CN214011766U - 一种设备远程管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种设备远程管理系统。该系统包括：上位机、交换机、显示屏和多个设备控制箱；每个设备对应一个设备控制箱，所述设备控制箱包括以太网通讯处理器，所有设备控制箱的以太网通讯处理器均连接至所述交换机端口；所述交换机端口与所述上位机连接；所述上位机上安装有数据采集软件，所述上位机通过所述数据采集软件采集各个设备的运行数据；所述上位机还用于向各个设备控制箱发送配方数据；所述显示屏的输入端与所述上位机的输出端连接，所述显示屏用于显示各个设备的运行数据。本实用新型可以实现设备的远程管理，降低人工成本。

Description

一种设备远程管理系统

技术领域

本实用新型涉及设备管理领域，特别是涉及一种设备远程管理系统。

背景技术

在以往的工厂现场中，设备都是单机运行，大部分数据及运行状态为实时数据，无法保存。只有少量的重要的数据可以保存到触摸屏(如配方数据)。针对这种情况，工厂需要人工去设备现场记录各种数据，人工填到各种表中。设备之间的配方不能直接调用，需要人工输入。为此，需要花费大量的人力和时间，而且容易出错。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种设备远程管理系统，以实现设备的远程管理，降低人工成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种设备远程管理系统，包括：上位机、交换机、显示屏和多个设备控制箱；

每个设备对应一个设备控制箱，所述设备控制箱包括以太网通讯处理器，所有设备控制箱的以太网通讯处理器均连接至所述交换机的端口；所述交换机的端口与所述上位机连接；所述上位机上安装有数据采集软件，所述上位机通过所述数据采集软件采集各个设备的运行数据；所述上位机还用于向各个设备控制箱发送配方数据；所述显示屏的输入端与所述上位机的输出端连接，所述显示屏用于显示各个设备的运行数据。

可选的，所述设备控制箱包括设备程序控制器、触摸屏和以太网通讯处理器；所述设备程序控制器通过串口通讯线与所述以太网通讯处理器连接，所述触摸屏也通过串口通讯线与所述以太网通讯处理器连接；所述以太网通讯处理器通过网线连接至所述交换机的端口。

可选的，每个设备的设备控制器中以太网通讯处理器的型号与对应的设备程序控制器型号匹配，且通讯协议也与对应的设备程序控制器的通讯协议一致。

可选的，所述设备程序控制器为PLC控制器。

可选的，所述交换机用于将每个设备的设备控制箱与所述上位机之间形成局域网。

可选的，所述显示屏为电视机，所述上位机通过高清多媒体接口线与所述电视机连接。

可选的，所有以太网通讯处理器与所述上位机的IP地址在同一网段内，且不同的以太网通讯处理器的IP地址不同。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型可以通过上位机实时远程采集设备的运行数据，克服现有技术中人工统计费时费力容易出错的缺点，同时还可以实现配方数据的相互调用，可以快速又正确地数据远程采集和远程控制，大大降低工人的劳动强度，提高生产效率和数据正确率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型设备远程管理系统的结构示意图；

