CN209928270U - 一种基于opc技术的印制电路板生产设备的智能化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，包括微处理器、OPC通信处理器、以太网收发器、串行通信接口电路、协议栈、指示灯、输入隔离器、模拟量输入电路、数字量输入电路、输出驱动器、模拟量输出电路、数字量输出电路，本实用新型装置通过OPC DA/UA协议可独立工作：在没有电脑的情况下，直接跟现场设备控制器、工业实时数据库、EAP数据采集系统、MES等智能制造执行系统通信，满足智能制造执行系统与生产设备的实时通信需求。

Description

一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置

技术领域

本实用新型涉及印制电路板制造技术领域，具体是一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置。

背景技术

随着“中国制造2025”规划的推进，智能制造成为各行业的主攻方向。同时，《GB/T33863 OPC统一架构》标准的发布，指明了智能制造装备技术的通信标准，这对印制电路板制造企业提出了巨大挑战。

印制电路板的制造具有制造工艺流程复杂、生产涉及众多学科、生产流程多样化、产品高度定制化的特点，导致不同种类设备厂家的技术差距大、难以标准化。在新厂的智能化部署建设、旧厂的智能化升级改造上，业界没有成熟的设计方案和实施经验，亟待解决的核心关键技术是针对现场生产设备的数据采集与监控。具体的说，印制电路板制造企业急需一种从传统印制板生产设备技术模式，向智能化领域快速升级改造的装置。

中国专利（CN 201810224261.X）公开了一种基于OPC协议的PLC现场数据采集与监控模块及方法，其结构复杂，使用计算机作为OPC服务器的载体，监控对象是使用PLC的生产设备。

中国专利（CN 201611078511.0）公开了一种多总线数据通信系统，其核心是依赖于DeviceNet、Profibus等工业总线向设备节点进行间接通信。

上述专利仍属于借助现场PLC或工业总线，以实现采集与监控的目的。其监控特点属于间接监控，未能直接实现设备监控（例如：直接采集传感器信号、直接控制执行器等）。另外，上述专利无法应用在采用专用微处理器或者电脑控制的生产设备上。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，以解决所述背景技术中提出的问题。

为实现所述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，包括微处理器、OPC通信处理器、以太网收发器、串行通信接口电路、协议栈、指示灯、输入隔离器、模拟量输入电路、数字量输入电路、输出驱动器、模拟量输出电路、数字量输出电路，所述太网收发器与OPC通信处理器连接；微处理器分别与OPC通信处理器、协议栈、指示灯、输入隔离器和输出驱动器连接；模拟量输入电路、数字量输入电路分别与输入隔离器连接；模拟量输出电路、数字量输出电路分别与输出隔离器连接；外部传感器输出信号与模拟量输入电路或数字量输入电路连接，外部执行器控制信号与模拟量输出电路或数字量输出电路连接。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述OPC通信处理器包括 OPC DA服务器和客户端、OPC UA服务器和客户端。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述微处理器是单片机、DSP、FPGA中的一种或多种结合。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述微处理器、OPC通信处理器和协议栈集成在单一芯片上。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述以太网收发器速度为10/100/1000Mb/s。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本实用新型装置通过OPC DA/UA协议可独立工作：在没有电脑的情况下，直接跟现场设备控制器、工业实时数据库、EAP数据采集系统、MES等智能制造执行系统通信，满足智能制造执行系统与生产设备的实时通信需求。2、本实用新型具备直接监控设备的能力（例如：直接采集传感器信号、直接控制执行器等），同时可以跟生产设备的PLC、PC、专用微处理器等控制器进行数据通信，满足智能制造系统所需的通信需求。3、本实用新型基于OPC DA/UA的通用工业通信技术，使得其易于集成到生产设备上。本实用新型装置结构简单、稳定可靠、应用难度小、空间占用小、综合成本低，这对智能制造技术的推广，具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参阅图1，一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，包括：微处理器、OPC通信处理器、以太网收发器、串行通信接口电路、协议栈、指示灯、输入隔离器、模拟量输入电路、数字量输入电路、输出驱动器、模拟量输出电路、数字量输出电路。

