CN117420779A - 一种基于半导体物流设备数据采集控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，包括以下步骤：从工业设备中采集数据；采集到的数据进行预处理；将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式，确定源协议，采集数据，将从源协议设备中采集到的数据转换为SECS/GEM协议可以识别的格式，解析数据，将采集到的源协议数据进行解析，提取出需要传输的参数值，并将其转换为SECS/GEM协议的格式，确定源协议中各种参数的意义和映射到SECS/GEM协议中的方法，封装数据，将解析后的参数值按照SECS/GEM协议的格式进行封装；通过SECS/GEM协议接口将转换后的数据发送到目标设备；目标设备处理和显示数据。本发明实现了工业网络间的复杂的数据通信问题，同时解决多个独立程序之间的数据通信。
Description
技术领域
本发明属于半导体运输技术领域，尤其涉及一种基于半导体物流设备数据采集控制方法。
背景技术
随着半导体行业的飞速发展，在半导体制造技术高度发达的今天，自动化物料搬运已经成为全球半导体行业的主流作业态势。由于工厂整体自动化会涉及多个生产设备，多个物流设备具备多套协议定义。
在半导体制造业中，目前国内外的设备自动化联网通讯协议均基于国际半导体设备与材料协会(semi)制定的连接性标准secs/gem协议，但是每种设备的系统都要客制化，做到兼容多种设备要造成很大的开发成本和运维成本，并且开发周期长、实施成本和学习成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，从而实现解决工业网络间的复杂的数据通信问题，同时解决多个独立程序之间的数据通信。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，包括以下步骤：
1)从工业设备中采集数据；
2)采集到的数据进行预处理；
3)将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式，
确定源协议，
采集数据，将从源协议设备中采集到的数据转换为SECS/GEM协议可以识别的格式，
解析数据，将采集到的源协议数据进行解析，提取出需要传输的参数值，并将其转换为SECS/GEM协议的格式，确定源协议中各种参数的意义和映射到SECS/GEM协议中的方法，
封装数据，将解析后的参数值按照SECS/GEM协议的格式进行封装；
4)通过SECS/GEM协议接口将转换后的数据发送到目标设备；
5)目标设备处理和显示数据。
与现有技术相比，本发明一种基于半导体物流设备数据采集控制方法的有益效果主要体现在：
PMS系统利用TCP协议链接各台硬件设备，将获取到的设备信息及状态以SECS GEM的统一格式转发送给MCS系统，MCS系统适配成对接方协议(Web Service、Web Api、MQ)对外输出。工程间搬送小车及相关控制系统，与物料控制系统(MCS)进行交互，针对不同功能设备有不同的通讯内容，解决单设备同一时间只能单项链接的问题；解决工业网络间的复杂的数据通信问题，解决多个独立程序之间的数据通信，甚至是不同的操作系统，平台的网络通信问题。
附图说明
图1为本发明实施例的系统流程示意图；
图2为本实施例的系统构建示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。
实施例：
参照图1-2所示，本实施例为一种基于半导体物流设备数据采集控制系统，该系统包括数据采集层、数据预处理层、协议转换层、SECS/GEM接口层、应用层。
数据采集层采集工业设备数据，数据包括传感器数据、设备状态、报警信息、料口状态。采集数据的方式包括串口、网口、IO接口。
数据预处理层对采集到的数据进行预处理，预处理包括数据清洗和格式转换，使得数据能能够被后续模块理解与使用。
协议转换层将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式，需要一个协议转换器实现。
SECS/GEM接口层通过SECS/GEM协议接口将转换后的数据发送至目标设备，需要一个支持SECS/GEM协议的接口卡或软件库。
应用层处理和显示从工业设备采集的数据，包括实时监控、报警处理、历史数据查询。
一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，包括上述系统，具体包括以下步骤：
1)从工业设备中采集数据，由数据采集层采集工业设备数据；
2)采集到的数据进行预处理，由数据预处理层对采集到的数据进行预处理；
3)将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式，由协议转换层将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式；
4)SECS/GEM接口层通过SECS/GEM协议接口将转换后的数据发送到目标设备；
5)目标设备处理和显示数据，由应用层处理和显示从工业设备采集的数据。
其中，步骤2)工业协议数据转换为SECS/GEM协议具体步骤包括，
确定源协议：确定源协议的规范和结构，例如其通信端口、传输协议、数据格式等等，可以通过查看设备的用户手册或者参考相关技术文档。
采集数据：将从源协议设备中采集到的数据转换为SECS/GEM协议可以识别的格式。
解析数据：将采集到的源协议数据进行解析，提取出需要传输的参数值，并将其转换为SECS/GEM协议的格式。确定源协议中各种参数的意义和映射到SECS/GEM协议中的方法。
封装数据：将解析后的参数值按照SECS/GEM协议的格式进行封装，以便通过SECS/GEM协议接口发送给目标设备。
发送数据：将封装后的数据通过SECS/GEM协议接口发送给目标设备或系统，完成协议转换过程。
一种基于半导体物流设备数据采集控制方法的具体实现路径，以下为例：