图2为本实用新型设备远程管理系统中设备控制箱的结构示意图；

图3为本发明数据采集软件与设备开关读写变量对应的设置界面；

图4为本发明数据采集软件与设备模拟只读变量对应的设置界面；

图5为本发明数据采集软件与设备模拟读写变量对应的设置界面；

图6为本发明多屏显示或显示屏初始画面配置界面；

图7为本实用新型显示屏显示界面；

图8为本发明数据库中历史生产记录表的设置界面；

图9为本发明数据采集软件中历史生产记录表的设置界面；

图10为本发明历史生产记录查询结果的界面；

图11为本发明设备远程管理系统启动后开机的界面；

图12为本发明设备远程管理系统登陆后的设备管理界面；

图13为本实用新型设备远程管理系统中设备监控画面；

图14为本实用新型设备远程管理系统中工艺管理画面；

图15为本发明设备远程管理系统中计划预排画面(包括生产任务数量和相应配方)；

图16为本发明设备远程管理系统中从数据库中选择配方的界面；

图17为本实用新型设备远程管理系统中设备生产任务完成情况界面；

图18为本实用新型设备远程管理系统中记录查询结果界面；

图19为本实用新型设备远程管理系统中故障查询结果界面。

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。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型设备远程管理系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型设备远程管理系统包括：上位机1、交换机2、显示屏3和多个设备控制箱4。每个设备对应一个设备控制箱4，所述设备控制箱4包括以太网通讯处理器5，所有设备控制箱4的以太网通讯处理器5均连接至所述交换机2的端口。设备控制箱4的具体结构如图2所示，包括：设备程序控制器7-1、触摸屏7-2和以太网通讯处理器5。所述设备程序控制器通过串口通讯线6与所述以太网通讯处理器5连接，所述触摸屏也通过串口通讯线6与所述以太网通讯处理器5连接，所述以太网通讯处理器5通过网线9连接至所述交换机2的端口。所述交换机2的端口通过网线9与所述上位机1连接。以太网通讯处理器 5在不影响串口通讯的情况下，将串口通讯转换成以太网通讯，建立上位机1 与现场设备7以及上位机1与设备8的通讯通道，图中7为第1台设备，8位第N台设备。交换机2的作用是将现场每个以太网通讯处理器5与上位机1 建立一个局域网，建立上位机1与现场所有设备的连接。

本实用新型每台设备分别配置1个以太网通讯处理器5，安装在设备的控制箱内。所有设备配置的以太网通讯处理器5与所述上位机1的IP地址在同一网段内，且不同的以太网通讯处理器5的IP地址不同。如设备1的以太网通讯处理器5的IP地址为192.168.0.1；设备2的以太网通讯处理器5的IP地址为192.168.0.2；设备30的以太网通讯处理器5的IP地址为192.168.0.30；上位机1的IP地址为192.168.0.100。

关于通讯协议，所有设备的以太网通讯处理器5的型号必须与现场设备的设备程序控制器7-1的型号匹配。通讯协议也与设备程序控制器7-1的型号的通讯协议一致。例如，现场设备使用的设备程序控制器7-1为PLC控制器，型号为三菱FX 3U系列PLC为例，PLC使用的是串口通讯，所以以太网通讯处理器5的型号选用BCNet-FX，通讯协议采用MC-FXTCP。

本实用新型上位机1的主要作用是安装、运行各种软件，包括数据采集软件、数据库等。因此，本实用新型的上位机1上安装有数据采集软件，所述上位机1通过所述数据采集软件采集各个设备的运行数据；此外，所述上位机1 还用于向各个设备控制箱4发送配方数据，实现设备之间配方数据的交互。所述显示屏3的输入端与所述上位机1的输出端连接，所述显示屏3用于显示各个设备的运行数据。本实用新型的显示屏3为电视机，所述上位机1通过高清多媒体接口(HDMI)线10与所述电视机连接。显示屏3的主要作用是将主要的一个画面或几个画面，在重要的场合显示(如车间、生产管理办公室等)，供多人观看。

基于上述的设备远程管理系统，下面结合每一个功能的具体界面进一步说明进行设备远程管理的具体过程。

(1)建立数据采集软件的变量。

为了使数据采集软件能顺利采集到设备数据，数据采集软件必须建立变量，这些变量与设备的变量一一对应。以上述提到的三菱PLC为例，需要采集的设备中PLC的变量主要有2种，开关变量M和模拟变量D。如表1所示，本实用新型的设备中，用M1001表示合模状态显示，属于开关变量；用D1601 表示合模时间显示，属于模拟变量。

表1设备变量表

因此，在数据采集软件中建立相应设备号和变量。

表2数据采集软件中设备号和变量对应表

如表2所示，ZD-P1对应现场设备1号机，ZD-P2对应现场设备2号机； ZD-P1_A表示现场设备1号机的开关变量(对应PLC中M)；ZD-P1_B表示现场设备1号机的模拟变量(对应PLC中D)；ZD-P2_A表示现场设备2号机的开关变量(对应PLC中M)；ZD-P2_B表示现场设备2号机的模拟变量(对应PLC中D)；5551为三菱PLC的端口号，以此类推。

