动时，通过修改配置文件和应用服务端代码即可，方便升级改造，降低改造成本和难度。

基于同一发明构思，如图3所示，本发明具体实施例还提供了一种通信控制系统，包括若干设备(如：设备1、设备2和设备3)、与每一设备通信的设备网络、上层系统(如：MES、RMS和SPC)、与上层系统通信的工厂网络，其中，还包括本发明具体实施例提供的上述信息管理系统。

基于同一发明构思，如图4所示，本发明具体实施例还提供了一种上述信息管理系统的管理方法，包括：

S401、对设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的所述设备的消息报告中携带的消息进行解码；

S402、根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；

S403、将所述标准消息发送到工厂网络。

具体地，本发明具体实施例根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息之后，将标准消息发送到工厂网络之前，还包括：对需要发送还未及时发送的标准消息进行储存；以及该方法还包括对还未及时解码的消息报告中携带的消息进行储存。本发明对于传统的消息存储做了改变，采用最新Event Store技术。该技术追求高吞吐的写入，没有修改和删除；查询非常少不需要支持复杂的关系型查询。对软件性能提升很大。适用于大量数据存储，大大减轻对数据库的压力。

具体地，本发明具体实施例将标准消息发送到工厂网络，具体包括：将标准消息放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送标准消息到工厂网络。该消息队列的设计目标是高性能顺序写入事件；要严格判断聚合根的事件是否按版本号顺序递增写入；支持命令ID的唯一性判断；支持大量事件的存储；支持按照聚合根ID查询该聚合根的所有事件；支持动态扩容；高可用(HA)，需要支持集群和主备。

基于同一发明构思，如图5所示，本发明具体实施例还提供了一种上述信息管理系统的管理方法，包括：

S501、接收需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息；

S502、将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备。

具体地，本发明具体实施例按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息之后，将设备消息发送到设备网络中的相应设备之前，该方法还包括：对需要发送还未及时发送的设备消息进行储存；以及

按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息之前，该方法还包括：对接收到的需要发送到设备中的可编程逻辑控制器的消息进行储存。

具体地，本发明具体实施例将设备消息发送到设备网络中的相应设备，具体包括：将设备消息放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送设备消息到设备网络中的相应设备。

下面结合附图2和附图3详细介绍一下本发明具体实施例提供的信息管理系统的管理方法。

如图2和图3所示，当上层系统(MES、RMS、SPC)需要从设备收集数据时，信息管理系统包括的扫描器对设备网络中的每一设备(如设备1、设备2和设备3)中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的设备的消息报告中携带的消息进行解码；之后，扫描器根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息，即针对设备使用的不同的工业网络协议制定出一统一标准的通信格式的标准消息，将该标准消息发送给信息管理系统包括的发送器；最后，通过发送器将标准消息发送到工厂网络，实现上层系统从设备收集数据的目的。

如图2和图3所示，当上层系统(MES、RMS、SPC)需要向设备发送消息时，信息管理系统包括的触发器接收需要发送到设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息，将该设备消息发送给信息管理系统包括的发送器；之后，通过发送器将设备消息发送到设备网络中的相应设备，实现上层系统向设备发送消息的目的。

因此，本发明具体实施例不同设备通讯方式所产生的生产信息和数据，由本发明具体实施例提供的信息管理系统进行数据收集及转换，进入业务逻辑处理，同时根据用户需求展现在人机交互见面，方便于现场监控及产品信息管理。

