CN117555307A - 铝合金构件多源异构生产数据采集系统 - Google Patents
铝合金构件多源异构生产数据采集系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117555307A CN117555307A CN202410039441.6A CN202410039441A CN117555307A CN 117555307 A CN117555307 A CN 117555307A CN 202410039441 A CN202410039441 A CN 202410039441A CN 117555307 A CN117555307 A CN 117555307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- process equipment
- production data
- data
- equipment
- interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 238000011958 production data acquisition Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 306
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 303
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 137
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 17
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 7
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims description 6
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
- G05B19/4183—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by data acquisition, e.g. workpiece identification
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/32—Operator till task planning
- G05B2219/32252—Scheduling production, machining, job shop
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统,包括核心模块、多个汇聚模块和多个接入模块,接入模块负责采集对应工艺设备的生产数据并转发至所属工艺车间对应的汇聚模块;汇聚模块负责对应工艺车间内各工艺设备的生产数据的统一管理并转发至核心模块;核心模块负责各汇聚模块转发的多源异构生产数据的处理及存储。实现对车间不同厂家、不同设备、不同控制器、不同协议的多源异构数据的数据采集,解决铝合金构件生产制造过程数据体量大、数据多源异构、各部分数据孤立的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制造加工数据采集技术领域,尤其涉及一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统。
背景技术
在航空航天、轨道交通、民用汽车、特种装备等领域中,铝合金材料及构件的制造为达到高品质、高性能的智能制造目标,对于质量溯源与控制、设备监护、生产组织调度、工艺优化模式以及产品与技术的研发均提出了新的要求。高性能铝合金材料及构件的制造企业有着离散型生产的特点,产品的研发制造为多品种小批量的模式,制造过程数据多源异构且体量大,现有的制造企业生产数据信息采集系统是将各设备运行数据分别存储于各自上位机中,且数据格式与结构不统一,存在“信息孤岛”问题,难以从控制/研发中心统一管理以及应用数据,因此存在所采集数据难以整合利用的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统,将底层离散型生产设备数据集成起来,以打破铝合金构件制造过程生产系统中的“信息孤岛”,最终实现整条铝合金构件生产线在生产制造过程中的实时数据采集。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统,包括核心模块、多个汇聚模块和多个接入模块,每个工艺车间内的各工艺设备均通过一个对应的接入模块连接到该工艺车间的汇聚模块,各工艺车间对应的汇聚模块连接到生产调度中心的核心模块;
接入模块负责采集对应工艺设备的生产数据并转发至所属工艺车间对应的汇聚模块;汇聚模块负责对应工艺车间内各工艺设备的生产数据的统一管理并转发至核心模块;核心模块负责各汇聚模块转发的多源异构生产数据的处理及存储;
