CN112241152A - 一种基于mes的数据采集与分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于MES的数据采集与分析系统,包括控制器,所述控制器的输入端电连接有通信模块,所述通信模块的输入端电连接有局域网,所述局域网的输入端电连接有MES数据库,所述控制器的输出端分别电连接有数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块、数据存储模块和报警模块,所述数据采集模块包括设备数据采集模块和信息数据采集模块,所述设备数据采集模块包括设备操作时间采集模块和设备状态采集模块。本发明通过设置通信模块、局域网、MES数据库、数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块和数据存储模块,能够实现顶数据集成交互,能够使制造企业信息互联互通,有利于人们的使用。
Description
技术领域
本发明涉及MES数据处理技术领域,具体为一种基于MES的数据采集与分析系统。
背景技术
MES系统即制造企业生产过程执行系统,是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。MES侧重在车间作业计划的执行,充实了软件在车间控制和车间调度方面的功能,以适应车间现场环境多变情况下的需求。
而在MES系统的实际部署中,存在的最大的也是经常导致MES系统失败的问题是MES系统与底层设备集成和与顶层管理系统集成,如果无法实现与顶层和底层的数据集成交互,则将无法真正的发挥MES的功能,无法达到制造企业信息的互联互通。因此,本领域技术人员提供了一种基于MES的数据采集与分析系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于MES的数据采集与分析系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于MES的数据采集与分析系统,包括控制器,所述控制器的输入端电连接有通信模块,所述通信模块的输入端电连接有局域网,所述局域网的输入端电连接有MES数据库,所述控制器的输出端分别电连接有数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块、数据存储模块和报警模块,所述数据采集模块包括设备数据采集模块和信息数据采集模块,所述设备数据采集模块包括设备操作时间采集模块和设备状态采集模块,所述信息数据采集模块包括条码采集模块、传感器模块、RFID数据采集模块,所述数据转换模块包括数据清理模块、数据集成模块、数据变换模块和数据归约模块,所述数据存储模块的输出端电连接有数据加密模块,所述数据分析模块的输出端电连接有数据制表模块。
优选的,所述传感器模块的采集逻辑处理步骤具体为:
步骤21、判断是否执行时间同步,当执行时间同步时,根据上位设置同步时间,然后开始循环每个采集组,当不执行时间同步时,直接开始循环每个所述采集组;
步骤22、判断当前采集组的数据是否有效,假如采集的数据有效,则读取所述采集组的配置参数,假如采集的数据无效,返回所述步骤21,重新开始循环每个所述采集组;
步骤23、判断是否达到采集周期,当已经达到采集周期时,处理所有属于所述采集组的传感器;当还未达到采集周期时,返回所述步骤21,重新开始循环每个所述采集组;
步骤24、保存所述步骤23所处理的传感器的值/时间戳到队列;
步骤25、更新对队列状态报警监控值;
步骤26、判断上位设置DataReceived是否等于1,当DataReceived=1,则删除已接收数据并将后续数据推动到接口第一位,然后设置DataReceived标志+1;当DataReceived≠1,返回所述步骤21重新开始循环每个所述采集组;
步骤27、结束循环每个所述采集组。
优选的,所述处理传感器模块的具体步骤为:
步骤31、判断传感器是否等于当前组,当所述传感器等于所述当前组,则根据配置信息将信号量转换成模拟量数据;当所述传感器不等于所述当前组时,重新处理所有属于所述采集组的传感器;
步骤32、设置传感器报警灯实时监控状态的数据值;
步骤33、判断采集毛胚数据是否需要清洗,当需要清洗时,则根据配置调用对应的清洗算法;假如该数据不需要清洗时,记录处理后的传感器数据值。
优选的,所述MES数据库通过以太网方式实现数据采集,具体交互方式包括生产者或消费者通过在程序中编写指令来读写数据量。
优选的,所述设备操作时间采集模块和设备状态采集模块可由时间触发之后,根据原本设定的基础数据,由系统自动收集。
优选的,所述条码采集模块收集数据前,信息以编码的方式表达或与预设的数据通过编码建立对应关系。
优选的,所述传感器模块的采集模式主要为温度传感器、压力传感器、无线数据采集卡和PC。
优选的,所述RFID数据采集模块采集数据时使用可重复使用的电子标签,且该电子标签上带有详细所需的所有信息,在每个工作点都有RFID读写器,保证在各个流水线位置处能毫不出错的完成相应任务。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
1、本发明通过设置通信模块、局域网、MES数据库、数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块和数据存储模块,能够实现顶数据集成交互,能够使制造企业信息互联互通,有利于人们的使用。
2、本发明通过设置通信模块,便于连接局域网,通过局域网,便于对MES数据库进行接收和更新,通过数据采集模块,能够对设备数据和信息数据进行采集,通过数据转换模块,能够对采集的数据进行清理、集成、变换和归约,提高数据挖掘质量,通过数据分析模块,能够对转换处理后的数据进行分析,通过数据对比模块和MES数据库,能够通过MES数据库对数据进行对比,通过数据存储模块,能够对数据进行存储,通过报警模块,能够对分析后的设备的错误或故障数据进行报警,通过数据加密模块,提高数据的安全性,通过书库制表模块,能够对分析处理后的数据进行制表,能够更直观的了解数据对比信息。
附图说明
图1为本发明系统原理图;
图2为本发明数据采集模块系统原理图;
图3为本发明信息数据采集模块系统原理图;
图4为本发明设备数据采集模块系统原理图;
图5为本发明数据转换模块系统原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5,一种基于MES的数据采集与分析系统,包括控制器,控制器的输入端电连接有通信模块,通信模块的输入端电连接有局域网,局域网的输入端电连接有MES数据库,控制器的输出端分别电连接有数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块、数据存储模块和报警模块,数据采集模块包括设备数据采集模块和信息数据采集模块,设备数据采集模块包括设备操作时间采集模块和设备状态采集模块,信息数据采集模块包括条码采集模块、传感器模块、RFID数据采集模块,数据转换模块包括数据清理模块、数据集成模块、数据变换模块和数据归约模块,数据存储模块的输出端电连接有数据加密模块,数据分析模块的输出端电连接有数据制表模块,MES数据库通过以太网方式实现数据采集,具体交互方式包括生产者或消费者通过在程序中编写指令来读写数据量,数据采集模块采集数据可以通过OPC协议采集方式、OPC服务器采集方式或混合式MES数据采集方法,设备操作时间采集模块和设备状态采集模块可由时间触发之后,根据原本设定的基础数据,由系统自动收集,条码采集模块收集数据前,信息以编码的方式表达或与预设的数据通过编码建立对应关系,传感器模块的采集模式主要为温度传感器、压力传感器、无线数据采集卡和PC,RFID数据采集模块采集数据时,使用可重复使用的电子标签,且该电子标签上带有详细所需的所有信息,在每个工作点都有RFID读写器,保证在各个流水线位置处能毫不出错的完成相应任务,通过设置通信模块,便于连接局域网,通过局域网,便于对MES数据库进行接收和更新,通过数据采集模块,能够对设备数据和信息数据进行采集,通过数据转换模块,能够对采集的数据进行清理、集成、变换和归约,提高数据挖掘质量,通过数据分析模块,能够对转换处理后的数据进行分析,通过数据对比模块和MES数据库,能够通过MES数据库对数据进行对比,通过数据存储模块,能够对数据进行存储,通过报警模块,能够对分析后的设备的错误或故障数据进行报警,通过设置通信模块、局域网、MES数据库、数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块和数据存储模块,能够实现顶数据集成交互,能够使制造企业信息互联互通,有利于人们的使用。
传感器包括温度传感器、频率传感器、振动传感器、拉线传感器、压力传感器、声音传感器、转角传感器、位移传感器和转速传感器,最大能采集100个传感器数据然后上传到控制器,将相同采集频率的传感器数据划分一个采集组,支持不同16种不同采集的频率的采集分组,每个采集分组里面对应的传感器数据,可以是从0~100。
传感器模块的采集逻辑处理步骤具体为:步骤21、判断是否执行时间同步,当执行时间同步时,根据上位设置同步时间,然后开始循环每个采集组,当不执行时间同步时,直接开始循环每个采集组;步骤22、判断当前采集组的数据是否有效,假如采集的数据有效,则读取采集组的配置参数,假如采集的数据无效,返回步骤21,重新开始循环每个采集组;步骤23、判断是否达到采集周期,当已经达到采集周期时,处理所有属于采集组的传感器;当还未达到采集周期时,返回步骤21,重新开始循环每个采集组;步骤24、保存步骤23所处理的传感器的值/时间戳到队列;步骤25、更新对队列状态报警监控值;步骤26、判断上位设置DataReceived是否等于1,当DataReceived=1,则删除已接收数据并将后续数据推动到接口第一位,然后设置DataReceived标志+1;当DataReceived≠1,返回步骤21重新开始循环每个采集组;步骤27、结束循环每个采集组。
处理传感器模块的具体步骤为:步骤31、判断传感器是否等于当前组,当传感器等于当前组,则根据配置信息将信号量转换成模拟量数据;当传感器不等于当前组时,重新处理所有属于采集组的传感器;步骤32、设置传感器报警灯实时监控状态的数据值;步骤33、判断采集毛胚数据是否需要清洗,当需要清洗时,则根据配置调用对应的清洗算法;假如该数据不需要清洗时,记录处理后的传感器数据值。
使用时,通过通信模块接入局域网,接收MES数据库内的数据信息,通过数据采集模块对设备数据和信息数据进行采集,数据转换模块对采集的数据进行清理、集成、变换和归约,提高数据挖掘质量和效率,数据分析模块对转换处理后的数据进行分析,数据对比模块通过MES数据库对数据进行对比,数据存储模块对处理后的数据进行存储,如果采集的设备发生错误或故障,则通过报警模块进行报警。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于MES的数据采集与分析系统,包括控制器,其特征在于:所述控制器的输入端电连接有通信模块,所述通信模块的输入端电连接有局域网,所述局域网的输入端电连接有MES数据库,所述控制器的输出端分别电连接有数据采集模块、数据转换模块、数据分析模块、数据对比模块、数据存储模块和报警模块,所述数据采集模块包括设备数据采集模块和信息数据采集模块,所述设备数据采集模块包括设备操作时间采集模块和设备状态采集模块,所述信息数据采集模块包括条码采集模块、传感器模块、RFID数据采集模块,所述数据转换模块包括数据清理模块、数据集成模块、数据变换模块和数据归约模块,所述数据存储模块的输出端电连接有数据加密模块,所述数据分析模块的输出端电连接有数据制表模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述传感器模块的采集逻辑处理步骤具体为:
步骤21、判断是否执行时间同步,当执行时间同步时,根据上位设置同步时间,然后开始循环每个采集组,当不执行时间同步时,直接开始循环每个所述采集组;
步骤22、判断当前采集组的数据是否有效,假如采集的数据有效,则读取所述采集组的配置参数,假如采集的数据无效,返回所述步骤21,重新开始循环每个所述采集组;
步骤23、判断是否达到采集周期,当已经达到采集周期时,处理所有属于所述采集组的传感器;当还未达到采集周期时,返回所述步骤21,重新开始循环每个所述采集组;
步骤24、保存所述步骤23所处理的传感器的值/时间戳到队列;
步骤25、更新对队列状态报警监控值;
步骤26、判断上位设置DataReceived是否等于1,当DataReceived=1,则删除已接收数据并将后续数据推动到接口第一位,然后设置DataReceived标志+1;当DataReceived≠1,返回所述步骤21重新开始循环每个所述采集组;
步骤27、结束循环每个所述采集组。
3.根据权利要求2所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述处理传感器模块的具体步骤为:
步骤31、判断传感器是否等于当前组,当所述传感器等于所述当前组,则根据配置信息将信号量转换成模拟量数据;当所述传感器不等于所述当前组时,重新处理所有属于所述采集组的传感器;
步骤32、设置传感器报警灯实时监控状态的数据值;
步骤33、判断采集毛胚数据是否需要清洗,当需要清洗时,则根据配置调用对应的清洗算法;假如该数据不需要清洗时,记录处理后的传感器数据值。
4.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述MES数据库通过以太网方式实现数据采集,具体交互方式包括生产者或消费者通过在程序中编写指令来读写数据量。
5.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述数据采集模块采集数据可以通过OPC协议采集方式、OPC服务器采集方式或混合式MES数据采集方法。
6.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述设备操作时间采集模块和设备状态采集模块可由时间触发之后,根据原本设定的基础数据,由系统自动收集。
7.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述条码采集模块收集数据前,信息以编码的方式表达或与预设的数据通过编码建立对应关系。
8.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述传感器模块的采集模式主要为温度传感器、压力传感器、无线数据采集卡和PC。
9.根据权利要求1所述的一种基于MES的数据采集与分析系统,其特征在于:所述RFID数据采集模块采集数据时,使用可重复使用的电子标签,且该电子标签上带有详细所需的所有信息,在每个工作点都有RFID读写器,保证在各个流水线位置处能毫不出错的完成相应任务。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210119 |
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