每个设备号下，允许建立多个变量，开始地址和数据可以设置。命名数据采集软件中1号机的“合模状态显示”变量名为ZD-P1_A01，然后与PLC中的“合模状态显示M1001”建立对应关系，如图3所示，字.单元号为M993和位号8即对应PLC中的M1001。ZD-P1_A01变量对应设备1号机的M1001，即合模状态显示。DR-开关读写变量：表示该变量为开关读写变量，允许上位机读1号机中的M1001，也允许上位机更改1号机中的M1001状态(如工艺配方指令下发需要)。

数据采集软件中的1号机模拟变量命名ZD-P1_B01为合模时间显示，对应1号机中合模时间显示D1601。如图4所示，字.单元号为D1601即对应PLC 中的D1601。处理方式“(2)y＝k×x+b”为单字的线性关系。变量最小值：0；变量最大值：1000；对应原始值0,10000：表示数据采集软件中的变量 ZD-P1_B01将设备1号机中的D1601的值缩小10倍，即带1为小数。如设备中实际合模时间为5.6秒，PLC中D1601的实际值为56(PLC中的D1601数据类型为整数),因此数据采集软件需要进行除10。AI-模型输入变量(只读)：表示该变量为模拟只读变量，即只允许上位机读取设备1号机的D1601的数值，但不能更改1号机的数值。B01变量对应PLC中的D1601，即合模时间显示。

关于模拟读写变量的建立：命名ZD-P1_B71为数据采集软件的入料时间设置，而设备PLC中入料时间设置的地址为D1671，如图5所示，AR-模拟读写变量(读写)：表示该变量为模拟读写变量，即允许上位机读取1号机设备的D1671的数值，也允许上位机修改1号机设备的D1671的数值(此参数作工艺配方使用)。

(2)配置显示屏中显示画面的参数。

本实用新型采用大屏幕电视实现显示功能，将需要的一个或几个画面在大屏幕电视机上显示。因此在数据采集软件中，需要设置显示的画面编号和显示的画面位置及分辨率。如图6所示，编号1的画面1设置为大屏幕电视显示画面，显示位置为1920，0，显示的分辨率为1920*1080。实际大屏显示如图7 所示，在此画面，工作人员可直接看到现场每台设备的生产进度和设备运行状态。

(3)建立数据采集软件的数据表。

数据库中必须建立对应的表，数据采集软件中也必须要建立对应表，2个表的格式必须一致。数据采集软件需要与数据库进行连接。以生产历史记录为例，数据库中的生产历史记录表如图8所示，表中，workNo：设备号；dt_end：生产结束时间；dt_start：生产开始时间；MouldCode：模具编号；RecipeCode：配方编号；density：原料密度；type：物料代码；Num1：每模产量；Num2：任务总数量；Num3：已经完成数量；Time1：要求完成日期；Time2：实际生产时间；Nvarchar(100)：文本变量；datatime：时间变量；real：实数；decimal(18,2)：浮点数。

在数据采集软件中建立的历史生产记录表如图9所示，数据库中的历史生产记录表与数据采集软件中的历史生产记录表的格式和内容必须一致。查询后显示的表单如图10所示。

(4)采用数据采集软件采集各个设备的运行数据，并保存至数据库。上位机与现场设备的通讯协议采用MODBUS TCP协议。数据远程采集软件的采样方式采用“批量+并发”方式，优点是采样速度快，采样稳定，而且不受现场设备数量限制。数据远程采集软件可以以OPC DA/OPC UA、MODBUS TCP/IP、API、WEB SERVICE、MQTT、COM组件等方式，供第三方MES、ERP、OA系统读取，数据交互。第三方软件系统也可以从数据库读取数据。

(5)根据用户在上位机的触发操作，调用所述数据库中相应的数据。下面结合具体的运行界面说明上位机的数据采集软件可以实现的功能：

1)数据远程采集软件运行后，显示画面。如图11所示，登陆后，显示“设备管理”画面。如图12所示，在此画面，可以显示工厂所监控设备的通讯情况、运行情况，不同的颜色表示设备的不同状态，第一行的颜色表示正常生产，第二行和第三行中深色表示设备有故障，浅色表示机器处于等待状态；第四行和第五行的灰色表示设备与电脑通讯中断。

2)在图12所示的画面，点击相应设备号，就进入该设备的监控画面。如图13所示。在此画面，可以显示该设备正在工作的状态，对应机器的实时数据在此画面显示(本画面对应2号机)，如果需要切换到其他机器，在左边选择需要的设备号即可。

如需要对该机器的生产工艺参数需要保存，按“保存工艺”，本设备使用的生产工艺将保存到数据库。

3)工艺管理功能。按“工艺管理”，显示画面如图14所示。所有已经保存到数据库内的工艺参数可以在此画面显示，经过调出到编辑区后可以进行修改后保存为新的工艺，也可以在此删除工艺。

4)计划预排功能

点击“计划预排”，显示画面如图15所示。在此画面，可以对现场设备进行指令下发。点击图16中左侧的按钮，显示结果如图16右侧部分所示。在此选择工艺编号，此工艺编号为数据库内的工艺配方，确认需要的工艺配方编号，按“调用工艺”，那么对应的所有参数自动从数据库调入到数据采集软件，并保存到现场设备的暂存区。输入任务数量和完成日期，即完成生产计划的下发，现场设备的暂存区将显示下一批生产任务。

5)计划管理

点击“计划管理”，显示画面如图17所示，此画面显示所有设备正在生产的任务完成情况。

6)历史记录查询

点击“记录查询”，输入需要查询的时间段和设备号，显示画面如图18所示。在生产过程中，如设备发送故障，系统马上弹出报警画面。点击“故障查询”，输入需要查询的时间段和设备号，可以查询历史报警记录，显示画面如图19所示。

(6)将调用的相应的数据显示至所述显示屏。显示屏的可以将上位机指定的画面传输到大屏幕电视看板，供管理者或车间现场使用。大屏幕电视看板画面不随上位机画面切换而变化。

数据采集软件主要功能有：

实时读取每台机器运行状态、数据，并保存到数据库。

实时报警显示和历史报警查询(可以查询任意时间段每台机器的报警信息)。

历史生产任务查询：可以查询要求时间段内的所有任务完成情况，包括物料代码、工艺编号、模具编号，产品数量、开始时间、完成时间、生产的设备号等。查询方式可以选择(查询物料代码、查询工艺编号、查询设备号等)。

生产工艺数据上传、保存、新建、下载等。

可以将机器正在使用的工艺参数保存到数据库。也可以再上位机新建工艺参数后下传到现场设备，供现场设备使用。

生产指令和工艺数据的下发(计划预排功能)。

可以通过上位机对现场设备下达生产指令(包括物料代码、使用的工艺参数、模具编号、任务数量、要求完成日期等)。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种设备远程管理系统，其特征在于，包括：上位机、交换机、显示屏和多个设备控制箱；

每个设备对应一个设备控制箱，所述设备控制箱包括以太网通讯处理器，所有设备控制箱的以太网通讯处理器均连接至所述交换机的端口；所述交换机的端口与所述上位机连接；所述上位机上安装有数据采集软件，所述上位机通过所述数据采集软件采集各个设备的运行数据；所述上位机还用于向各个设备控制箱发送配方数据；所述显示屏的输入端与所述上位机的输出端连接，所述显示屏用于显示各个设备的运行数据。

2.根据权利要求1所述的设备远程管理系统，其特征在于，所述设备控制箱包括设备程序控制器、触摸屏和以太网通讯处理器；所述设备程序控制器通过串口通讯线与所述以太网通讯处理器连接，所述触摸屏也通过串口通讯线与所述以太网通讯处理器连接；所述以太网通讯处理器通过网线连接至所述交换机的端口。

3.根据权利要求2所述的设备远程管理系统，其特征在于，每个设备的设备控制器中以太网通讯处理器的型号与对应的设备程序控制器型号匹配，且通讯协议也与对应的设备程序控制器的通讯协议一致。

4.根据权利要求2所述的设备远程管理系统，其特征在于，所述设备程序控制器为PLC控制器。

5.根据权利要求1所述的设备远程管理系统，其特征在于，所述交换机用于将每个设备的设备控制箱与所述上位机之间形成局域网。

6.根据权利要求1所述的设备远程管理系统，其特征在于，所述显示屏为电视机，所述上位机通过高清多媒体接口线与所述电视机连接。

7.根据权利要求1所述的设备远程管理系统，其特征在于，所有以太网通讯处理器与所述上位机的IP地址在同一网段内，且不同的以太网通讯处理器的IP地址不同。

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