其中,部署于核心模块的服务器通过采用OPC技术的KEPServer架构作为底层数据接口,获取各工艺设备的生产数据;对于不同工艺设备上PLC控制器的规格型号不同,通过服务器进行数据采集时分别选择OPC DA、OPC AE、OPC UA、OPC NET、MODBUS、TCP/IP通讯协议中的一种进行通讯。
进一步地,对各工艺设备的生产数据按类型进行优先级划分,优先级越高,核心模块读取对应类型的生产数据的频率越高。
进一步地,核心模块中建立有具备冗余备份功能的关系型架构数据库,通过配置两台服务器为互为主从的数据库关系,全部生产数据同时存储与两台服务器中互相冗余备份,从而实现故障转移功能。
进一步地,数据库通过MySQL关系型数据库管理系统建立,存储生产数据时,对各工艺设备的生成数据按类型进行横向切分存储于不同的表中。
进一步地,在接入模块中,为工艺车间每台工艺设备统一规划IP地址,并通过NAT网关设备将工艺设备原IP地址一对一映射至接入模块中统一规划的IP地址,实现全部工艺设备的网络通信与VLAN隔离。
进一步地,对于不支持OPC技术的生产数据,在核心模块的服务器中配置对应的数据采集模块逐一进行数据格式转换和数据存储。
进一步地,核心模块与汇聚模块之间、汇聚模块与接入模块之间均通过光纤进行数据通信,接入模块与工艺设备间通过网线进行数据通信。
进一步地,核心模块的服务器上配置有铝合金智能制造综合管理平台,该铝合金智能制造综合管理平台配置有两级账户:
一级账户为最高权限账户,登录进入园区首页界面,园区首页界面显示各工艺车间分布图及链接;点击各工艺车间链接进入对应工艺车间首页界面,工艺车间首页界面标注有对应工艺车间内所有工艺设备的运行状态热点图及链接,各工艺设备的运行状态基于实时采集的该工艺设备的生成数据得到;点击工艺设备链接,进入相应工艺设备界面,工艺设备界面显示对应工艺设备的生产数据信息;
二级用户为特定权限账户,登录进入对应的工艺车间首页界面,标注有该工艺车间内所有工艺设备的运行状态热点图及链接,各工艺设备的运行状态基于实时采集的该工艺设备的生成数据得到;点击工艺设备链接,进入相应工艺设备界面,工艺设备界面显示对应工艺设备的生产数据信息。
进一步地,工艺车间首页界面显示如下信息:
关键工艺流程实时显示:通过线条将对应工艺车间内各工艺设备图标按工艺流程连接,形成关键工艺流程图,同时基于实时采集的该工艺车间内各工艺设备的生产数据确定当前物料所处工艺环节,通过对当前物料所处工艺环节对应的线条进行变色显示以实现关键工艺流程实时显示;
工艺车间内设备实施运行状态显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧设置有运行状态指示标记,运行状态指示标记指示基于实时采集的该工艺设备的生产数据确定的该工艺设备所处的实时运行状态;
工艺车间设备实时报警状态显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧设置有报警指示标记,报警指示标记指示基于实时采集的该工艺设备的生产数据确定的该工艺设备所处的报警状态;
工艺车间设备关键参数实时显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧显示实时采集的该工艺设备的生产数据中的关键参数;
工艺车间设备关键动画实时显示:工艺车间首页界面中显示的关键的工艺设备图标基于实时采集的该工艺设备的生产数据进行与该工艺设备实际状态一致的实时联动动画显示。
进一步地,工艺设备界面显示的信息至少包括如下信息中的一种:
实时状态信息显示:在界面的状态信息栏中实时显示对应工艺设备的运行状态;
实时报警信息显示:在界面的报警信息栏中实时显示对应工艺设备的报警状态;
主要参数信息实时显示:在界面的主要参数栏中实时显示对应工艺设备的主要参数;
关键参数信息重点显示:在界面上进行了突出显示的关键参数栏中实时显示对应工艺设备的关键参数;
关键参数历史数据动态图显示:在界面的关键参数历史数据栏中显示被选中的关键参数的历史数据动态折线图;
实时设定信息显示:在界面的设定信息栏中实时显示对应工艺设备的设定信息;
关键动画实时显示:对于关键的工艺设备,该工艺设备的图标基于实时采集的该工艺设备的生产数据进行与该工艺设备实际状态一致的实时联动动画显示。
本发明提供的一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统具有如下有益效果:
(1)本发明主要用于铝合金构件制造过程多源异构生产数据信息的采集,实现对车间不同厂家、不同设备、不同控制器、不同协议的多源异构数据的数据采集,解决铝合金构件生产制造过程数据体量大、数据多源异构、各部分数据孤立的问题。本发明在铝合金构件制造过程中开展,普遍适用于各类现代化车间的生产制造过程,可有效解决传统企业生产制造过程生产数据难以有效整合利用的问题。
(2)本发明建立通过具备冗余备份功能的关系型架构数据库,实现制造过程多设备多源异构生产数据有序安全存储,为工艺参数关联与产品全流程数据查询提供基础。
