CN115168477B

CN115168477B - 一种基于互联网的包装行业的数据集成方法及相关设备

Info

Publication number: CN115168477B
Application number: CN202210934399.5A
Authority: CN
Inventors: 王晓峰
Original assignee: Dongfang Hezhi Data Technology Guangdong Co ltd
Current assignee: Dongfang Hezhi Data Technology Guangdong Co ltd
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2042-08-04
Also published as: CN115168477A

Abstract

本发明公开了一种基于互联网的包装行业的数据集成方法及相关设备，所述方法包括：获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据；当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储。本发明提出的方案可以一站式实现包装生产设备的数据采集以及与业务系统数据的集成，通过开发基于设备数据采集与集成的工业互联网平台，实现设备数据采集与存储，实现与第三方系统的数据集成，打破信息孤岛。

Description

一种基于互联网的包装行业的数据集成方法及相关设备

技术领域

本发明涉及智能制造领域，尤其涉及一种基于互联网的包装行业的数据集成方法及相关设备。

背景技术

包装为在流通过程中保护产品，方便运输，促进销售，按一定的技术方法所用的容器、材料和辅助物等的总体名称，也指为达到上述目的在采用容器，材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。承装没有进入流通领域物品的用品不能称之为包装，只能称为“包裹”、“箱子”、“盒子”等；因为包装除了有包裹盒承装的功能外，对物品进行修饰，获得受众的青睐才是包装的重要作用。

然而包装行业没有基于设备数据采集与集成的工业互联网平台解决方案，目前仅有少数企业通过传统软件(本地化部署)实现设备数据采集功能，且无法快速复制到其他包装企业落地实施(需要根据企业的需求重新开发)，而包装厂里老旧设备多，传感器、仪表或PLC控制器品牌杂，所支持的通讯协议也不同，设备数据采集、传输以及业务集成非常困难；现有技术中数据采集软件、边缘网关在对设备数据进行采集时，存在着无法存储所有数据及无法快速集成其他数据的问题。

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基于互联网的包装行业的数据集成方法及相关设备，旨在解决现有技术中无法存储所有数据及无法快速集成其他数据的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于互联网的包装行业的数据集成方法，所述基于互联网的包装行业的数据集成方法包括如下步骤：

获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据；

当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储。

可选地，所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其中，所述获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据，之后还包括：

当所述设备未采集设备数据时，判断所述设备自身是否产生数据；

当所述设备自身产生数据时，获取所述设备的通讯协议，基于所述通讯协议对所述设备配置边缘网关，并控制所述边缘网关采集设备数据；

将所述设备与工业互联网平台的接口相连接，并基于所述接口将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储。

可选地，所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其中，所述判断所述设备自身是否产生数据，之后还包括：

当所述设备自身未产生数据时，将所述设备接入智能仪器，并获取所述智能仪器的通讯协议；

基于所述通讯协议对所述智能仪器配置边缘网关，并控制所述边缘网关采集设备数据；

可选地，所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其中，所述将所述设备与工业互联网平台的接口相连接，并基于所述接口将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储，具体包括：

当所述边缘网关完成采集设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接；

基于所述接口，控制所述边缘网关将采集的设备数据上传至工业互联网平台，其中，上传的设备数据为JSON字符串；

将所述JSON字符串与所述工业互联网平台中的模型定义字段进行匹配得到匹配结果，并将所述匹配结果解析出相应字段的值。

可选地，所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其中，所述设备数据包括设备的状态、设备生成的数量、设备生产的速度和设备报警信息。

可选地，所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其中，所述智能仪器包括带通讯的可编程逻辑控制器和变频器。

可选地，所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其中，所述设备通讯协议包括S7通讯协议、Modbus通讯协议、FINS通讯协议、MC通讯协议、OPC UA通讯协议和OPC DA通讯协议。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于互联网的包装行业的数据集成系统，其中，所述基于互联网的包装行业的数据集成系统包括：

数据获取模块，用于获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据；

数据集成模块，用于当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能终端，其中，所述智能终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于互联网的包装行业的数据集成程序，所述基于互联网的包装行业的数据集成程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于互联网的包装行业的数据集成程序，所述基于互联网的包装行业的数据集成程序被处理器执行时实现如上所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法的步骤。