1)根据实际业务场景列出需求清单，约定交互信号并由设备供应商的开发人员去实现，如下需求list：
2)通过微软.NET CORE开发框架进行研发，利用TCP协议链接单台设备，以下为了方便理解用模拟器进行演示上述表格第一条需求。
2a)服务端写入IO地址5000，返回0为无料；返回1为有料的数组；
2b)客户端获取IO地址5000，获取返回信息；
2c)根据步骤2a)需求清单设备厂商实现所有的需求，由PMS系统实现实际业务流程的逻辑并与设备交互，简单说明：实际业务需求“查询是否有料，若有料则返回对应的料盒ID”，转换成与设备交互则IO地址5000查询是否有料，IO地址5100返回料盒ID，得出结论实际上设备交互为2次。
步骤2a)和步骤2b)实现了与设备技术人员与PMS技术人员对于交互信号的约定，PMS通过TCP协议链接后测试相应的需求是否实现。
3)PMS系统实现步骤2a)和步骤2b)两步后，需转换成SECS/GEM协议格式与MCS/MES开发人员定义实际业务需求的事件(S1F1/S1F3/S1F13/S2F41/S6F11)，具体S6F11(事件上报)，S6F11由(CEID+RPTID+SVID+SV组成)，PMS与MCS/MES开发人员约定好定义，如下：
模拟片篮进站的SECS/GEM则如下：3a)片篮进站校验
3b)片篮进站请求回复
实际调取设备IO(D5000&D5002&D5004&D5006&D1600&D1500等)，保守估计8-10条交互，若每次涉及设备的交互都由MCS/MES/EAP来实现，则代码会非常复杂且冗余，简单统计，若MCS/MES/EAP三方每需要与设备交互一次，则需要多开发30多接口。
综上，发现MCS/MES/EAP不管是否有料，料盒ID是怎么获取的，PMS会做好设备的组合型指令的逻辑处理，大大减少MCS/MES/EAP系统的与设备交互的相关代码，很好的避免研发人员的既要考虑业务动线的逻辑又要考虑设备交互逻辑。
应用本实施例时，解决工业网络间的复杂的数据通信问题，同时解决多个独立程序之间的数据通信，甚至是不同的操作系统，平台的网络通信问题，可以用来构建各种各样的应用程序，下至通信小软件，上位机软件，CS架构的聊天系统，上至ERP系统，历史追溯系统，生产管理系统，MES系统；无论开发环境是Visual Studio，Visual Studio Code，IntelliJ IDEA，Eclipse，Labview，Android Studio。
生产设备的程序一般是标准化的，可以是web api/Modbus/mqtt等通讯协议，但工厂方(客户方)又只能为SECS/GEM协议，所以以上PMS BUS系统应运而生。PMS系统利用TCP协议链接各台硬件设备，将获取到的设备信息及状态以SECS GEM的统一格式转发送给MCS系统，MCS系统适配成对接方协议(Web Service、Web Api、MQ)对外输出。工程间搬送小车及相关控制系统，与物料控制系统(MCS)进行交互，针对不同功能设备有不同的通讯内容，解决单设备同一时间只能单项链接的问题；解决工业网络间的复杂的数据通信问题，解决多个独立程序之间的数据通信，甚至是不同的操作系统，平台的网络通信问题。
PMS BUS专注于网络通讯，用更少的代码来实现需求，节约时间。据项目统计，利用PMS BUS的分逻辑结构处理，使得与传统将MCS/MES/EAP写入设备交互逻辑相比，提高约40％开发效率；节省后期代码兼容及维护成本约50％；可以减少开发代码，封装好网络通信的细节，处理好网络的异常情况，断线重连情况；非常的灵活，支持的数据类型涵盖C#的基础类型bool，byte，short，ushort，int，uint；设备交互实现部分和MCS/MES业务开发部分可以分布开发，可以极大的加快开发效率，缩短开发周期；支持跨平台，不仅仅是windows平台，基于.net core可以实现linux平台的运行，可以便捷的部署。
在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (6)
1.一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)从工业设备中采集数据；
2)采集到的数据进行预处理；
3)将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式，
确定源协议，
采集数据，将从源协议设备中采集到的数据转换为SECS/GEM协议可以识别的格式，
解析数据，将采集到的源协议数据进行解析，提取出需要传输的参数值，并将其转换为SECS/GEM协议的格式，确定源协议中各种参数的意义和映射到SECS/GEM协议中的方法，
封装数据，将解析后的参数值按照SECS/GEM协议的格式进行封装；
4)通过SECS/GEM协议接口将转换后的数据发送到目标设备；
5)目标设备处理和显示数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，其特征在于：步骤2)中所述源协议的规范和结构，包括通信端口、传输协议、数据格式。
3.根据权利要求1所述的一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，其特征在于：步骤1)中由数据采集层采集工业设备数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，其特征在于：步骤2)中由数据预处理层对采集到的数据进行预处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，其特征在于：步骤3)中由协议转换层将采集到的工业协议数据转换为SECS/GEM协议格式。
6.根据权利要求1所述的一种基于半导体物流设备数据采集控制方法，其特征在于：步骤5)中由应用层处理和显示从工业设备采集的数据。
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