(3)本发明通过对铝合金构件制造过程工艺设备生产过程工艺和关键参数的采集并整合存贮,实现整个厂区全流程生产过程中的主要工艺及运行数据的全过程监控、显示和完整记录,可以为后续进行产品质量溯源及故障数据分析提供准确全面的数据基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的铝合金构件多源异构生产数据采集系统总体架构图;
图2是本发明实施例提供的铝合金构件多源异构生产数据采集系统网络图;
图3是本发明实施例提供的数据库分布式切分示意图,其中(a)为数据库竖直切分示意图,(b)为数据库横向切分示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
现有铝合金构件制造过程中存在数据多源异构且体量大,现有的制造企业生产数据信息采集系统是将各设备运行数据分别存储于各自上位机中,且数据格式与结构不统一,存在“信息孤岛”问题。针对此问题,本发明提供了一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统,通过核心模块、汇聚模块和接入模块,将底层离散型生产设备数据集成起来,以打破铝合金构件制造过程生产系统中的“信息孤岛”。最终实现整条铝合金构件生产线在生产制造过程中的实时数据采集,实现整个厂区全流程生产过程中的主要工艺及运行数据的全过程监控、显示和完整记录。下面结合具体实施例对本发明的技术方案做具体说明。
如图1、图2所示,本发明实施例提供了一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统,包括核心模块、多个汇聚模块和多个接入模块,每个工艺车间内的各工艺设备均通过一个对应的接入模块连接到该工艺车间的汇聚模块,各工艺车间对应的汇聚模块连接到生产调度中心的核心模块;核心模块与汇聚模块之间、汇聚模块与接入模块之间均通过光纤进行数据通信,接入模块与工艺设备间通过网线进行数据通信。
其中,接入模块负责采集对应工艺设备的生产数据(材料配比、工艺信息、运行数据、故障报警数据等)并转发至所属工艺车间对应的汇聚模块,接入模块配备接入交换机。在接入模块中,为工艺车间每台工艺设备统一规划IP地址,并通过NAT网关设备将工艺设备原IP地址一对一映射至接入模块中统一规划的IP地址,实现全部工艺设备的网络通信与VLAN隔离。
汇聚模块负责对应工艺车间内各工艺设备的生产数据的统一管理并转发至核心模块,汇聚模块配备汇聚交换机与汇聚服务器等设备。
核心模块负责各汇聚模块转发的多源异构生产数据的处理及存储,核心模块配备核心交换机、高性能的服务器与调度中心大屏等设备。
在核心模块中,部署于核心模块的服务器通过采用OPC技术的KEPServer架构作为底层数据接口,获取各工艺设备的生产数据;对于不同工艺设备上PLC控制器的规格型号不同,通过服务器进行数据采集时分别采用不同的通讯方式:多数设备搭载西门子品牌PLC,采用TCP/IP通讯协议进行数据采集,部分设备搭载其他型号PLC,采用OPC DA、OPC AE、OPCUA、OPC NET、MODBUS等通讯协议中的一种进行通讯;对于不支持OPC技术的生产数据(如个别工艺过程的材料配比数据),在核心模块的服务器中配置对应的数据采集模块逐一进行数据格式转换和数据存储。对各种类型数据进行合理分类整理,采用同类型、同协议、同采集的方式,即不同类型、不同协议的数据采用不同的采集方式,同一类型、同一协议的数据采用相同的采集方式。
在一些优选实施例中,核心模块中建立有具备冗余备份功能的关系型架构数据库,实现企业多车间多工序高柔性化生产数据的有序存储,并实现数据的安全备份,有效降低数据被破坏的风险。通过配置两台服务器为互为主从的数据库关系,除分担多写入多读取特征下服务器数据库读写压力的功能外,全部生产数据同时存储与两台服务器中互相冗余备份,从而实现故障转移功能,即任一服务器崩溃都不会影响另一台服务器提供服务,该过程对业务层透明,无需修改代码或配置,从而保证数据存储的安全。如图3中(a)和(b)所示,两台服务器的设置实现了数据存储的竖直切分,通过MySQL关系型数据库管理系统建立,存储生产数据时,对各工艺设备的生成数据按类型进行横向切分存储于不同的表中,而不是将所有数据放在一个大仓库内,这样就增加了速度并提高了灵活性,从而满足企业生产数据实时读写的需求;而且,进行竖直和横向切分后,单台服务器的数据库的数据库的IO压力大幅减小,提升了数据写入和读取能力。
在一些优选实施例中,根据铝合金构件制造过程工艺特点,分析全流程生产过程中的主要制造工艺(熔铸工艺、钣金工艺、环锻工艺、挤压工艺)与主要设备(熔炼炉、铸造机、热压罐、锻压机、碾环机、挤压机等),对生产过程中的全部生产数据按类型进行优先级划分,优先级越高,核心模块读取对应类型的生产数据的频率越高。一般将设备运行中的关键参数和报警信息作为高优先级,如锻压机与挤压机的活动横梁速度,加热炉的炉温高报警等,对于优先等级数据专门建立数据库分表,并保持高频率读取,有效做到减轻整体系统数据库读写压力的同时保证关键信息及时有效监控与提醒。