本发明中，获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据；当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储。本发明提出的方案可以一站式实现包装生产设备的数据采集以及与业务系统数据的集成，通过开发基于设备数据采集与集成的工业互联网平台，实现设备数据采集与存储，实现与第三方系统的数据集成，打破信息孤岛，为企业研发设计、生产制造、采购与销售、运营与管理提供全面的数据支撑。

附图说明

图1是本发明中基于互联网的包装行业的数据集成方法的较佳实施例的流程图；

图2是本发明中基于互联网的包装行业的数据集成方法示意图；

图3是本发明中基于互联网的包装行业的数据集成方法的整体流程图；

图4是本发明中基于互联网的包装行业的数据集成系统的较佳实施例的原理示意图；

图5为本发明智能终端的较佳实施例的运行环境示意图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明较佳实施例所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，如图1所示，所述基于互联网的包装行业的数据集成方法包括以下步骤：

步骤S10、获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据。

具体地，首先需要获取客户的需求，根据客户的需求去收集包装行业中需要采集数据的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据。

步骤S20、当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储；其中，所述设备数据包括设备的状态、设备生成的数量、设备生产的速度和设备报警信息。

具体地，在本发明实施例中，如果存在设备已经实现数据采集的功能，则调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储，实现了数据集成功能，将第三方软件的数据与平台直接采集的数据汇聚在一起，实现数据共享，打破信息孤岛。

进一步地，如果存在设备未实现数据采集的功能，则判断所述设备自身是否产生数据；当所述设备自身产生数据时，获取所述设备的通讯协议，其中，通讯协议一般为S7通讯协议、Modbus通讯协议、FINS通讯协议、MC通讯协议、OPC UA通讯协议和OPC DA通讯协议等工业通讯协议，例如，在客户现场接入的印刷机中，大部分都是用的西门子可编程逻辑控制器，所以可以通过S7协议与印刷机进行通讯，基于所述通讯协议对所述设备配置边缘网关，并控制所述边缘网关采集设备数据；将所述设备与工业互联网平台的接口相连接，并基于所述接口将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储。

在本发明实施例中，需要在边缘网关中采集印刷机的数据并上报到工业互联网平台(例如，印刷机的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，可以理解为设备的“大脑”)为西门子1200)；第一步：在“PLC配置”中配置PLC的制造商“SIEMENS”；第二步：选择设备类型为“SIEMENS S7-1200_Network”；第三步：输入PLC的IP地址及端口号；第四步：在“数据监控”模块中，录入需要采集的数据类型、寄存器地址与变量名，例如：数据类型：“整形”，寄存器地址：“DB1.DW2”,变量名：“设备产量”；第五步：在“数据转发”模块中，设置MQTT链接参数以及推送周期，并点击确认生效。

进一步地，如果存在设备未实现数据采集的功能且所述设备自身未产生数据时，例如，目前有一些老旧的手动设备，比如手动钉箱机，所述手动钉箱机是没有PLC或者变频器等智能仪器控制的，完全靠电路信号控制，需要通过按钮触发电平转换从而使气缸产生动作；这些设备自身是无法采集生产数量、设备状态、速度等，若要采集这些数据，则需要将所述设备接入智能仪器，在本发明实施例中，将老旧的手动设备的按钮信号、传感器信号和气缸信号点接入PLC中，经过改造后，按钮作为PLC的输入信号，在按钮按下后，PLC可接收到按钮按下的信号，并控制气缸进行动作，同时记录气缸动作的次数(气缸每完成一次动作次数加一)以此作为该设备的产量；将气缸动作的开始记录为设备的状态为生产中(只要气缸一直在动作，则设备一直在生产中)；在一分钟内统计气缸动作的次数可计算得出设备的速度(pcs/分钟)；以上的运算及处理均在PLC内实现；在加装智能仪器之后，获取所述智能仪器的通讯协议；基于所述通讯协议对所述智能仪器配置边缘网关，并控制所述边缘网关采集设备数据；当所述边缘网关完成采集设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接；基于所述接口，将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储。

其中，上传的设备数据为JSON字符串，将所述JSON字符串与所述工业互联网平台中的模型定义字段进行匹配得到匹配结果，并将所述匹配结果解析出相应字段的值；例如，预先设定平台模型定义设备状态，若解析得到的状态为1，则代表设备的状态为启动中；若解析得到的状态为0，则代表设备的状态停止；工业互联网平台上模型定义的设备状态字段为“machine_status”，当边缘网关上报的JSON串为：{

故工业互联网平台解析设备状态为1，其设备对应的状态为启动中。

进一步地，如图2所示，本发明是通过端-边-云三层架构实现工业互联网平台与终端设备的解耦(解耦是指两个或两个以上的体系或两种运动形式间通过相互作用而彼此影响一直联合起来的现象)，“云”层对应的是包装行业互联网平台，主要是用于设备的接入、数据采集、数据存储和数据集成，并且包装行业工业互联网平台可适用于所有包装企业，企业只需开通账号即可使用(具备在行业内快速复制的能力)；“边”层对应的是边缘网关，边缘网关由边缘采集终端和智能感知终端组成，边缘网关集成了市面上主流的工业协议，例如S7、Modbus、FINS、MC、OPC UA、OPC DA等，边缘网关可根据不同的设备，使用相应的通信协议进行数据采集；边缘网关虽可实现对单体设备的数据采集，但由于边缘网关不具备对整厂设备的数据采集与统一管理的能力，所以仍需云端平台对整厂的设备进行统一接入管理，对整厂设备数据进行统一解析处理；“端”层对应的是包装行业内的设备，例如，印刷机、平压平模切机、粘箱一体机、瓦楞纸板生产线设备、视觉检测设备、智能水表、智能电表、环境监测智能传感器、条码标签和PLC。集成的数据包含设备的数据以及业务系统的数据；本发明的包装行业互联网平台部署在云端，在不影响客户使用的前提下可动态拓展存储空间，而在使用边缘网关实现数据采集后，在工业互联网平台进行边缘网关的信息注册与配置，边缘网关侧通过平台提供的MQTT连接信息接入平台，实现设备接入功能；平台侧通过订阅边缘网关定时上报设备数据的MQTT主题来实现数据采集功能，并将数据进行存储；且包装行业互联网平台开放数据集成的标准接口(用于对接第三方系统获取数据)，实现数据集成的功能，打破信息孤岛；其中，集成的数据包括设备数据和业务数据，而集成设备数据的好处是实现对整场的设备进行统一管理，对整厂设备数据统一存储及分析，可横向对比各设备OEE(Overall Equipment Effectiveness，设备综合效率，即表现设备实际的生产能力相对于理论产能的比率)，找出可提升的点并重点突破；集成业务数据的好处是将设备数据与业务数据结合起来，可从多维度分析生产过程中的亮点及需要改善的点(例如：从生产工单维度分析设备的效益，需要生产工单的数据及设备的产量信息相结合，如果只有设备的数据，无法进行分析统计)。

进一步地，如图3所示，本发明中基于互联网的包装行业的数据集成方法的整个过程如下：

步骤S1，收集需要采集数据的设备信息；

步骤S2，判断所述设备信息中是否有设备实现数据采集；

步骤S3，若存在设备已经实现数据采集，则根据包装行业工业互联网平台提供的接口进行数据对接；

步骤S4，对接完成后，包装行业工业互联网平台侧实现数据集成；

步骤S5，若存在设备未实现数据采集，则判断所述设备自身能否产生数据；

步骤S6，当所述设备自身能产生数据时，确定所述设备的通讯协议；

步骤S7，基于所述通讯协议对所述设备配置边缘网关，并控制所述边缘网关采集设备数据；

步骤S8，将所述设备接入包装行业工业互联网平台；

步骤S9，所述包装行业工业互联网平台实现所述设备数据的采集并存储；

步骤S10，当所述设备自身未产生数据时，将所述设备进行改造，加装智能仪器仪表来增加数据来源；

步骤S11，根据所述智能仪器的通讯协议配置边缘网关实现数据采集；

步骤S12，将所述设备接入包装行业工业互联网平台；

步骤S13，所述包装行业工业互联网平台实现所述设备数据的采集并存储。

进一步地，如图4所示，基于上述基于互联网的包装行业的数据集成方法，本发明还相应提供了一种基于互联网的包装行业的数据集成系统，其中，所述基于互联网的包装行业的数据集成系统包括：

数据获取模块51，用于获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据；

数据集成模块52，用于当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储。

进一步地，如图5所示，基于上述基于互联网的包装行业的数据集成方法和系统，本发明还相应提供了一种智能终端，所述智能终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图5仅示出了智能终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

所述存储器20在一些实施例中可以是所述智能终端的内部存储单元，例如智能终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述智能终端的外部存储设备，例如所述智能终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括所述智能终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述智能终端的应用软件及各类数据，例如所述安装智能终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有基于互联网的包装行业的数据集成程序40，该基于互联网的包装行业的数据集成程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中基于互联网的包装行业的数据集成方法。

所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述基于互联网的包装行业的数据集成方法等。

所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述智能终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述智能终端的部件10-30通过系统总线相互通信。

在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中基于互联网的包装行业的数据集成程序40时实现以下步骤：

其中，所述获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据，之后还包括：

其中，所述判断所述设备自身是否产生数据，之后还包括：

其中，所述将所述设备与工业互联网平台的接口相连接，并基于所述接口将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储，具体包括：

其中，所述设备数据包括设备的状态、设备生成的数量、设备生产的速度和设备报警信息。

其中，所述智能仪器包括带通讯的可编程逻辑控制器和变频器。

其中，所述设备通讯协议包括S7通讯协议、Modbus通讯协议、FINS通讯协议、MC通讯协议、OPC UA通讯协议和OPC DA通讯协议。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于互联网的包装行业的数据集成程序，所述基于互联网的包装行业的数据集成程序被处理器执行时实现如上所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法的步骤。

综上所述，本发明提供一种基于互联网的包装行业的数据集成方法，所述方法包括：获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据；当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储。本发明通过改进的控制算法，使得在动态环境中能够自动实时计算印刷机的油墨消耗量，计算所带来的误差也很小。

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

1.一种基于互联网的包装行业的数据集成方法，其特征在于，所述基于互联网的包装行业的数据集成方法包括：

所述获取包装行业的设备信息，并判断所述设备信息中的设备是否采集设备数据，之后还包括：

将所述设备与工业互联网平台的接口相连接，并基于所述接口将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储；

所述判断所述设备自身是否产生数据，之后还包括：

当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储；

将所述设备数据与业务数据进行结合，能从多维度分析生产过程中的亮点及需要改善的不足。

2.根据权利要求1所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其特征在于，所述将所述设备与工业互联网平台的接口相连接，并基于所述接口将采集的设备数据上传至工业互联网平台进行存储，具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其特征在于，所述设备数据包括设备的状态、设备生成的数量、设备生产的速度和设备报警信息。

4.根据权利要求1所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其特征在于，所述智能仪器包括带通讯的可编程逻辑控制器和变频器。

5.根据权利要求1所述的基于互联网的包装行业的数据集成方法，其特征在于，所述设备通讯协议包括S7通讯协议、Modbus通讯协议、FINS通讯协议、MC通讯协议、OPC UA通讯协议和OPC DA通讯协议。

6.一种基于互联网的包装行业的数据集成的系统，其特征在于，所述基于互联网的包装行业的数据集成的系统包括：

所述数据获取模块，之后还用于：

所述判断所述设备自身是否产生数据，之后还包括：

数据集成模块，用于当所述设备采集了设备数据时，调用工业互联网平台的接口，将所述设备与所述接口相连接，并基于所述接口将所述设备数据上传至工业互联网平台进行存储；

7.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于互联网的包装行业的数据集成程序，所述基于互联网的包装行业的数据集成程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述基于互联网的包装行业的数据集成方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现如权利要求1-5任意一项所述基于互联网的包装行业的数据集成方法的步骤。