其中，以太网收发器与OPC通信处理器连接；微处理器分别与OPC通信处理器、协议栈连接、指示灯、输入隔离器、输出驱动器连接；模拟量输入电路、数字量输入电路分别与输入隔离器连接；模拟量输出电路、数字量输出电路分别与输出隔离器连接；外部传感器输出信号与本装置的模拟量输入电路或数字量输入电路连接，外部执行器控制信号与本装置的模拟量输出电路或数字量输出电路连接。

装置通电后，微处理器开始执行初始化程序，并且根据配置文件初始化OPC通信处理器和协议栈。

OPC通信处理器初始化完成后，启动DA/UA服务器，通过以太网收发器检测是否有网络连接，并且响应来自以太网的询问封包；若有网络连接，则OPC通信处理器启动DA/UA客户端，根据配置文件连接到外部DA/UA服务器。

随后，微处理器持续的借助输入隔离器，通过模拟量输入电路和数字量输入电路采集外部传感器的感应信号，或通过协议栈、串行通信接口电路读取外部PLC、PC或专用控制器的寄存器信息，并将上述采集结果发送到OPC通信处理器中的对应寄存器。同时，微处理器持续的读取OPC通信处理器中对应寄存器的控制信息，并将相应信息借助输出驱动器，通过模拟量输出电路和数字量输出电路控制外部执行器，或通过协议栈、串行通信接口电路将控制信息发送到外部PLC、PC或专用控制器的寄存器中。

同时，OPC通信处理器上的DA/UA服务器持续的通过以太网收发器与外部DA/UA客户端通信，包括：发送点位订阅信息、接收点位更新请求；OPC通信处理器上的DA/UA客户端持续的通过以太网收发器与外部DA/UA服务器通信，包括：接收点位订阅信息、发送点位更新请求。

当OPC通信处理器通过DA/UA服务器或客户端收到来自外部的配置指令时，将该配置发送到微处理器，微处理器执行新的配置参数，包括：数字量输入通道、频率，数字量输出通道、频率，模拟量输入类型、通道、速度，模拟量输出类型、通道、速度，协议栈程序名等参数。随后微处理器将配置参数通过OPC通信处理器向外部回传确认。

实施例2，与实施例1的区别之处在于，随着半导体集成技术的发展，微处理器、OPC通信处理器、协议栈可集成在单一芯片上，或者在微处理器上设计OPC通信处理功能程序或协议栈程序，OPC通信处理功能程序或协议栈程序均为较常见的程序类型，因此属于现有技术范畴，具体可以根据使用者的需求进行设计。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，包括微处理器、OPC通信处理器、以太网收发器、串行通信接口电路、协议栈、指示灯、输入隔离器、模拟量输入电路、数字量输入电路、输出驱动器、模拟量输出电路、数字量输出电路，其特征在于，所述太网收发器与OPC通信处理器连接；微处理器分别与OPC通信处理器、协议栈、指示灯、输入隔离器和输出驱动器连接；模拟量输入电路、数字量输入电路分别与输入隔离器连接；模拟量输出电路、数字量输出电路分别与输出隔离器连接；外部传感器输出信号与模拟量输入电路或数字量输入电路连接，外部执行器控制信号与模拟量输出电路或数字量输出电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，其特征在于，所述OPC通信处理器包括 OPC DA服务器和客户端、OPC UA服务器和客户端。

3.根据权利要求1所述的一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，其特征在于，所述微处理器是单片机、DSP、FPGA中的一种或多种结合。

4.根据权利要求1所述的一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，其特征在于，所述微处理器、OPC通信处理器和协议栈集成在单一芯片上。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种基于OPC技术的印制电路板生产设备的智能化装置，其特征在于，所述以太网收发器速度为10/100/1000Mb/s。

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