下面以环锻工艺与挤压工艺为例,锻压机与碾环机为环锻工艺主要设备,挤压机为挤压工艺主要设备,锻压机、碾环机与挤压机的多源异构生产数据信息如表1至表3所示。
上述表1至表3中,关键参数、报警信息这两种类型的生产数据的优先级高于状态信息、设定信息等类型生产数据的优先级。
上述实施例提供的生产数据采集系统,主要用于铝合金构件制造过程多源异构生产数据信息的采集,通过对各种类型数据进行合理分类整理,采用同类型、同协议、同采集的方式,实现对车间不同厂家、不同设备、不同控制器、不同协议的多源异构数据的数据采集,解决铝合金构件生产制造过程数据体量大、数据多源异构、各部分数据孤立等问题。本发明在铝合金构件制造过程中开展,普遍适用于各类现代化车间的生产制造过程,可有效解决传统企业生产制造过程生产数据难以有效整合利用的问题。
为了实现铝合金构件制造过程多源异构生产数据信息采集过程中保证数据的安全性,通过采用物理层、通信链路层和网络路由层数据隔离的安全通讯方式,实现对工艺设备数据采集与实际生产的安全隔离。系统采用分散、分层、分布式结构设计,按间隔单元划分、模块化设计,整个系统分为三层:物理层、通信链路层和网络路由层。由各个工艺车间中工艺设备和每一台工艺设备的机柜接入交换机组成网络构架的物理层;每个工艺车间设有一个汇聚交换机,此为网络构架的通讯链路层;核心交换机具有路由功能,设有和其他局域网以及和互联网接口,此为网络路由层。
在本发明的一些优选实施例中,为了实现采集的生产数据的综合管理和应用,在核心模块的服务器上配置有铝合金智能制造综合管理平台,可通过调度中心大屏进行显示,也可通过网络在手机、平板、PC、车间大屏等终端设备上进行显示。
具体地,本实施例中,铝合金智能制造综合管理平台程序的软件开发语言为Python,选择Django WEB框架。遵循MVT开发模式,由Model(模型)、View(视图)和Template(模板)三部分组成,分别对应单个app目录下的models.py,views.py和templates文件,其中视图(view)同时与模型(model)和模板(templates)进行交互。当用户发来一个请求(request)时,Django会对请求头信息进行解析,解析出用户需要访问的url地址,然后根据路由urls.py中的定义的对应关系把请求转发到相应的视图处理。视图会从数据库读取需要的数据,指定渲染模板,最后返回响应数据。考虑到本发明对设备实时状态监控的可视化等需求,在基于MVT开发模式的基础上,增加Echart插件及计算组件,且应用Javascript、Jquery语言实现设备多项数据的实时读取与交互展示。
本实施例中数据库选择MySQL数据库,MySQL数据库因具有可存储大量数据、方便检索、保持数据的一致性及完整性、安全等优点,使其能够很好的满足本项目对数据的可查询可检索等需求。针对关系型数据库本身比较容易成为系统瓶颈,单机存储容量、连接数、处理能力都有限,即使添加从库、优化索引,做很多操作时性能仍下降严重的问题,本方法采用竖直切分与横向切分相结合、双服务器部署双主复制数据库的方式,对原有数据库进行分布式切分升级,能够有效缓解单机和单库带来的性能瓶颈和压力,突破网络IO、硬件资源、连接数的瓶颈。
该铝合金智能制造综合管理平台包括以下5类界面:
1、系统登录界面:
本实施例中的铝合金智能制造管理平台系统设定两级五类账户:一级账户为最高权限账户,一般用于调度中心等核心办公区域,可访问厂区内全部工艺车间及设备界面;二级账户为特定权限账户,包含熔铸、钣金、环锻、挤压四类账户,可分别访问对应工艺车间及工艺设备界面,不同账户由系统登录界面进入不同界面。
2、园区首页界面:
园区首页界面主要包含菜单栏、各工艺车间分布图两部分,其中,菜单栏只是包含环锻厂、挤压厂、熔铸厂、钣金厂4个链接,通过点击各链接即可进入相应工艺车间首页界面。各工艺车间分布图则包含企业所有工艺车间,当鼠标移动至某工艺车间区域时,该工艺车间示意图高亮显示,并附有青蓝色边框,且框上方出现该工艺车间名称提示,此时点击该工艺车间任意一区域,便可直接进入对应工艺车间首页界面。工艺车间首页界面示意图中标注有该工艺车间所有工艺设备的运行状态热点图,当运行状态热点为绿色闪烁状态时,表明该工艺设备处于运行状态;当运行状态热点为灰色状态时,表明该工艺设备处于停机状态;当运行状态热点为红色闪烁状态时,表明该工艺设备处于故障状态,各工艺设备的运行状态基于实时采集的该工艺设备的生成数据得到;将鼠标移至各工艺设备热点时,鼠标旁也会出现该热点所代表的工艺设备名称,且通过点击各个工艺设备的热点也可直接进入相应工艺设备界面,工艺设备界面显示对应工艺设备的生产数据信息。
3、工艺车间首页界面:
二级用户登录进入对应的工艺车间首页界面,标注有该工艺车间内所有工艺设备的运行状态热点图及链接,各工艺设备的运行状态基于实时采集的该工艺设备的生成数据得到;点击工艺设备链接,进入相应工艺设备界面,工艺设备界面显示对应工艺设备的生产数据信息。具体地,工艺车间首页界面显示如下信息:
