CN109408000A - 电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，包括将部署在生产现场的各个网络打印机在打印调度服务器上进行注册；数据存取引擎和端口监听程序部署在打印接口服务器上，打印接口服务器对外公开高速数据接口和SOCKET接口；电气行业生产现场的各数字化设备和移动数据终端按接口标准，向打印接口服务器发送打印数据包，打印接口服务器监听、收集各数字化设备和移动数据终端的打印请求数据包；本发明能够监听、收集各数字化设备和移动数据终端的打印请求数据包，数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集，统一访问标准集将数据交自动页面引擎。

Description

电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统

技术领域

本发明公开了电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统。

背景技术

目前国际国内智能制造软件系统在生产现场的打印功能普遍存在巨大缺陷，存在两个明显不足，第一、蓝牙通讯的移动式打印设备，只能打印文本信息，不能打印复杂格式（图片、表格、曲线、二维码），打印页面粗糙、打印质量低、所采用的打印介质一般为热敏材质无法长期保存；第二，为打印复杂格式、打印高质量页面，在生产现场大量部署工控机，成本巨高不下，工控机部署繁琐，不能满足生产现场的移动数据采集、数据输入的需求，工控机对操作人员的计算机操作要求较高，现场人员存在较大的学习难度。

认识到生产现场的打印缺陷，追根溯源，分析造成如此局面的根本原因有三：

1）从信息终端的发展历程看，打印终端从一开始就是作为复杂主机的输出终端，运算功能全部由复杂主机承担，打印终端基本上没有运算功能，只有微弱的存储功能。复杂主机将打印页面生成好，传送到打印终端，直接打印输出即可。而生产现场的数字化（智能化）设备的核心功能在于工业控制，各种PLC控制器的都没有生成打印页面的功能。故而，若将生产数字化（智能化）设备和打印终端直接连接，这两者都欠缺生成打印页面的能力，是行不通的。

2）以往的工业自动化，绝大多数应用在石油化工等流程性行业，流程性行业的特点是产品的品种少，生产全程人为介入很少，在流程的中间环节要检测的理化指标较离散加工行业少。为了解和掌握生产现场的状态，往往通过在关键的流程节点安装检测仪表，这些检测仪表往往自带显示输出界面，比如刻度盘、LED发光二极管等。流程行业在生产现场的打印输出需求很弱。

3）电气行业的生产过程绝大多数属于离散加工，离散加工的典型特点是工序多，不同工序之间的生产节拍不一致，故而上下工序之间需要等待、暂存等，这在客观上就要求对工序半成品进行目视化识别。在工业2.0、3.0时代，工序半成品的目视化识别以人工手写标识卡为主，这种方式虽解决了识别的问题，但是下工序要采集上工序信息时，手写标识卡确实无能为力的，这样就造成了信息流的阻断。信息流被阻断，何谈工业4.0，中国制造2025。所以解决生产现场的打印输出问题，是迈向中国制造2025和工业4.0必须经过的一个门槛。

电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，就是应时代潮流而生的、离散制造行业迈向中国制造2025的基础软件系统。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，公开了能够监听、收集各数字化及智能化设备和移动数据终端的打印请求数据包；数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集；统一访问标准集将数据交自动页面引擎，自动页面引擎根据标准集的特征信息，分类构造打印页面、表格、曲线、条码、二维码、文本，页面引擎内置复杂脚本解析器，处理各种复杂的页面需求。

本发明具体技术方案如下：电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，包括以下步骤：

第一、将部署在生产现场的各个打印终端在打印调度服务器上进行注册；

第二、数据存取引擎和端口监听程序部署在打印接口服务器上，打印接口服务器对外公开高速数据接口和SOCKET接口；电气行业生产现场的各数字化及智能化设备和移动数据终端按接口标准，向打印接口服务器发送打印数据包，打印接口服务器监听、收集各数字化及智能化设备和移动数据终端的打印请求数据包；

第三、数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集；

第四、统一访问标准集将数据交自动页面引擎，自动页面引擎根据标准集的特征信息，分类构造打印页面、表格、曲线、条码、二维码、文本，页面引擎内置复杂脚本解析器，处理各种复杂的页面需求，支持主-明细结构、主-明细-汇总结构、单一结构；

第五、生成好的打印页面从自动页面引擎发送给打印调度服务器，打印调度服务器根据统一访问标准集的定位信息，询问符合定位条件的打印终端是否处于就绪状态，若目标定位区的打印终端处于就绪状态，打印调度程序就发送打印任务给它，若它处于非就绪状态，那么调度程序就按规则轮询候补打印终端状态并发送打印任务。

