CN114742365A - 一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法及装置，所述方法包括：基于PLC控制器采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统；基于PLC控制器采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；软件系统根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本；软件系统将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；基于移动终端的APP或者PC端实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。本发明通过PLC采集印刷机的相关数据，发送给软件系统后进行生产成本计算，并将相关数据共享到云平台，从而实现远程数据监控和远程故障诊断的功能。

Description

一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法及装置
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
瓦楞纸是由挂面纸和通过瓦楞辊加工而形成的波形的瓦楞纸粘合而成的板状物，一般分为单瓦楞纸板和双瓦楞纸板两类，按照瓦楞的尺寸分为：A、B、C、E、F五种类型。瓦楞纸的发明和应用有一百多年历史，具有成本低、质量轻、加工易、强度大、印刷适应性样优良、储存搬运方便等优点，80％以上的瓦楞纸均可通过回收再生，瓦楞纸可用作食品或者数码产品的包装，相对环保，使用较为广泛。
目前，瓦楞纸包装行业的数据采集系统都是将数据采集到本地服务器，在局域网内进行数据的应用(例如生产过程数据监控、数据报表)，局域网外无法实现远程诊断(例如针对设备故障远程诊断分析原因，帮助客户快速定位问题，并引导客户解决问题)、远程监控(例如远程监控客户现场的生产状况，方便客户随时随地的了解工厂的实际生产情况)的功能。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法、系统、装置及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中瓦楞纸包装行业的数据采集系统都是将数据采集到本地服务器，在局域网内进行数据的应用，局域网外无法实现远程诊断、远程监控功能的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法，所述瓦楞纸包装行业的数据采集方法包括如下步骤：
基于PLC控制器采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统；
基于PLC控制器采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；
软件系统根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本；
软件系统将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；
基于移动终端的APP或者PC端实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，所述传感器信号包括：印刷机电源信号、印刷机运行信号、印刷机送纸信号和检测进纸板传感器信号。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，所述印刷机电源信号用于获取印刷机的开机状态，计算开机的时长；所述印刷机运行信号用于获取印刷机的运行状态；所述印刷机送纸信号用于获取印刷机是否在生产；所述检测进纸板传感器信号用于获取印刷机的生产纸板数量。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，所述印刷机电源信号用于计算电耗费用，其中，电耗费用＝印刷机开机时长*每小时电费；
所述检测进纸板传感器信号用于计算纸板成本，其中，纸板成本＝纸板张数*单价。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，所述软件系统根据耗材用量、水表数据和电表数据，并基于预设规则计算生产成本，具体包括：
软件系统根据水表数据和电表数据分别得到当前工单的总用水量和总用电量，耗材用量包括当前工单的油墨用量和纸板数量；
所述预设规则为：生产成本＝当前工单的总用水量*水价+当前工单的总用电量*电价+当前工单的油墨用量*单价+当前工单的纸板数量*单价+人力成本；其中，人力成本＝工时*单价。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，软件系统通过TCP协议与PLC控制器建立通信连接。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，PLC控制器通过报文的形式将采集的业务数据发送给软件系统，软件系统通过对应协议对接收的报文进行解析得到业务数据。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，所述对应协议包括：S7协议和Modbus协议。
所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其中，所述瓦楞纸包装行业的数据采集方法还包括：软件系统还将接收的数据和计算得到的生产成本存储到服务器。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种瓦楞纸包装行业的数据采集装置，其中，所述瓦楞纸包装行业的数据采集装置包括：
PLC控制器、软件系统、服务器、云平台、移动终端和PC端；
PLC控制器与软件系统连接，软件系统分别与服务器和云平台连接，云平台分别与移动终端和PC端连接；
PLC控制器用于采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统，PLC控制器还用于采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；
软件系统用于根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本，软件系统还用于将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；
服务器用于存储软件系统的数据和计算得到的生产成本；
移动终端的APP或者PC端用于实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。
本发明中，基于PLC控制器采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统；基于PLC控制器采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；软件系统根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本；软件系统将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；基于移动终端的APP或者PC端实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。本发明通过PLC采集印刷机的相关数据，发送给软件系统后进行生产成本计算，并将相关数据共享到云平台，从而实现远程数据监控和远程故障诊断的功能。
附图说明
图1是本发明瓦楞纸包装行业的数据采集方法的较佳实施例的流程图；
图2是本发明瓦楞纸包装行业的数据采集装置的较佳实施例的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。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。
本发明较佳实施例所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，如图1所示，所述瓦楞纸包装行业的数据采集方法包括以下步骤：
步骤S10、基于PLC控制器采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统。
具体地，所述PLC控制器(Programmable Logic Controlle，可编程逻辑控制器)是一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。传感器(多个类型的传感器)设置在安装(设置)在印刷机上的，便于通过这些传感器采集印刷机的各个参数或者信号，所述PLC控制器采集当前生产相关的传感器信号，其中，所述传感器信号包括：印刷机电源信号、印刷机运行信号、印刷机送纸信号和检测进纸板传感器信号；进一步地，所述印刷机电源信号用于获取印刷机的开机状态，计算开机的时长；所述印刷机运行信号用于获取印刷机的运行状态(运行状态或者停止状态)；所述印刷机送纸信号用于获取印刷机是否在生产；所述检测进纸板传感器信号用于获取印刷机的生产纸板数量；另外，所述印刷机电源信号用于计算电耗费用，其中，电耗费用＝印刷机开机时长(单位为小时)*每小时电费；所述检测进纸板传感器信号用于计算纸板(原材料)成本，其中，纸板成本＝纸板张数*单价。
其中，所述软件系统通过TCP协议与所述PLC控制器建立通信连接，便于所述PLC控制器将相关业务数据发送给所述软件系统。通过所述软件系统直接对接各种PLC控制器，所述软件系统内实现对各种工业协议的解析(数据采集的对接终端是PLC控制器，与PLC控制器通讯都是以报文的形式，需要对报文进行解析以获取业务数据，例如用水量、用电量、用油墨量等)。
进一步地，所述PLC控制器除了采集当前生产相关的传感器信号发送给所述软件系统外，所述PLC控制器还用于采集水表的水表数据和电表的电表数据，并将采集到的的水表数据和电表数据发送给所述软件系统，采集水表数据和电表数据是为了后面确认订单生产所需要的耗电量和耗水量，以进一步计算生产成本。
其中，所述PLC控制器是通过报文的形式将采集的业务数据(例如用水量、用电量、用油墨量等数据)发送给所述软件系统，所述软件系统通过对应协议(例如S7协议和Modbus协议)对接收的报文进行解析得到业务数据。
其中，所述对应协议包括：S7协议和Modbus协议；S7协议是SIEMENS S7系列产品之间通讯使用的标准协议，其优点是通信双方无论是在同一MPI总线上、同一PROFIBUS总线上或同一工业以太网中，都可通过S7协议建立通信连接，使用相同的编程方式进行数据交换而与使用何种总线或网络无关。Modbus是一种串行通信协议，Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式，优点是易于部署和维护，对供应商来说，修改移动本地的比特或字节没有很多限制。
步骤S20、基于PLC控制器采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统。
具体地，所述PLC控制器还会采集生产订单中当前工单(例如一批瓦楞纸的生产订单)的耗材用量，其中，所述耗材用量包括当前工单的油墨用量和纸板数量，同时用水量和用电量也属于耗材用量，所述PLC控制器采集完耗材用量后会发送给所述软件系统，便于所述软件系统进行生产成本的计算。
步骤S30、软件系统根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本。
具体地，所述软件系统根据所述PLC控制器发送的水表数据和电表数据分别得到当前工单的总用水量和总用电量(即通过采集水表、电表的数据，软件系统可以计算出当前工单的总用水量以及总用电量)，并且所述软件系统同时也得到了所述PLC控制器发送的耗材用量(主要是当前工单的油墨用量和纸板数量)；在所述软件系统得知耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本(可以预先在软件系统进行维护)的信息后，根据预设规则来计算成产成本，从而帮助进行成本核算。
其中，所述预设规则为：生产成本＝当前工单的总用水量*水价+当前工单的总用电量*电价+当前工单的油墨用量*单价+当前工单的纸板数量*单价+人力成本；其中，人力成本＝工时*单价。
步骤S40、软件系统将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台。
具体地，在所述软件系统计算完生产订单中当前工单的生产成本后，将之前从所述PLC控制器接收的业务数据和计算得到的生产成本都通过网络同步到云平台(云端，指基于硬件资源和软件资源的服务，提供计算、网络和存储能力)，相当于所述软件系统将数据共享到所述云平台。
进一步地，所述软件系统还将接收的数据和计算得到的生产成本存储到服务器(服务器与软件系统预先已建立连接)，服务器的作用是存储所述软件系统的数据，相当于本地的数据库。
步骤S50、基于移动终端的APP或者PC端实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。
具体地，所述移动终端或者所述PC端可以查看所述云平台的数据，所述移动终端(例如用户或者相关人员的智能手机)通过APP或者所述PC端实时查看所述云平台的实时数据，从而实现远程监控，力图远程监控客户现场的生产状况，方便客户随时随地的了解工厂的实际生产情况，同时提供远程故障诊断服务，即对采集的数据进行数据分析，实现远程故障诊断的功能，例如针对设备故障远程诊断分析原因，帮助客户快速定位问题，并引导客户解决问题，为用户带来方便。
例如，除了使用上述的PLC控制器同时采集印刷机的设备参数外，还可以另外设置一个PLC控制器，这个PLC控制器可以专门用来控制印刷机设备，软件系统也会采集这个PLC控制器的一些设备参数(例如设备故障信息、设备工艺参数)，故障诊断会用到这里的设备故障信息并用于分析，在下次印刷机再出现相同故障的时候，软件系统会给出故障发生的可能原因，引导客户解决故障问题，节约时间。
本发明通过开发软件系统，实现对各种PLC的协议解析，并采集相关的生产数据，实现远程监控，对采集的数据进行数据分析，实现远程故障诊断的功能。
进一步地，如图2所示，本发明还相应提供了一种瓦楞纸包装行业的数据采集装置，其中，所述瓦楞纸包装行业的数据采集装置包括：
PLC控制器、软件系统、服务器、云平台、移动终端和PC端；其中，PLC控制器与软件系统连接，软件系统分别与服务器和云平台连接，云平台分别与移动终端和PC端连接。
其中，所述PLC控制器用于采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给所述软件系统，所述PLC控制器还用于采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给所述软件系统。
其中，所述软件系统用于根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本，所述软件系统还用于将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到所述云平台。
其中，所述服务器用于存储软件系统的数据和计算得到的生产成本。
其中，所述移动终端(例如智能手机)的APP或者所述PC端(个人计算机或者个人电脑)用于实时查看所述云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。
综上所述，本发明提供一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法及装置，所述方法包括：基于PLC控制器采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统；基于PLC控制器采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；软件系统根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本；软件系统将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；基于移动终端的APP或者PC端实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。本发明通过PLC采集印刷机的相关数据，发送给软件系统后进行生产成本计算，并将相关数据共享到云平台，从而实现远程数据监控和远程故障诊断的功能。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的计算机可读存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中所述的计算机可读存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述瓦楞纸包装行业的数据采集方法包括：
基于PLC控制器采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统；
基于PLC控制器采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；
软件系统根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本；
软件系统将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；
基于移动终端的APP或者PC端实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。
2.根据权利要求1所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述传感器信号包括：印刷机电源信号、印刷机运行信号、印刷机送纸信号和检测进纸板传感器信号。
3.根据权利要求2所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述印刷机电源信号用于获取印刷机的开机状态，计算开机的时长；所述印刷机运行信号用于获取印刷机的运行状态；所述印刷机送纸信号用于获取印刷机是否在生产；所述检测进纸板传感器信号用于获取印刷机的生产纸板数量。
4.根据权利要求3所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述印刷机电源信号用于计算电耗费用，其中，电耗费用＝印刷机开机时长*每小时电费；
所述检测进纸板传感器信号用于计算纸板成本，其中，纸板成本＝纸板张数*单价。
5.根据权利要求1所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述软件系统根据耗材用量、水表数据和电表数据，并基于预设规则计算生产成本，具体包括：
软件系统根据水表数据和电表数据分别得到当前工单的总用水量和总用电量，耗材用量包括当前工单的油墨用量和纸板数量；
所述预设规则为：生产成本＝当前工单的总用水量*水价+当前工单的总用电量*电价+当前工单的油墨用量*单价+当前工单的纸板数量*单价+人力成本；其中，人力成本＝工时*单价。
6.根据权利要求1所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，软件系统通过TCP协议与PLC控制器建立通信连接。
7.根据权利要求6所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，PLC控制器通过报文的形式将采集的业务数据发送给软件系统，软件系统通过对应协议对接收的报文进行解析得到业务数据。
8.根据权利要求7所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述对应协议包括：S7协议和Modbus协议。
9.根据权利要求1所述的瓦楞纸包装行业的数据采集方法，其特征在于，所述瓦楞纸包装行业的数据采集方法还包括：软件系统还将接收的数据和计算得到的生产成本存储到服务器。
10.一种瓦楞纸包装行业的数据采集装置，其特征在于，所述瓦楞纸包装行业的数据采集装置包括：PLC控制器、软件系统、服务器、云平台、移动终端和PC端；
PLC控制器与软件系统连接，软件系统分别与服务器和云平台连接，云平台分别与移动终端和PC端连接；
PLC控制器用于采集当前生产的传感器信号、水表数据和电表数据，并发送给软件系统，PLC控制器还用于采集生产订单中当前工单的耗材用量，并发送给软件系统；
软件系统用于根据耗材用量、水表数据、电表数据及人力成本，并基于预设规则计算生产成本，软件系统还用于将接收的数据和计算得到的生产成本通过网络同步到云平台；
服务器用于存储软件系统的数据和计算得到的生产成本；
移动终端的APP或者PC端用于实时查看云平台的实时数据进行远程监控，并提供远程故障诊断服务。
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