3.1、关键工艺流程实时显示:通过灰色线条将对应工艺车间内各工艺设备图标按工艺流程连接,形成关键工艺流程图,同时基于实时采集的该工艺车间内各工艺设备的生产数据确定当前物料所处工艺环节,通过对当前物料所处工艺环节对应的线条进行变色如红色显示以实现关键工艺流程实时显示。如根据实时采集的熔炼炉的生产数据确定当前熔炼炉进行倾倒动作时,该熔炼炉后的灰色线条中出现红色线条,红色线条即代表熔炼炉倾倒出来的铝液。
3.2、工艺车间内设备实施运行状态显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧设置有运行状态指示标记,运行状态指示标记指示基于实时采集的该工艺设备的生产数据确定的该工艺设备所处的实时运行状态;例如,通过绿色/灰色圆圈表示工艺设备的运行状态,当该圆圈为绿色时,表明该工艺设备正在运行中,当该圆圈为灰色时,表明该工艺设备停机中。
3.3、工艺车间设备实时报警状态显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧设置有报警指示标记,报警指示标记指示基于实时采集的该工艺设备的生产数据确定的该工艺设备所处的报警状态;例如,通过报警灯指示工艺设备所处的报警状态,当报警灯为红色时,表面该工艺设备处于故障中,当报警灯为灰色时,表面该工艺设备正常。
3.4、工艺车间设备关键参数实时显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧显示实时采集的该工艺设备的生产数据中的关键参数,如熔炼炉的料温、除尘器的频率反馈等。
3.5、工艺车间设备关键动画实时显示:工艺车间首页界面中显示的关键的工艺设备图标基于实时采集的该工艺设备的生产数据进行与该工艺设备实际状态一致的实时联动动画显示。如熔炼炉的炉门开关,烧嘴大小火状态等,其动画与该工艺设备界面内的动画保持一致。同时,工艺车间首页界面显示的各工艺设备图标也是对应工艺设备的链接入口,通过点击任意一台工艺设备示意图或设备名称,即可进入相应的工艺设备界面。
4、工艺设备界面:
工艺设备界面显示的信息至少包括如下信息中的一种:
4.1、实时状态信息显示:在界面的状态信息栏中实时显示对应工艺设备的运行状态。运行状态通常采用圆圈表示,其中绿色圆圈通常表示运行、到位、正常等状态;灰色圆圈通常表示未运行、未到位等状态。
4.2、实时报警信息显示:在界面的报警信息栏中实时显示对应工艺设备的报警状态。报警状态通常用报警灯表示,其中灰色报警灯通常表示正常状态;红色闪烁报警灯通常表示故障状态。
4.3、主要参数信息实时显示:在界面的主要参数栏中实时显示对应工艺设备的主要参数。
4.4、关键参数信息重点显示:在界面上进行了突出显示的关键参数栏中实时显示对应工艺设备的关键参数。如环锻厂工艺车间的锻压机,横梁移动速度、模间距、主缸压下力、回程力为该工艺设备最为关键的四个参数,故对于此类关键参数,通常以圆框或方形框进行重点显示。
4.5、关键参数历史数据动态图显示:在界面的关键参数历史数据栏中显示被选中的关键参数的历史数据动态折线图。在各个工艺设备界面中,对于部分关键参数,工作人员不仅需要了解其实时的值,也需要了解近一段时间内的历史值来了解其变化的一个趋势,故对于此类关键参数,采取历史数据动态折线图的形式进行显示,如锻压机的模间距、主缸压下力等。
4.6、实时设定信息显示:在界面的设定信息栏中实时显示对应工艺设备的设定信息。如果设定信息较少且与关键信息描述的对象相同时,设定信息可选择显示在关键参数历史数据动态图下方。
4.7、关键动画实时显示:对于关键的工艺设备,该工艺设备的图标基于实时采集的该工艺设备的生产数据进行与该工艺设备实际状态一致的实时联动动画显示,如锻压机的活动衡量动画,具有下降、上升等动画状态。
5、数据检索界面
在该界面中,通过下拉菜单选取需要查询的时间段、设备、查询条目即可查询数据。主要包括所有设备、所有参数、任意时间段数据检索功能与故障或异常数据检索功能。
通过铝合金智能制造综合管理平台,可以对采集的多源异构生产数据进行管理和实时展示,可通过图像或动画等形式对各工艺车间的工艺运行状态、各工艺设备的运行状态、报警状态、生产数据等信息进行实时联动显示,可直观方便的掌握各工艺车间流程及各工艺设备状态,相对于仅显示生产数据信息而言,极大地提高了观察效率,实现整个厂区全流程生产过程中的主要工艺及运行数据的全过程监控、显示和完整记录。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,包括核心模块、多个汇聚模块和多个接入模块,每个工艺车间内的各工艺设备均通过一个对应的接入模块连接到该工艺车间的汇聚模块,各工艺车间对应的汇聚模块连接到生产调度中心的核心模块;
接入模块负责采集对应工艺设备的生产数据并转发至所属工艺车间对应的汇聚模块;汇聚模块负责对应工艺车间内各工艺设备的生产数据的统一管理并转发至核心模块;核心模块负责各汇聚模块转发的多源异构生产数据的处理及存储;
其中,部署于核心模块的服务器通过采用OPC技术的KEPServer架构作为底层数据接口,获取各工艺设备的生产数据;对于不同工艺设备上PLC控制器的规格型号不同,通过服务器进行数据采集时分别选择OPC DA、OPC AE、OPC UA、OPC NET、MODBUS、TCP/IP通讯协议中的一种进行通讯。
