CN113176764B - 一种基于注塑机数据采集与上云的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种基于注塑机数据采集与上云的方法，包括以下步骤：步骤一：基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX‑I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX‑I采集注塑机的工艺参数；步骤二：基于TCP/IP协议，将PROBOX‑I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，经过工控机的设备数据接收和处理软件处理之后，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务；步骤三：PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，对处理好的工艺参数进行统计与分析，并对处理好的工艺参数进行显示；本发明实施例便于注塑机采集数据以及提升注塑机的数据管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及设备互联网技术领域,更具体地说，涉及到一种基于注塑机数据采集与上云的方法。
背景技术
注塑机是塑料制品生产常用的设备，随着塑料制品的更新换代发展，需要注塑机生产效率提升，而注塑生产效率不佳，员工能力不一，难管理，管理决策无数据作为支撑，排单不合理，设备利用率低；且注塑工艺管理落后，过度依赖老师傅，无法记录存档，无法实时监控，影响生产品质，过程无数据分析，难以持续优化。
本发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于注塑机数据采集与上云的方法用来解决注塑机数据采集难度过高以及注塑机数据管理成本高的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于注塑机数据采集与上云的方法，包括以下步骤：
步骤一：基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数；
步骤二：基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，经过工控机的设备数据接收和处理软件处理之后，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务；
步骤三：PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，对处理好的工艺参数进行统计与分析，并对处理好的工艺参数进行显示。
具体地，基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数，所述步骤包括：
将注塑机操作面板通过超五类网线连接交换机的通道1口；
将注塑机控制器通过超五类网线连接交换机的通道2口；
PROBOX-I通过超五类网线连接交换机的通道8口；
将注塑机操作面板与注塑机控制器置于同一局域网下，将工艺参数从注塑机操作面板传输至注塑机控制器；
在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数。
具体地，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数，所述步骤包括：
在交换机正常工作状态下，在注塑机的操作设定区设定注塑机的工艺参数，操作设定区包括：射出设定区、保压设定区、射出时间设定区、二次压切换设定区、加料设定区、冷却时间设定区以及警报区，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数。
具体地，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述步骤包括：
当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数未发生改变时，PROBOX-I通过交换机从注塑机控制器获取初始工艺参数；
当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数发生改变时，目标工艺参数从注塑机操作面板经过交换机传输至注塑机控制器之后，再经过交换机由PROBOX-I采集目标工艺参数。
具体地，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述步骤包括：
使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述注塑机工艺参数具体包括：注塑机的运行状态、生成数据、能耗数据、报警数据、实时参数、工艺参数、成型参数以及品质参数。
具体地，基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，所述步骤包括：
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据筛选；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据清洗；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据整合；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据降噪。
优选地，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务之后，所述步骤还包括：
工控机部署的PROIMM系统后端服务将将处理好的工艺参数存入SQL Server数据库。
具体地，PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，所述步骤包括：
PROIMM前端系统的移动终端、监控中心数字电子看板以及线边管理看板分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数。
本发明的有益效果是：通过步骤一：基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数；步骤二：基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，经过工控机的设备数据接收和处理软件处理之后，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务；步骤三：PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，对处理好的工艺参数进行统计与分析，并对处理好的工艺参数进行显示；便于注塑机的数据快速采集并上云管理，用户操作简单，快速导入上线，无需过多流程改变；安装简单快速；大幅减少施工成本，无需专业团队，运维成本低；能实现远程故障诊断，快速解决现场注塑机反馈的问题；升级方便，远端即可进行更新。
附图说明
图1是一种基于注塑机数据采集与上云的方法的流程示意图。
图2是一种基于注塑机数据采集与上云系统局部框架图。
图3是一种基于注塑机数据采集与上云系统框架图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1示出了本发明实施例一提供的一种基于注塑机数据采集与上云的方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S101中，基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数；
在步骤S102中，基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，经过工控机的设备数据接收和处理软件处理之后，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务；
在步骤S103中，PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，对处理好的工艺参数进行统计与分析，并对处理好的工艺参数进行显示。
在本申请实施例中，便于注塑机采集数据以及节约注塑机数据管理成本。
具体地，基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数，所述步骤包括：
将注塑机操作面板通过超五类网线连接交换机的通道1口；
将注塑机控制器通过超五类网线连接交换机的通道2口；
PROBOX-I通过超五类网线连接交换机的通道8口；
将注塑机操作面板与注塑机控制器置于同一局域网下，将工艺参数从注塑机操作面板传输至注塑机控制器；
在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数。
在本申请实施例中，为了加快注塑机操作面板和控制器之间的工艺参数传输。
具体地，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数，所述步骤包括：
在交换机正常工作状态下，在注塑机的操作设定区设定注塑机的工艺参数，操作设定区包括：射出设定区、保压设定区、射出时间设定区、二次压切换设定区、加料设定区、冷却时间设定区以及警报区，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数。
在本申请实施例中，控制器是注塑机的中心系统，从操作面板设置的工艺参数会传输到控制器，由控制器控制各种程序动作，实现对时间、位置、压力、速度和转速等的控制与调节。
具体地，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述步骤包括：
当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数未发生改变时，PROBOX-I通过交换机从注塑机控制器获取初始工艺参数；
当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数发生改变时，目标工艺参数从注塑机操作面板经过交换机传输至注塑机控制器之后，再经过交换机由PROBOX-I采集目标工艺参数。
在本申请实施例中，当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数未发生改变时，，PROBOX-I通过交换机从注塑机控制器获取初始工艺参数,无需从注塑机操作面板获取数据，简单便捷，传输效率高；当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数发生改变时，目标工艺参数从注塑机操作面板经过交换机传输至注塑机控制器之后，再经过交换机由PROBOX-I采集目标工艺参数,直接获取到更改后的工艺参数，简单便捷，传输效率高。
具体地，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述步骤包括：
使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述注塑机工艺参数具体包括：注塑机的运行状态、生成数据、能耗数据、报警数据、实时参数、工艺参数、成型参数以及品质参数。
具体地，基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，所述步骤包括：
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据筛选；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据清洗；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据整合；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据降噪。
在本申请实施例中，通过设备数据接收和处理软件进行数据筛选、数据清洗、数据整合以及数据降噪便于减少数据冗余，节省空间，降低成本。
优选地，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务之后，所述步骤还包括：
工控机部署的PROIMM系统后端服务将将处理好的工艺参数存入SQL Server数据库。
具体地，PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，所述步骤包括：
PROIMM前端系统的移动终端、监控中心数字电子看板以及线边管理看板分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数。
实施例二：
图2、图3均示出了本发明实施例2提供的一种基于注塑机数据采集与上云系统框架图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
步骤一：将注塑机操作面板、控制器分别连接交换机。
为了打通并加速注塑机操作面板和控制器之间的数据传输，需要以下三个步骤：
将注塑机操作面板通过超五类网线连接交换机的通道1口；
将注塑机控制器通过超五类网线连接交换机的通道2口；
将注塑机操作面板和控制器置于同一局域网下，将数据从操作面板传输到控制器；
注塑机操作面板显示了本台注塑机的工作状态和操作设定，具体包括射出设定区、保压设定区、射出时间设定区、二次压切换设定区、加料设定区、冷却时间设定区和警报区。控制器是注塑机的中心系统，从操作面板设置的参数会传输到控制器，由控制各种程序动作，实现对时间、位置、压力、速度和转速等的控制与调节。
步骤二：使用PROBOX-I采集注塑机的各种数据。
PROBOX-I采集数据的方法无需注塑机设备生产商开放协议，即可对注塑机进行全量数据无损接入，即插即用，兼容老旧注塑机及周边设备，包含以下几个子步骤：
将PROBOX-I连接交换机的通道8口，将注塑机操作面板、控制器、PROBOX-I、光纤交换机通过超五类网线连接起来，光纤交换机通过光纤网络与控制器、注塑机操作面板和PROBOX-I连接，将四者置于同一局域网下，方便进行数据传输。
PROBOX-I采集数据的流程如下：
当注塑机操作面板工艺参数未发生改变时，数据流为注塑机控制器—交换机—PROBOX-I—工控机；
当注塑机操作面板工艺参数发生改变时，数据流为注塑机操作面板—交换机—注塑机控制器—交换机—PROBOX-I—工控机。
PROBOX-I自带两个RS485通信串口和一个以太网口来实现与第三方设备进行通信。使用PROBOX-I与第三方设备通过串口进行通信时，当第三方设备使用RS232串口进行通信时，需要使用转换器将RS232转换为RS485与PROBOX-I连接。
为了将PROBOX-I的网段设置与交换机同一网段下，需要更改PROBOX-I的IP，更改IP的步骤如下：(1)将其与电脑通过超五类网线相连接，打开电脑中的控制面板，找到网络和共享中心，更改适配器设置；(2)找到并打开N80编程软件，在编程软件上栏找到管理栏下的刷新IP地址配置表；(3)将IP地址改为192.168.1.189
将信号接收天线安装在PROBOX-I附近，保证通信质量；
再使用超五类网线连接交换机与工控机，将两者置于同一局域网下，将从PROBOX-I采集到的数据通过光纤网络传输到工控机的数据接收和处理软件。
最终采集到的数据有：
1)注塑机的运行状态：运行、手动、半自动、全自动、调模、停机、报警及各种状态持续时间；2)生产数据：当日产量、总产量、生产节拍；3)能耗数据：能耗统计、单品能耗；4)报警信息：注塑机控制器的故障信息；5)实时参数：各段温度、压力、位置、模数、周期时间；6)工艺参数：开关模、顶进、顶退、射胶、保压、储料等调机设置参数；7)成型参数：开关模计时、射退时间、射退位置、保压转换压力、储料计时等；8)品质参数：关模、开模、低压、高压、托模、循环、射出终点等。
步骤三：数据上云
数据上云包含以下几个子步骤：
将PROBOX-I从控制器采集到的数据通过网线传输到光纤交换机，当光纤交换机从通道8口收到一个数据帧时，光纤交换机会对地址表执行两个动作，一是检查数据帧的源MAC地址是否已在地址表中，如果数据帧的源MAC地址不存在在地址表中，则将该MAC地址加到地址表中，以便后续知道该MAC地址在哪一个节点；
由光纤交换机将数据再传输到工控机的设备数据接收和处理软件中，此过程遵循TCP/IP协议，支持断点续传功能，即如果碰到网络故障，可以从已经上传的部分开始继续上传未完成的部分，而没有必要从头开始上传。所述工控机为一台用于工业控制的电脑，电脑内安装了设备数据接收和处理软件、状态监控和报警软件、PROIMM系统和SQL Server数据库。PROIMM系统是注塑云MES管理平台，能够实时存储、管理与分析注塑行业的各种数据，为及时、准确判断与调整生产任务，合理安排注塑作业提供决策依据。用户可以通过远程软件远程控制工控机，查看数据接收情况、PROIMM系统运行情况和SQL Server数据库运行情况，也可进行故障诊断、程序修改以及技术培训和实施。
由设备数据接收和处理软件对采集到的数据进行处理，处理的方法包括数据筛选、数据清洗、数据整合、格式转换和数据降噪等；
将工控机设备数据接收和处理软件处理好的的数据通过云端API接口传输到工控机部署的PROIMM系统后端服务，此过程遵循TCP/IP协议；
由PROIMM系统后端服务将数据存入SQL Server数据库，此过程利用SQL Server数据库提供的第三方工具包对数据进行存储，方便对数据进行存储、管理与查询；
PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取数据，同时对数据进行统计与分析，将数据实时显示在这三个平台，此传输数据的通讯协议为TCP/IP协议。移动终端，监控中心数字电子看板，线边管理看板为PROIMM前端系统的三个子系统，包括生产管理、工艺管理、品质管理、设备管理、能耗管理和周边设备管理等功能。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实施例的单元及算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。
专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数；
步骤二：基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，经过工控机的设备数据接收和处理软件处理之后，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务；
步骤三：PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，对处理好的工艺参数进行统计与分析，并对处理好的工艺参数进行显示；
基于TCP/IP协议，将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中处理，具体包括：
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据筛选；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据清洗；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据整合；
将PROBOX-I从注塑机采集的工艺参数通过交换机传输至工控机的设备数据接收和处理软件中进行数据降噪。
2.根据权利要求1所述的一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，基于同一局域网，注塑机通过超五类网线连接交换机，PROBOX-I通过超五类网线连接交换机，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数，所述步骤包括：
将注塑机操作面板通过超五类网线连接交换机的通道1口；
将注塑机控制器通过超五类网线连接交换机的通道2口；
PROBOX-I通过超五类网线连接交换机的通道8口；
将注塑机操作面板与注塑机控制器置于同一局域网下，将工艺参数从注塑机操作面板传输至注塑机控制器；
在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，在交换机正常工作状态下，使用PROBOX-I采集注塑机的工艺参数，所述步骤包括：
在交换机正常工作状态下，在注塑机的操作设定区设定注塑机的工艺参数，操作设定区包括：射出设定区、保压设定区、射出时间设定区、二次压切换设定区、加料设定区、冷却时间设定区以及警报区，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数。
4.根据权利要求3所述的一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述步骤包括：
当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数未发生改变时，PROBOX-I通过交换机从注塑机控制器获取初始工艺参数；
当注塑机操作面板的操作设定区工艺参数发生改变时，目标工艺参数从注塑机操作面板经过交换机传输至注塑机控制器之后，再经过交换机由PROBOX-I采集目标工艺参数。
5.根据权利要求3所述的一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述步骤包括：
使用PROBOX-I采集注塑机的操作设定区设定的注塑机工艺参数，所述注塑机工艺参数具体包括：注塑机的运行状态、能耗数据、报警数据、实时参数、工艺参数、成型参数以及品质参数。
6.根据权利要求5所述的一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，将处理好的工艺参数通过云端API接口传输至工控机部署的PROIMM系统后端服务之后，所述步骤还包括：
工控机部署的PROIMM系统后端服务将处理好的工艺参数存入SQL Server数据库。
7.根据权利要求6所述的一种基于注塑机数据采集与上云的方法，其特征在于，PROIMM前端系统的三个子系统分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数，所述步骤包括：
PROIMM前端系统的移动终端、监控中心数字电子看板以及线边管理看板分别调用PROIMM系统后端服务获取处理好的工艺参数。
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