作为本发明进一步限制地，该系统包括自动页面引擎，打印接口服务器和打印调度服务器。

作为本发明进一步限制地，所述自动页面引擎包括四个核心模块，其分别为打印设计器、运行时库、PSL打印脚本语言解释器、页面引擎；

所述打印设计器提供了一个所见即所得的打印设计界面，在此界面上，电气行业生产企业可结合本企业的实际情况，设计各种生产现场所需的标识卡、质量记录、统计图标；

所述运行时库则是适用于生产现场大批量使用时的运行容器；电气行业生产现场的数字化及智能化设备和移动数据终端的打印数据包经解包后，输入到运行时库，运行时库将数据包与打印模版做预匹配检查，若预匹配检查通过则继续向下进行；

所述PSL打印脚本语言解释器与页面引擎共同完成逻辑打印页面的生成工作，PSL打印脚本语言打开打印模版脚本逐一解释出对象定义要素，以对象定义要素去打印数据包中拾取匹配的数据项，一一配对，配对后即交给页面引擎，由页面引擎将其绘制到逻辑打印页面上，逻辑打印页面生成完毕之后，与打印终端接口驱动程序匹配，生成硬件打印页面；

所述页面引擎能够与打印终端接口驱动程序匹配生成物理打印页面。

作为本发明进一步限制地，所述打印接口服务器提供两个接口标准，其分别为高速数据接口和SOCKET接口。

作为本发明进一步限制地，所述高速数据接口适用于高速现场网络局域网环境；

当网络环境不稳定或是远距离传输时，使用SOCKET接口，数字化及智能化设备和移动数据终端首先调用高速数据接口；

若请求超时，数字化及智能化设备和移动数据终端则继续调用SOCKET接口；

若SOCKET接口调用失败，调用方则被提醒发生重大故障，生产线应马上停线、排除故障。

作为本发明进一步限制地，所述打印调度服务器收到物理打印页面后，按打印数据包的要求，询问对应的打印终端是否就绪；

若该打印终端处于就绪状态，则直接发送物理打印页面给该打印终端；

若该打印终端处于非就绪状态，那么打印调度服务器则检查该打印终端是否有候补打印终端列表，按列表顺序，逐一询问候补列表中的各打印终端的状态，发送物理打印页面，发送物理打印页面之后，打印调度服务器即向运行检测模块发送信息，告诉其打印成功；

若打印数据包要求的打印终端处于非就绪状态，则其没有候补打印终端或者候补打印终端全部处于非就绪状态，打印调度服务器即直接跳出运行进程，并向运行监测模块反馈打印失败。

本发明的技术效果：本发明能够监听、收集各数字化（智能化）设备和移动数据终端的打印请求数据包；数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集；统一访问标准集将数据交自动页面引擎，自动页面引擎根据标准集的特征信息，分类构造打印页面（表格、曲线、条码、二维码、文本），页面引擎内置复杂脚本解析器，处理各种复杂的页面需求，支持主-明细结构、主-明细-汇总结构、单一结构；打印调度程序根据统一访问标准集的定位信息，询问符合定位条件的打印终端是否处于就绪状态，若目标定位区的打印终端处于就绪状态，打印调度程序就发送打印任务给它，若它处于非就绪状态，那么调度程序就按规则轮询候补打印终端状态并发送打印任务；

本系统提供二中调用接口，第一是高速数据接口，在局部网中调用；第二是SOCKET接口，可以跨越防火墙调用，适用所有网络环境。

附图说明

图1是电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统总体框架。

图2是自动页面引擎软件模块结构示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

如图1至图2所示，电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，首先将部署在生产现场的各个打印终端或者是网络打印机，在打印调度服务器上进行注册。打印系统支持的打印机类型包括碳带打印机、激光打印机和其他页面输出设备。

数据存取引擎和端口监听程序部署在打印接口服务器上，打印接口服务器对外公开高速数据接口和SOCKET接口。电气行业生产现场的各数字化及智能化设备和移动数据终端按接口标准，向打印接口服务器发送打印数据包。打印接口服务器监听、收集各数字化及智能化设备和移动数据终端的打印请求数据包；数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集。

统一访问标准集将数据交自动页面引擎，自动页面引擎根据标准集的特征信息，分类构造打印页面、表格、曲线、条码、二维码、文本，页面引擎内置复杂脚本解析器，处理各种复杂的页面需求，支持主-明细结构、主-明细-汇总结构、单一结构。生成好的打印页面从自动页面引擎发送给打印调度服务器

打印调度服务器根据统一访问标准集的定位信息，询问符合定位条件的打印终端是否处于就绪状态，若目标定位区的打印终端处于就绪状态，打印调度程序就发送打印任务给它，若它处于非就绪状态，那么调度程序就按规则轮询候补打印终端状态并发送打印任务。

该系统包括自动页面引擎，所述自动页面引擎包括四个核心模块，打印设计器或者是设计时库、运行时库、PSL打印脚本语言解释器、页面引擎、以及最后与打印终端接口驱动程序。

所述打印设计器或者设计时库，提供了一个所见即所得的打印设计界面，在此界面上，电气行业生产企业可结合本企业的实际情况，设计各种生产现场所需的标识卡、质量记录、统计图标等。设计时库提供了设计实时验证功能，各种设计元素被拖上设计窗口时，设计器的验证机制即开始发挥作用，检查该设计元素的使用是否正确，其绑定的数据对象格式是否正确等。

所述设计时库提供了一个设计工具，而运行时库则是适用于生产现场大批量使用时的运行容器。电气行业生产现场的数字化及智能化设备和移动数据终端的打印数据包经解包后，输入到运行时库，运行时库将数据包与打印模版做预匹配检查，若预匹配检查通过则继续向下进行，若预匹配不通过则直接跳出运行进程，并反馈消息给运行监测模块。

所述PSL打印脚本语言解释器与页面引擎共同完成逻辑打印页面的生成工作。PSL打印脚本语言打开打印模版脚本逐一解释出对象定义要素，以对象定义要素去打印数据包中拾取匹配的数据项，一一配对，配对后即交给页面引擎，由页面引擎将其绘制到逻辑打印页面上。按这个工作机制，一直进行到打印模版脚本的尾部，逻辑打印页面生成完毕。页面引擎可处理的对象要素包括文本对象、表格对象、图片对象、以及各种复杂对象，包括条形码、二维码、曲线等。逻辑打印页面生成完毕之后，调用打印终端接口驱动程序，生成硬件打印页面。

该系统还包括打印接口服务器，提供两个接口标准，高速数据接口和SOCKET接口。高速数据接口适用于高速现场网络等局域网环境。当网络环境不稳定或是远距离传输时，使用SOCKET接口。本分布式集群输出和打印子系统对外提供了完整的调用机制，数字化及智能化设备和移动数据终端首先调用高速数据接口，若网络环境良好，打印接口服务器在请求期限内收到数据包，则进行解包处理，并回复调用方，告知其：服务器方已经进行解包和后续处理；若网络环境较差，在请求期限内，数据包未传送到打印接口服务器，或者服务器方的回复未到达调用方，请求超时，那么数字化及智能化设备和移动数据终端则继续调用SOCKET接口。若SOCKET接口调用失败，那就是服务器或网络联络发生严重错误，调用方则被提醒发生重大故障，生产线应马上停线、排除故障。

该系统还包括打印调度服务器，打印调度服务器所述提供了一种集群部署机制。考虑到电气行业生产现场的温湿度条件苛刻、电磁干扰复杂，打印设备的工作环境恶劣，分布式集群输出和打印子系统开发了专门的打印终端候补机制，实施此机制，亦可事项打印终端在电气行业生产现场的集群部署。

打印调度服务器收到物理打印页面后，按打印数据包的要求，询问对应的打印终端是否就绪，若该打印终端处于就绪状态，则直接发送物理打印页面给该打印终端；若该打印终端处于非就绪状态，那么打印调度服务器则检查该打印终端是否有候补打印终端列表，按列表顺序，逐一询问候补列表中的各打印终端的状态，发送物理打印页面。发送物理打印页面之后，打印调度服务器即向运行检测模块发送信息，告诉其打印成功。若打印数据包要求的打印终端处于非就绪状态，然则其没有候补打印终端或者候补打印终端全部处于非就绪状态，那么打印调度服务器即直接跳出运行进程，并向运行监测模块反馈打印失败。

本发明能够监听、收集各数字化及智能化设备和移动数据终端的打印请求数据包；数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集；统一访问标准集将数据交自动页面引擎，自动页面引擎根据标准集的特征信息，分类构造打印页面、表格、曲线、条码、二维码、文本，页面引擎内置复杂脚本解析器，处理各种复杂的页面需求，支持主-明细结构、主-明细-汇总结构、单一结构；打印调度程序根据统一访问标准集的定位信息，询问符合定位条件的打印终端是否处于就绪状态，若目标定位区的打印终端处于就绪状态，打印调度程序就发送打印任务给它，若它处于非就绪状态，那么调度程序就按规则轮询候补打印终端状态并发送打印任务；

本系统提供二中调用接口，第一是高速数据接口，在局部网中调用；第二是SOCKET接口，可以跨越防火墙调用，适用所有网络环境。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，其特征在于：

包括以下步骤：

第一、将部署在生产现场的各个打印终端在打印调度服务器上进行注册；

第二、数据存取引擎和端口监听程序部署在打印接口服务器上，打印接口服务器对外公开高速数据接口和SOCKET接口；电气行业生产现场的各数字化及智能化设备和移动数据终端按接口标准，向打印接口服务器发送打印数据包，打印接口服务器监听、收集各数字化及智能化设备和移动数据终端的打印请求数据包；

第三、数据解包模块对数据包解析，构造统一访问标准集；

第四、统一访问标准集将数据交自动页面引擎，自动页面引擎根据标准集的特征信息，分类构造打印页面、表格、曲线、条码、二维码、文本，页面引擎内置复杂脚本解析器，处理各种复杂的页面需求，支持主-明细结构、主-明细-汇总结构、单一结构；

第五、生成好的打印页面从自动页面引擎发送给打印调度服务器，打印调度服务器根据统一访问标准集的定位信息，询问符合定位条件的打印终端是否处于就绪状态，若目标定位区的打印终端处于就绪状态，打印调度程序就发送打印任务给它，若它处于非就绪状态，那么调度程序就按规则轮询候补打印终端状态并发送打印任务。

2.如权利要求1所述的电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，其特征在于：该系统包括自动页面引擎，打印接口服务器和打印调度服务器。

3.如权利要求2所述的电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，其特征在于：所述自动页面引擎包括四个核心模块，其分别为打印设计器、运行时库、PSL打印脚本语言解释器、页面引擎；

所述打印设计器提供了一个所见即所得的打印设计界面，在此界面上，电气行业生产企业可结合本企业的实际情况，设计各种生产现场所需的标识卡、质量记录、统计图标；

所述运行时库则是适用于生产现场大批量使用时的运行容器；电气行业生产现场的数字化及智能化设备和移动数据终端的打印数据包经解包后，输入到运行时库，运行时库将数据包与打印模版做预匹配检查，若预匹配检查通过则继续向下进行；

所述PSL打印脚本语言解释器与页面引擎共同完成逻辑打印页面的生成工作，PSL打印脚本语言打开打印模版脚本逐一解释出对象定义要素，以对象定义要素去打印数据包中拾取匹配的数据项，一一配对，配对后即交给页面引擎，由页面引擎将其绘制到逻辑打印页面上，逻辑打印页面生成完毕之后，与打印终端接口驱动程序匹配，生成硬件打印页面；

所述页面引擎能够与打印终端接口驱动程序匹配生成物理打印页面。

4.如权利要求2所述的电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，其特征在于：所述打印接口服务器提供两个接口标准，其分别为高速数据接口和SOCKET接口。

5.如权利要求4所述的电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，其特征在于：所述高速数据接口适用于高速现场网络局域网环境；

当网络环境不稳定或是远距离传输时，使用SOCKET接口，数字化及智能化设备和移动数据终端首先调用高速数据接口；

若请求超时，数字化及智能化设备和移动数据终端则继续调用SOCKET接口；

若SOCKET接口调用失败，调用方则被提醒发生重大故障，生产线应马上停线、排除故障。

6.如权利要求2所述的电气智能制造执行系统中分布式集群输出和打印子系统，其特征在于：所述打印调度服务器收到物理打印页面后，按打印数据包的要求，询问对应的打印终端是否就绪；

若该打印终端处于就绪状态，则直接发送物理打印页面给该打印终端；

若该打印终端处于非就绪状态，那么打印调度服务器则检查该打印终端是否有候补打印终端列表，按列表顺序，逐一询问候补列表中的各打印终端的状态，发送物理打印页面，发送物理打印页面之后，打印调度服务器即向运行检测模块发送信息，告诉其打印成功；

若打印数据包要求的打印终端处于非就绪状态，则其没有候补打印终端或者候补打印终端全部处于非就绪状态，打印调度服务器即直接跳出运行进程，并向运行监测模块反馈打印失败。