2.根据权利要求1所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,对各工艺设备的生产数据按类型进行优先级划分,优先级越高,核心模块读取对应类型的生产数据的频率越高。
3.根据权利要求1所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,核心模块中建立有具备冗余备份功能的关系型架构数据库,通过配置两台服务器为互为主从的数据库关系,全部生产数据同时存储与两台服务器中互相冗余备份,从而实现故障转移功能。
4.根据权利要求3所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,数据库通过MySQL关系型数据库管理系统建立,存储生产数据时,对各工艺设备的生成数据按类型进行横向切分存储于不同的表中。
5.根据权利要求1所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,在接入模块中,为工艺车间每台工艺设备统一规划IP地址,并通过NAT网关设备将工艺设备原IP地址一对一映射至接入模块中统一规划的IP地址,实现全部工艺设备的网络通信与VLAN隔离。
6.根据权利要求1所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,对于不支持OPC技术的生产数据,在核心模块的服务器中配置对应的数据采集模块逐一进行数据格式转换和数据存储。
7.根据权利要求1所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,核心模块与汇聚模块之间、汇聚模块与接入模块之间均通过光纤进行数据通信,接入模块与工艺设备间通过网线进行数据通信。
8.根据权利要求1至7任一项所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,核心模块的服务器上配置有铝合金智能制造综合管理平台,该铝合金智能制造综合管理平台配置有两级账户:
一级账户为最高权限账户,登录进入园区首页界面,园区首页界面显示各工艺车间分布图及链接;点击各工艺车间链接进入对应工艺车间首页界面,工艺车间首页界面标注有对应工艺车间内所有工艺设备的运行状态热点图及链接,各工艺设备的运行状态基于实时采集的该工艺设备的生成数据得到;点击工艺设备链接,进入相应工艺设备界面,工艺设备界面显示对应工艺设备的生产数据信息;
二级用户为特定权限账户,登录进入对应的工艺车间首页界面,标注有该工艺车间内所有工艺设备的运行状态热点图及链接,各工艺设备的运行状态基于实时采集的该工艺设备的生成数据得到;点击工艺设备链接,进入相应工艺设备界面,工艺设备界面显示对应工艺设备的生产数据信息。
9.根据权利要求8所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,工艺车间首页界面显示如下信息:
关键工艺流程实时显示:通过线条将对应工艺车间内各工艺设备图标按工艺流程连接,形成关键工艺流程图,同时基于实时采集的该工艺车间内各工艺设备的生产数据确定当前物料所处工艺环节,通过对当前物料所处工艺环节对应的线条进行变色显示以实现关键工艺流程实时显示;
工艺车间内设备实施运行状态显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧设置有运行状态指示标记,运行状态指示标记指示基于实时采集的该工艺设备的生产数据确定的该工艺设备所处的实时运行状态;
工艺车间设备实时报警状态显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧设置有报警指示标记,报警指示标记指示基于实时采集的该工艺设备的生产数据确定的该工艺设备所处的报警状态;
工艺车间设备关键参数实时显示:工艺车间首页界面中显示的各工艺设备图标的一侧显示实时采集的该工艺设备的生产数据中的关键参数;
工艺车间设备关键动画实时显示:工艺车间首页界面中显示的关键的工艺设备图标基于实时采集的该工艺设备的生产数据进行与该工艺设备实际状态一致的实时联动动画显示。
10.根据权利要求8所述的铝合金构件多源异构生产数据采集系统,其特征在于,工艺设备界面显示的信息至少包括如下信息中的一种:
实时状态信息显示:在界面的状态信息栏中实时显示对应工艺设备的运行状态;
实时报警信息显示:在界面的报警信息栏中实时显示对应工艺设备的报警状态;
主要参数信息实时显示:在界面的主要参数栏中实时显示对应工艺设备的主要参数;
关键参数信息重点显示:在界面上进行了突出显示的关键参数栏中实时显示对应工艺设备的关键参数;
关键参数历史数据动态图显示:在界面的关键参数历史数据栏中显示被选中的关键参数的历史数据动态折线图;
实时设定信息显示:在界面的设定信息栏中实时显示对应工艺设备的设定信息;
