CN110347136B - 一种基于opc智能化工设备的数据模拟方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法，涉及工业生产流程控制、制造执行管理的技术领域,以软件系统与模拟硬件设备对整个设备进行软件模拟：基于MES系统，部署软件系统和模拟硬件设备；设置系统的相关初始参数；在现实软件系统设置工单数据；现实软件系统经由OPC服务器，向模拟硬件设备发送工单数据,记录相关操作数据；启动模拟硬件设备，模拟出整个设备环境；模拟硬件设备接收软件系统下发的工单数据,对工单进行解析；模拟硬件设备按照工单进行生产，模拟出设备运行的相关数据,将设备的相关数据发送给所述现实软件系统；软件系统实时分析模拟化工设备的运行状况。本发明以软件模拟各个硬件组件，不依赖于硬件环境，可独立运行和调试软件系统。

Description

一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法
技术领域
本发明涉及工业生产流程控制、制造执行管理的技术领域，尤其涉及一种基于OPC(用于过程控制的工业标准OLE)智能化工设备的数据模拟方法。
背景技术
对于化工设备制造商而言，设备生产过程中，要对设备的各个组件进行安装及调试，设备软硬件之间的各个子模块要交互数据，验证整机设备合格与否。在整个过程中，有可能会出现多种异常问题，此时再现问题场景会极大地阻碍解决方案的制定，即使是一个简单的异常问题，也有可能延误设备生产的整个周期。在这个过程中，同时有多个部门交叉作业，也会使得硬件环境被过多占用。软件系统一般要在搭建好硬件环境的基础上进行生产调试，因此极易过度地依赖于硬件环境，从而导致制造和调试的周期长、再现异常场景费时费力，不能及时利用数据分析及处理问题，不能快速地给出有效方案，影响产品质量，制约生产进度。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法，目的是以软件模拟各个硬件组件，模拟智能化工设备的工艺流程及生产数据，降低耦合度，对化工设备硬件和软件系统分别进行生产控制。
本发明采用的技术方案是：一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法，以软件系统与模拟硬件设备对整个设备进行软件模拟，执行步骤如下：
步骤一，基于MES系统，部署软件系统和模拟硬件设备；
步骤二，启动所述软件系统，设置系统的相关初始参数；
步骤三，在所述软件系统设置工单数据；
步骤四，所述软件系统经由OPC服务器，向模拟硬件设备发送工单数据；
步骤五，所述软件系统记录相关操作数据；
步骤六，启动所述模拟硬件设备，模拟出整个设备环境；
步骤七，所述模拟硬件设备接收所述软件系统下发的工单数据；
步骤八，所述模拟硬件设备对工单进行解析；
步骤九，所述模拟硬件设备利用解析出的工单相关数据，设置相关参数；
步骤十，所述模拟硬件设备按照工单进行生产，模拟出设备运行的相关数据；
步骤十一，所述模拟硬件设备将设备的相关数据，经由OPC服务器，发送给所述软件系统；
步骤十二，所述软件系统实时分析模拟化工设备的运行状况，模拟化工设备的整体运行情况。
由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：以软件模拟各个硬件组件，实现化工设备的软件与硬件分离。利用标准化的OPC通信，软件系统与模拟硬件设备交互信息，不依赖于硬件环境，可独立运行和调试软件系统，设备硬件的设计、生产及安装调试，不影响软件系统的相关生产进度。同时，按需增加数据的多样性，可智能分析数据，再现调试问题场景，加快软件系统的生产进度，增强产品稳定性，提高产品质量，也为数字化车间多设备模拟提供数据基础。
附图说明
图1是本发明的一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
参见图1所示，以典型化工设备：灌装机和贴标机为例，通过模拟硬件设备及其工作过程，阐述本发明的一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法的应用，包括基于MES系统的软件系统，所述软件系统包括界面模块、工单管理模块、智能调度模块、智能分析模块、数据存储模块、数据收发模块、用户管理模块、配置模块、日志模块。
模拟硬件设备包括：桶库、灌装机、贴标机、码垛机，以及RGV/AGV设备；其中所述的灌装机包括了数据收发模块、灌装参数模块、工单管理模块、工艺模块、IO模块、配置模块、日志模块；所述的贴标机包括了数据收发模块、标纸数据模块、工单管理模块、工艺模块、配置模块、日志模块。
所述的软件系统通过OPC服务器与模拟硬件设备进行通信。
包括以下步骤：
1.部署软件系统和模拟硬件设备；
2.启动软件系统，调用界面模块，显示界面及其相关数据；
3.软件系统调用用户管理模块，添加或修改相关用户资料，再调用数据存储模块，保存用户资料；
4.软件系统调用配置模块，设置系统的相关初始数据，如：设备类型、生产线组成等，再调用数据存储模块，保存配置数据；
5.软件系统调用用户管理模块和配置模块进行一系列操作时，同步调用日志模块，记录相关日志数据；
6.软件系统完成初始配置后，调用工单管理模块，创建工单，设置工单数据，如：工单号、产品、数量、生产日期、批号、产地、检验员等，再调用排队功能，将工单装入排队列表；
7.软件系统调用智能调度模块，分析当前排队列表中工单，按照生产效率、设备状态、原材料供给速率等相关信息，对工单执行顺序进行优化调度；
8.软件系统调用数据收发模块，经由OPC服务器，向模拟的灌装机和贴标机发送工单数据；
9.软件系统调用日志模块，记录相关操作数据；
10.模拟灌装机的运行：
10.1正常启动模拟的灌装机；
10.2所述灌装机调用配置模块，设置相关初始参数，如：电机加速度、电机最高速度、电机停止延时、灌装料枪参数等；
10.3所述灌装机调用数据收发模块，接收软件系统下发的工单数据；
10.4所述灌装机调用工单管理模块，解析已接收到的工单，再利用相关解析数据，调用灌装参数模块、工艺模块，设置相关参数，同时调用日志模块，记录数据；
10.5所述灌装机按照工单进行生产，模拟出化工设备的相关生产数据，如：实时灌装重量、灌装完成重量、灌装完成桶数等；同时，调用IO模块，模拟出IO信号，如：电机控制点、磁性开关信号、光电信号等；
10.6所述灌装机调用数据收发模块，将相关生产数据，经由OPC服务器，发送给软件系统；
10.7软件系统调用智能分析模块，实时分析所述灌装机的模拟生产状况，调用数据保存模块，保存所述灌装机的生产数据；
10.8软件系统调用智能调度模块，根据所述灌装机模拟的运行情况，实时预估剩余生产时间，执行工单调度，直至生产结束；
11.模拟贴标机的运行：
11.1正常启动软件模拟的贴标机；
11.2所述贴标机调用配置模块，设置相关初始参数，如：贴标速度、标纸位置、电机加速度、电机停止延时等；
11.3所述贴标机调用数据收发模块，接收软件系统下发的工单数据；
11.4所述贴标机调用工单管理模块，解析已接收到的工单，再利用相关解析数据，调用标纸数据模块，设置相关参数，同时调用日志模块，记录数据；
11.5所述贴标机按照工单进行贴标，模拟出设备的相关生产数据，如：贴标打印信息、贴标完成数量、标纸剩余数量等，同时，调用IO模块，模拟出IO信号，如：电机控制点、光电信号等；
11.6所述贴标机调用数据收发模块，将相关生产数据，经由OPC服务器，发送给软件系统；
11.7软件系统调用智能分析模块，实时分析所述贴标机的模拟生产状态，显示在界面上，调用数据保存模块，保存所述贴标机生产数据；
12.软件系统调用智能调度模块，根据所述贴标机模拟的生产状态，实时预估剩余生产时间，调度工单执行顺序，直至生产结束。
以上依据附图所示的具体实施方式详细说明了本发明的技术方案及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳具体实施方式，但本发明不以附图所示限定其保护范围，凡是依照本发明的构想所作的变换或修改为等同变化的等效实施方式，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于OPC智能化工设备的数据模拟方法，其特征在于，包括基于MES系统的软件系统，所述软件系统包括界面模块、工单管理模块、智能调度模块、智能分析模块、数据存储模块、数据收发模块、用户管理模块、配置模块、日志模块；
模拟硬件设备包括：桶库、灌装机、贴标机、码垛机，以及RGV/AGV设备；其中所述的灌装机包括了数据收发模块、灌装参数模块、工单管理模块、工艺模块、IO模块、配置模块、日志模块；所述的贴标机包括了数据收发模块、标纸数据模块、工单管理模块、工艺模块、配置模块、日志模块；
所述的软件系统通过OPC服务器与模拟硬件设备进行通信，包括以下步骤：
1.部署软件系统和模拟硬件设备；
2.启动软件系统，调用界面模块，显示界面及其相关数据；
3.软件系统调用用户管理模块，添加或修改相关用户资料，再调用数据存储模块，保存用户资料；
4.软件系统调用配置模块，设置系统的相关初始数据，包括设备类型、生产线组成，再调用数据存储模块，保存配置数据；
5.软件系统调用用户管理模块和配置模块进行一系列操作时，同步调用日志模块，记录相关日志数据；
6.软件系统完成初始配置后，调用工单管理模块，创建工单，设置工单数据，包括工单号、产品、数量、生产日期、批号、产地、检验员，再调用排队功能，将工单装入排队列表；
7.软件系统调用智能调度模块，分析当前排队列表中工单，包括按照生产效率、设备状态、原材料供给速率的相关信息，对工单执行顺序进行优化调度；
8.软件系统调用数据收发模块，经由OPC服务器，向模拟的灌装机和贴标机发送工单数据；
9.软件系统调用日志模块，记录相关操作数据；
10.模拟灌装机的运行：
10.1正常启动模拟的灌装机；
10.2所述灌装机调用配置模块，设置相关初始参数，包括电机加速度、电机最高速度、电机停止延时、灌装料枪参数；
10.3所述灌装机调用数据收发模块，接收软件系统下发的工单数据；
10.4所述灌装机调用工单管理模块，解析已接收到的工单，再利用相关解析数据，调用灌装参数模块、工艺模块，设置相关参数，同时调用日志模块，记录数据；
10.5所述灌装机按照工单进行生产，模拟出化工设备的相关生产数据，包括实时灌装重量、灌装完成重量、灌装完成桶数；同时，调用IO模块，模拟出IO信号，包括电机控制点、磁性开关信号、光电信号；
10.6所述灌装机调用数据收发模块，将相关生产数据，经由OPC服务器，发送给软件系统；
10.7软件系统调用智能分析模块，实时分析所述灌装机的模拟生产状况，调用数据保存模块，保存所述灌装机的生产数据；
10.8软件系统调用智能调度模块，根据所述灌装机模拟的运行情况，实时预估剩余生产时间，执行工单调度，直至生产结束；
11.模拟贴标机的运行：
11.1正常启动软件模拟的贴标机；
11.2所述贴标机调用配置模块，设置相关初始参数，包括贴标速度、标纸位置、电机加速度、电机停止延时；
11.3所述贴标机调用数据收发模块，接收软件系统下发的工单数据；
11.4所述贴标机调用工单管理模块，解析已接收到的工单，再利用相关解析数据，调用标纸数据模块，设置相关参数，同时调用日志模块，记录数据；
11.5所述贴标机按照工单进行贴标，模拟出设备的相关生产数据，包括贴标打印信息、贴标完成数量、标纸剩余数量，同时，调用IO模块，模拟出IO信号，包括电机控制点、光电信号；
11.6所述贴标机调用数据收发模块，将相关生产数据，经由OPC服务器，发送给软件系统；
11.7软件系统调用智能分析模块，实时分析所述贴标机的模拟生产状态，显示在界面上，调用数据保存模块，保存所述贴标机生产数据；
12.软件系统调用智能调度模块，根据所述贴标机模拟的生产状态，实时预估剩余生产时间，调度工单执行顺序，直至生产结束。
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