另外，通过本发明具体实施例提供的信息管理系统整合成工厂统一标准化的消息通讯格式，结合现有比较先进的外部分析及管理系统，对应多样性需求，满足工厂标准化需求。

综上所述，本发明具体实施例提供一种信息管理系统，建立在预先建立的设备网络和预先建立的工厂网络之间，用于将设备网络和工厂网络中的消息进行相互转换；信息管理系统包括消息层，该消息层具体包括：扫描器、触发器和发送器；扫描器，用于对设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的设备的消息报告中携带的消息进行解码，并根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；触发器，用于接收需要发送到设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息；发送器，用于接收扫描器发送的标准消息，将该标准消息发送到工厂网络；以及用于接收触发器发送的设备消息，将该设备消息发送到设备网络中的相应设备。由于该信息管理系统包括扫描器和触发器，扫描器能够根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息，触发器能够按照设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一设备相对应的设备消息，与现有技术相比，有效的解决各种设备通讯方式多产生的差异性，整合成为一种统一的通讯规格，因此，本发明具体实施例提供的信息管理系统实现了EAP和CIM上位机的结合，降低了传统系统对CIM上位机的依赖。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种信息管理系统，其特征在于，建立在预先建立的设备网络和预先建立的工厂网络之间，用于将所述设备网络和所述工厂网络中的消息进行相互转换；

所述信息管理系统包括消息层，该消息层具体包括：扫描器、触发器和发送器；

所述扫描器，用于对所述设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的所述设备的消息报告中携带的消息进行解码，并根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；

所述触发器，用于接收需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息；

所述发送器，用于接收所述扫描器发送的所述标准消息，将该标准消息发送到所述工厂网络；以及

用于接收所述触发器发送的所述设备消息，将该设备消息发送到所述设备网络中的相应设备。

2.根据权利要求1所述的信息管理系统，其特征在于，所述消息层还包括缓存器，与所述扫描器连接，用于储存还未及时解码的所述消息报告中携带的消息，以及储存需要发送还未及时发送的所述标准消息；

所述缓存器还与所述触发器连接，用于储存还未及时转换的需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息，以及储存需要发送还未及时发送的所述设备消息。

3.根据权利要求1或2所述的信息管理系统，其特征在于，所述消息层还包括监听器，与所述扫描器和所述触发器连接，用于接收所述标准消息并放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送给所述发送器；以及

用于接收所述设备消息并放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送给所述发送器。

4.根据权利要求1所述的信息管理系统，其特征在于，所述信息管理系统还包括：资源层、应用服务层和用户层；

所述资源层，用于管理信息管理系统软件的配置文件，以及管理所述设备和工厂生产产品的日志文件；

所述应用服务层，用于处理各种业务逻辑，包括生产数据管理、设备状态逻辑管理和制成数据收集；

所述用户层，用于提供人机交互界面。

5.一种通信控制系统，包括若干设备、与每一所述设备通信的设备网络、上层系统、与所述上层系统通信的工厂网络，其特征在于，还包括权利要求1-4任一项所述的信息管理系统。

6.一种信息管理系统的管理方法，其特征在于，包括：

对设备网络中的每一设备中的可编程逻辑控制器进行持续扫描，将扫描得到的所述设备的消息报告中携带的消息进行解码；

根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息；

将所述标准消息发送到工厂网络。

7.根据权利要求6所述的管理方法，其特征在于，所述方法还包括对还未及时解码的所述消息报告中携带的消息进行储存；以及

所述根据解码后的消息制定出一统一标准的通信格式的标准消息之后，所述将所述标准消息发送到工厂网络之前，该方法还包括：

对需要发送还未及时发送的所述标准消息进行储存。

8.根据权利要求6或7所述的管理方法，其特征在于，所述将所述标准消息发送到工厂网络，具体包括：

将所述标准消息放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送所述标准消息到工厂网络。

9.一种信息管理系统的管理方法，其特征在于，包括：

接收需要发送到设备中的可编程逻辑控制器的消息，并按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息；

将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备。

10.根据权利要求9所述的管理方法，其特征在于，所述按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息之后，所述将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备之前，该方法还包括：

对需要发送还未及时发送的所述设备消息进行储存；

所述按照所述设备使用的不同的工业网络协议转换成与每一所述设备相对应的设备消息之前，该方法还包括：

对接收到的需要发送到所述设备中的可编程逻辑控制器的消息进行储存。

11.根据权利要求9或10所述的管理方法，其特征在于，所述将所述设备消息发送到所述设备网络中的相应设备，具体包括：

将所述设备消息放入处理队列，按照处理队列中消息的先后顺序发送所述设备消息到所述设备网络中的相应设备。