关键动画实时显示:对于关键的工艺设备,该工艺设备的图标基于实时采集的该工艺设备的生产数据进行与该工艺设备实际状态一致的实时联动动画显示。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410039441.6A CN117555307B (zh) | 2024-01-11 | 2024-01-11 | 铝合金构件多源异构生产数据采集系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410039441.6A CN117555307B (zh) | 2024-01-11 | 2024-01-11 | 铝合金构件多源异构生产数据采集系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117555307A true CN117555307A (zh) | 2024-02-13 |
CN117555307B CN117555307B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=89815087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410039441.6A Active CN117555307B (zh) | 2024-01-11 | 2024-01-11 | 铝合金构件多源异构生产数据采集系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117555307B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201556976U (zh) * | 2009-09-10 | 2010-08-18 | 浙江天工自信科技工程有限公司 | 变电站远程监控嵌入控制系统 |
KR101868993B1 (ko) * | 2017-10-27 | 2018-06-20 | 주식회사 피에스캠 | 인쇄회로기판 제작을 위한 작업 관리 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 |
US20180284743A1 (en) * | 2016-05-09 | 2018-10-04 | StrongForce IoT Portfolio 2016, LLC | Methods and systems for industrial internet of things data collection for vibration sensitive equipment |
CN108829068A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-11-16 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种电镀生产线控制系统及控制方法 |
CN108833269A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-16 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种面向工业现场的智能物联网关 |
CN113190580A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-30 | 国能大渡河检修安装有限公司 | 一种水力发电站数据缓存操作方法和系统 |
CN113867305A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-31 | 北京计算机技术及应用研究所 | 一种用于自动机加生产线的多源数据采集系统 |
CN115146289A (zh) * | 2021-05-21 | 2022-10-04 | 天戈通信科技股份有限公司 | 一种基于云计算的大数据信息存储系统 |
CN115885228A (zh) * | 2020-08-19 | 2023-03-31 | 西门子股份公司 | 对自动化设施的使用数据进行数字认证的系统和方法 |
-
2024
- 2024-01-11 CN CN202410039441.6A patent/CN117555307B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201556976U (zh) * | 2009-09-10 | 2010-08-18 | 浙江天工自信科技工程有限公司 | 变电站远程监控嵌入控制系统 |
US20180284743A1 (en) * | 2016-05-09 | 2018-10-04 | StrongForce IoT Portfolio 2016, LLC | Methods and systems for industrial internet of things data collection for vibration sensitive equipment |
