一種通用工業生產信息採集系統及方法與流程

2023-05-25 12:32:11 1

本發明涉及電子信息技術領域，特別涉及一種通用工業生產信息採集系統及方法。

背景技術：

在信息化的時代，國內外許多傳統製造企業都致力於對生產流程的數位化和網絡化的改造，以實現以下幾個目標：

A可遠程監視生產線上各個節點的工作狀態與負荷；

B由成品可追蹤其加工原材料的來源；

C由成品可回溯得到各個加工節點的加工歷史信息；

傳統的製造生產線無法完成這些任務，因為這些生產線內充斥著大量舊式的、非網絡化的加工機器，而這些加工機器是沒辦法直接組建網絡化的生產線的。要實現這幾個目標，有兩種解決方案：一種是採購新式的網絡化的加工機器，組建新的網絡化的生產線；另一種是採用一種通用設備進行網絡化改造。採購新式的網絡化的加工機器相當於將原有的生產設備全部換新，隨著現代工業生產規模的不斷擴大，往往要投入巨大的成本以及人力物力，而採用一種通用設備進行網絡化改造，則大大節約了企業成本，並且可以避免造成資源浪費。

技術實現要素：

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種通用工業生產信息採集系統，該系統可將加工機器的加工參數、進出料編號和採集時間等信息數位化，從而實現傳統製造業生產線的數位化和網絡化改造。

本發明的另一目的在於提供一種通用工業生產信息採集方法。

本發明的目的可以通過如下技術方案實現：

一種通用工業生產信息採集系統，包括多個進出料條碼掃碼槍模塊、多個控制節點模塊以及一個數據伺服器模塊，每個進出料條碼掃碼槍模塊對應一個控制節點模塊，所述多個控制節點模塊均與數據伺服器模塊連接；所述進出料條碼掃碼槍模塊，用於實時掃描加工機器進料口、出料口內原料上的條碼並將掃描獲取的條碼信息上傳至控制節點模塊，所述控制節點模塊用於接收進出料條碼掃碼槍模塊上傳的條碼信息、並實時收集與其連接的加工機器的加工參數，生成時間戳，上傳收集到的條碼信息、加工機器的加工參數和生成的時間戳至數據伺服器模塊，所述數據伺服器模塊用於收集、存儲各控制節點模塊上傳的信息，生成數據報表以及進行原料來源查詢、加工歷史信息查詢，數據伺服器模塊與各控制節點模塊的通信是並發且獨立的，各個控制節點模塊在同時通信時保證不相互幹擾，數據伺服器模塊對控制節點模塊上傳數據沒有順序要求，能夠根據上傳數據的時間戳保證數據的有序可靠。

優選地，所述進出料條碼掃碼槍模塊包括進料口條碼掃碼槍和出料口條碼掃碼槍，所述進料口條碼掃碼槍和出料口條碼掃碼槍分別固定於進料口處和出料口處，並同時與同一個控制節點模塊連接，控制節點模塊通過判斷輸入的條碼信息來源於進料口條碼掃碼槍還是出料口條碼掃碼槍來判斷條碼信息屬於進口物料或出口物料。

優選地，所述控制節點模塊的控制器可採用PC架構計算機或嵌入式系統卡。

優選地，所述數據伺服器模塊基於本身保存的數據所生成的數據報表及查詢功能可根據使用者的需要靈活定製。

優選地，所述控制節點模塊具有節點控制的功能，能夠控制與其連接的加工機器對加工參數的採集行為，並能夠改變上傳信息至數據伺服器模塊的頻率。

本發明的另一目的可以通過如下技術方案實現：

一種通用工業生產信息採集方法，所述方法包括以下步驟：

1)在生產原料進入第一個加工節點前將貼附式條碼直接貼於原料盒上，該條碼唯一對應了該加工原料，稱為原料的ID；

2)在生產原料或半成品進入或離開每個加工節點時，進出料條碼掃碼槍模塊自動掃描獲取原料的ID，並實時上傳至控制節點模塊，控制節點模塊接收並存儲原料的ID信息；

3)每當有生產原料或半成品進入某個加工節點時，該加工節點對應的控制節點模塊獲取加工機器當前的加工參數，並生成時間戳；

4)每個控制節點模塊以設定的頻率上傳收集到的機器加工參數、進出料編號和生成的時間戳至數據伺服器模塊，所述設定頻率的範圍為1秒/次至1小時/次；

5)數據伺服器模塊接收並存儲各個控制節點模塊上傳的數據，並在需要時提供信息報表查看以及原料來源查詢、加工歷史信息查詢。

優選地，步驟1)中，所述貼附式條碼需要張貼至同一位置，以便於在步驟2)中進出料條碼掃碼槍模塊自動掃描條碼。

優選地，步驟3)中，所述控制節點模塊可通過三種方式獲取加工機器當前的加工參數：

A對於開放數據接口的加工機器，所述控制節點模塊通過調用數據接口方式獲取當前加工參數；

B對於不開放數據接口的加工機器，所述控制節點模塊通過讀取加工機器緩存文件方式獲取當前加工參數；

C對於不開放數據接口且無法讀取緩存文件的加工機器，所述控制節點模塊通過控制攝像頭拍攝加工機器屏幕將該圖片所示的加工信息作為獲取的加工參數。

優選地，步驟4)中，所述控制節點模塊向數據伺服器模塊上傳數據的頻率通過控制節點模塊的輸入設備進行設置。

優選地，步驟4)中，所述控制節點模塊向數據伺服器模塊上傳數據由各個控制節點模塊主動發起，完成數據上傳任務之後即斷開數據通信。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

本發明將所有的信息匯總至一臺或多臺數據伺服器，可實現遠程監視生產線上各個節點的工作狀態和負荷的需要。

本發明將PC架構計算機或嵌入式系統卡控制器作為各個節點的控制單元，易於進行升級，並可連接多種外部輸入、輸出設備。

本發明通過將各個節點收集的信息上傳至數據伺服器實現對信息的匯總。

本發明是通用型的，並易於進行定製化，所以適用於絕大多數加工機器和生產流程。

本發明採用自動化的收集方式，簡單快速，適合大規模的生產場景與生產流程。

附圖說明

圖1為本發明的含有單個加工機器的一種通用工業生產信息採集系統硬體連接框圖。

圖2為本發明的含有多個加工機器的一種通用工業生產信息採集系統硬體連接框圖。

圖3為本發明的信息流走向圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。

實施例一：

本實施例提供了一種通用工業生產信息採集系統，包括多個進出料條碼掃碼槍模塊、多個控制節點模塊以及一個數據伺服器模塊，每個進出料條碼掃碼槍模塊對應一個控制節點模塊，所述多個控制節點模塊均與數據伺服器模塊連接；所述進出料條碼掃碼槍模塊，用於實時掃描加工機器進料口、出料口內原料上的條碼並將掃描獲取的條碼信息上傳至控制節點模塊，所述控制節點模塊用於接收進出料條碼掃碼槍模塊上傳的條碼信息、並實時收集與其連接的加工機器的加工參數，生成時間戳，上傳收集到的條碼信息、加工機器的加工參數和生成的時間戳至數據伺服器模塊，所述數據伺服器模塊用於收集、存儲各控制節點模塊上傳的信息，生成數據報表以及進行原料來源查詢、加工歷史信息查詢。數據伺服器模塊與各控制節點模塊的通信是並發且獨立的，各個控制節點模塊在同時通信時保證不相互幹擾，數據伺服器模塊對控制節點模塊上傳數據沒有順序要求，能夠根據上傳數據的時間戳保證數據的有序可靠。

圖1為含有單個加工機器的一種通用工業生產信息採集系統硬體連接框圖，該加工機器對應的進料條碼掃碼槍和出料條碼掃碼槍分別對對應的進料口和出料口內原料上的條碼進行掃描，上傳至該加工機器對應的控制節點模塊，該加工機器對應的控制節點模塊實時收集該工機器的加工參數，生成時間戳，上傳收集到的條碼信息、加工機器的加工參數和生成的時間戳至數據伺服器模塊並通過該加工機器內的控制器對其進行節點控制，與該加工機器對應的控制節點模塊相連的數據伺服器模塊收集、存儲該控制節點模塊上傳的信息，生成數據報表以及進行原料來源查詢、加工歷史信息查詢。

圖2為含有多個加工機器的一種通用工業生產信息採集系統硬體連接框圖，每個加工機器都有對應的進出料條碼掃碼槍模塊和控制節點模塊，進出料條碼掃碼槍模塊實時掃描加工機器進料口、出料口內原料上的條碼並上傳至相應的控制節點模塊，控制節點模塊接收進出料條碼掃碼槍模塊上傳的條碼信息、並實時收集與其連接的加工機器的加工參數，生成時間戳，上傳收集到的條碼信息、加工機器的加工參數和生成的時間戳至數據伺服器模塊以及進行節點控制，數據伺服器模塊再收集、存儲各個控制節點模塊上傳的信息，生成數據報表以及進行原料來源查詢、加工歷史信息查詢。

優選地，所述進出料條碼掃碼槍模塊包括進料口條碼掃碼槍和出料口條碼掃碼槍，所述進料口條碼掃碼槍和出料口條碼掃碼槍分別固定於進料口處和出料口處，並同時與同一個控制節點模塊連接，控制節點模塊通過判斷輸入的條碼信息來源於進料口條碼掃碼槍還是出料口條碼掃碼槍來判斷條碼信息屬於進口物料或出口物料。

優選地，所述控制節點模塊的控制器可採用PC架構計算機或嵌入式系統卡。

優選地，所述數據伺服器模塊基於本身保存的數據所生成的數據報表及查詢功能可根據使用者的需要靈活定製。

優選地，所述控制節點模塊具有節點控制的功能，能夠控制與其連接的加工機器對加工參數的採集行為，並能夠改變上傳信息至數據伺服器模塊的頻率。

實施例二：

本實施例提供了一種通用工業生產信息採集方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、在生產原料進入第一個加工節點前將貼附式條碼直接貼於原料盒上，該條碼唯一對應了該加工原料，稱為原料的ID；

步驟二、在生產原料或半成品進入或離開每個加工節點時，進出料條碼掃碼槍模塊自動掃描獲取原料的ID，並實時上傳至控制節點模塊，控制節點模塊接收並存儲原料的ID信息；

步驟三、每當有生產原料或半成品進入某個加工節點時，該加工節點對應的控制節點模塊獲取加工機器當前的加工參數，並生成時間戳；

步驟四、每個控制節點模塊以設定的頻率上傳收集到的機器加工參數、進出料編號和生成的時間戳至數據伺服器模塊，所述設定頻率的範圍為1秒/次至1小時/次；

步驟五、數據伺服器模塊接收並存儲各個控制節點模塊上傳的數據，並在需要時提供信息報表查看以及原料來源查詢、加工歷史信息查詢。

優選地，步驟一中，所述貼附式條碼需要張貼至同一位置，以便於在步驟二中進出料條碼掃碼槍模塊自動掃描條碼。

優選地，步驟三中，所述控制節點模塊可通過三種方式獲取加工機器當前的加工參數：

A對於開放數據接口的加工機器，所述控制節點模塊通過調用數據接口方式獲取當前加工參數；

B對於不開放數據接口的加工機器，所述控制節點模塊通過讀取加工機器緩存文件方式獲取當前加工參數；

C對於不開放數據接口且無法讀取緩存文件的加工機器，所述控制節點模塊通過控制攝像頭拍攝加工機器屏幕將該圖片所示的加工信息作為獲取的加工參數。

優選地，步驟四中，所述控制節點模塊向數據伺服器模塊上傳數據的頻率通過控制節點模塊的輸入設備進行設置。

優選地，步驟四中，所述控制節點模塊向數據伺服器模塊上傳數據由各個控制節點模塊主動發起，完成數據上傳任務之後即斷開數據通信。

如圖3的信息流走向圖：控制節點模塊接收進出料條碼掃碼槍模塊上傳的條碼信息、並實時收集與其連接的加工機器的加工參數，生成時間戳，上傳收集到的條碼信息、加工機器的加工參數和生成的時間戳至數據伺服器模塊，數據伺服器模塊收集、存儲各控制節點模塊上傳的信息，生成數據報表以及進行原料來源查詢、加工歷史信息查詢。

上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。