KR101868993B1 (ko) * | 2017-10-27 | 2018-06-20 | 주식회사 피에스캠 | 인쇄회로기판 제작을 위한 작업 관리 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 |
CN108833269A (zh) * | 2018-06-26 | 2018-11-16 | 中国兵器装备集团自动化研究所 | 一种面向工业现场的智能物联网关 |
CN108829068A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-11-16 | 中联西北工程设计研究院有限公司 | 一种电镀生产线控制系统及控制方法 |
CN115885228A (zh) * | 2020-08-19 | 2023-03-31 | 西门子股份公司 | 对自动化设施的使用数据进行数字认证的系统和方法 |
CN113190580A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-30 | 国能大渡河检修安装有限公司 | 一种水力发电站数据缓存操作方法和系统 |
CN115146289A (zh) * | 2021-05-21 | 2022-10-04 | 天戈通信科技股份有限公司 | 一种基于云计算的大数据信息存储系统 |
CN113867305A (zh) * | 2021-10-27 | 2021-12-31 | 北京计算机技术及应用研究所 | 一种用于自动机加生产线的多源数据采集系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
何体;杨继新;刘志宇;王德权;: "基于MQTT协议的车间设备物联网系统研发", 组合机床与自动化加工技术, no. 04, 20 April 2019 (2019-04-20), pages 159 - 161 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117555307B (zh) | 2024-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210132583A1 (en) | Management platform for digital twin workshop for automated assembly of circuit breakers | |
CN112769237B (zh) | 变电站数字孪生系统 | |
CN108279650B (zh) | 一种电力设备状态监测评价与指挥系统 | |
US20090083204A1 (en) | Historians embedded in industrial units | |
CN110658760A (zh) | 一种具有远程定位及通讯的电力运维终端 | |
CN108873847B (zh) | 一种面向模锻生产线的数据采集方法 | |
CN107193266A (zh) | 一种大数据的平台监控系统 | |
CN107817777A (zh) | 一种电站集控操作台二三维及视频画面联动监控系统 | |
CN112186901B (zh) | 一种变电站全景感知监控方法及系统 | |
CN103389721A (zh) | 汽车安全气囊生产线折袋工序质量追溯系统 | |
CN101923697B (zh) | 适用于大屏幕的地理信息辅助系统及其实现方法 | |
EP1993016B1 (en) | Embedded historians with data aggregator | |
CN112052134A (zh) | 一种业务数据的监控方法及装置 | |
CN111125236A (zh) | 一种基于gis的三维动态信息物理系统 | |
CN112114567A (zh) | 一种面向铸造单元的信息管理系统及方法 | |
CN111650912A (zh) | 一种面向智慧工厂/车间的智能制造生产管理平台 | |
CN106094775A (zh) | 一种剪切生产线远程监控系统 | |
CN113505989A (zh) | 一种智慧环保监控平台 | |
CN102684307B (zh) | 一种用于集控站、变电站综合自动化监视的信息智能分层推送的方法 | |
CN117555307B (zh) | 铝合金构件多源异构生产数据采集系统 | |
CN114995302A (zh) | 一种智能控制方法及系统 | |
CN202854576U (zh) | 汽车生产线数据管理系统 | |
CN206907024U (zh) | 一种基于云服务的交通设备运维监测和数据分析系统 | |
CN117043825A (zh) | 一种实时控制的可视化孪生工厂系统 | |
CN113572260A (zh) | 一种基于数字孪生技术的分布式能源站智慧运维系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |