本發(fā)明涉及MES數(shù)據(jù)采集,尤其涉及MES數(shù)據(jù)采集與發(fā)布的體系結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

MES系統(tǒng)即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES 可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫(kù)存管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、工作中心/設(shè)備管理、工具工裝管理、采購(gòu)管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺(tái)。MES側(cè)重在車間作業(yè)計(jì)劃的執(zhí)行，充實(shí)了軟件在車間控制和車間調(diào)度方面的功能，以適應(yīng)車間現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境多變情況下的需求。

目前許多MES系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，需要在客戶機(jī)和服務(wù)器上同時(shí)安裝軟件使用，顯示邏輯和事務(wù)處理放在客戶端，數(shù)據(jù)處理邏輯和數(shù)據(jù)庫(kù)放在服務(wù)器端。它們通過消息傳遞機(jī)制進(jìn)行對(duì)話，客戶向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的處理后將結(jié)果返回給客戶。隨著C/S結(jié)構(gòu)的實(shí)用，逐漸暴露出許多問題，主要表現(xiàn)為用戶對(duì)客戶端軟件和應(yīng)用軟件要求高，軟件維護(hù)和升級(jí)困難、維護(hù)成本高、開發(fā)成本較高，而且服務(wù)器端是單純的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，同時(shí)C/S結(jié)構(gòu)采用的軟件產(chǎn)品大都缺乏開發(fā)性，不能實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中C/S結(jié)構(gòu)存在的局限性，本發(fā)明目的在于提供一種自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)性好，易于升級(jí)和擴(kuò)展的MES數(shù)據(jù)采集發(fā)布系統(tǒng)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種基于B/S架構(gòu)的MES數(shù)據(jù)采集與發(fā)布體系，其特征在于，它包括三個(gè)層次的子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)包括底層數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)2以及車間應(yīng)用子系統(tǒng)3，所述底層數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1包括最前端的傳感器4，數(shù)據(jù)采集模塊5和上位機(jī)6，所述數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)包括車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器7，所述上位機(jī)6通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)8與車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器7連接，所述車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器7通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)8與車間應(yīng)用層子系統(tǒng)3連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊5包括前置放大器9，所述傳感器4輸出端與前置放大器9輸入端相連，所述前置放大器9輸出端與濾波器10輸入端相連，所述傳感器4、前置放大器9、濾波器10多路并行設(shè)置，多個(gè)濾波器10輸出端與一多路模擬開關(guān)11輸入端相連，所述多路模擬開關(guān)11輸出端與程控放大器12輸入端相連，所述程控放大器12輸出端與采樣保持器13輸入端相連，所述采樣保持器13輸出端與AD轉(zhuǎn)換器14輸入端相連，所述AD轉(zhuǎn)換器14輸出端與上位機(jī)6模塊連接，所述多路模擬開關(guān)11、采樣保持器13和AD轉(zhuǎn)換器14均由上述上位機(jī)6對(duì)應(yīng)的下位機(jī)15控制。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)6為研華PPC-L61T觸控式液晶屏微型工業(yè)電腦，其對(duì)應(yīng)的下位機(jī)16為歐姆龍C200HX可編程控制器。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)6與對(duì)應(yīng)的下位機(jī)15通過RS-232串行接口16直接相連。

進(jìn)一步地，所述車間應(yīng)用層子系統(tǒng)3采用車間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)發(fā)布。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果：數(shù)據(jù)采集部分采用先進(jìn)的微電腦技術(shù)及芯片，多路巡回檢測(cè)，與各類傳感器、變送器配合使用，性能可靠，抗干擾能力強(qiáng)，可檢測(cè)多路溫度、壓力、液位、流量、重量等工業(yè)過程參數(shù)；實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制、變送輸出、數(shù)據(jù)采集及通訊；整體結(jié)構(gòu)為B/S架構(gòu)，采用統(tǒng)一的Internet/Intranet協(xié)議TCP/IP，將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，由于協(xié)議統(tǒng)一，底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用不同廠家的數(shù)據(jù)采集設(shè)備時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的接口程序修改量小、成本低廉，因此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)性好，易于升級(jí)和擴(kuò)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為數(shù)據(jù)采集與發(fā)布的B/S結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為車間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)發(fā)布中Web頁(yè)面的動(dòng)態(tài)模型；

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例原始結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的實(shí)施例改造后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的實(shí)施例RS-232接線圖。

各附圖中的標(biāo)號(hào)表示如下：

1.底層數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；

2.數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)；

3.車間應(yīng)用子系統(tǒng)；

4.傳感器；

5.數(shù)據(jù)采集模塊；

6.上位機(jī)；

7.車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；

8.內(nèi)聯(lián)網(wǎng)；

9.前置放大器；

10.濾波器；

11.多路模擬開關(guān)；

12.程控放大器；

13.采樣保持器；

14.AD轉(zhuǎn)換器；

15.下位機(jī)；

16.RS-232串行接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

一種基于B/S架構(gòu)的MES數(shù)據(jù)采集與發(fā)布體系，其特征在于，它包括三個(gè)層次的子系統(tǒng)，所述子系統(tǒng)包括底層數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)2以及車間應(yīng)用子系統(tǒng)3，所述底層數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1包括最前端的傳感器4，數(shù)據(jù)采集模塊5和上位機(jī)6，所述數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)包括車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器7，所述上位機(jī)6通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)8與車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器7連接，所述車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器7通過內(nèi)聯(lián)網(wǎng)8與車間應(yīng)用層子系統(tǒng)3連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊5包括前置放大器9，所述傳感器4輸出端與前置放大器9輸入端相連，所述前置放大器9輸出端與濾波器10輸入端相連，所述傳感器4、前置放大器9、濾波器10多路并行設(shè)置，多個(gè)濾波器10輸出端與一多路模擬開關(guān)11輸入端相連，所述多路模擬開關(guān)11輸出端與程控放大器12輸入端相連，所述程控放大器12輸出端與采樣保持器13輸入端相連，所述采樣保持器13輸出端與AD轉(zhuǎn)換器14輸入端相連，所述AD轉(zhuǎn)換器14輸出端與上位機(jī)6模塊連接，所述多路模擬開關(guān)11、采樣保持器13和AD轉(zhuǎn)換器14均由上述上位機(jī)6操控對(duì)應(yīng)的下位機(jī)15實(shí)現(xiàn)控制；

非電物理量經(jīng)過傳感器4轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電路，采集所得的多路信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大和濾波，由多路模擬開關(guān)11控制輸入至程控放大器12，在經(jīng)過采樣、保持，模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析處理，多路模擬開關(guān)11實(shí)現(xiàn)多路巡回檢測(cè)，計(jì)算機(jī)通過下位機(jī)15控制芯片的邏輯控制，操控程控放大、采樣保持等工作；

若采集到的是數(shù)字信號(hào)或開關(guān)信號(hào)，則通過接口直接輸入至計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)6為研華PPC-L61T觸控式液晶屏微型工業(yè)電腦，選用了低功耗的CPU，機(jī)身輕巧，不但提供了COM、USB等各種通訊接口與HDD、CF card等儲(chǔ)存接口，而且提供了硬盤驅(qū)動(dòng)模塊和無線網(wǎng)絡(luò)模塊，可以滿足客戶在不同工作環(huán)境上的需要，其對(duì)應(yīng)的下位機(jī)15為歐姆龍C200HX可編程控制器。

進(jìn)一步地，所述上位機(jī)6與對(duì)應(yīng)的下位機(jī)15通過RS-232串行接口16直接相連。

進(jìn)一步地，所述車間應(yīng)用層子系統(tǒng)3采用車間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)發(fā)布，利用Web數(shù)據(jù)庫(kù)訪問技術(shù)將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在Web上發(fā)布，管理人員通過瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，Web服務(wù)器根據(jù)請(qǐng)求執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程序，處理來自用戶端的信息，包括查詢和修改數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)處理的結(jié)果生成一個(gè)HTML數(shù)據(jù)頁(yè)面，最后Web服務(wù)器將生成的HTML數(shù)據(jù)頁(yè)面?zhèn)骰乜蛻舳藶g覽器顯示結(jié)果。

實(shí)施例：基于微型工業(yè)電腦的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)改造

原鎖芯自動(dòng)裝配機(jī)控制系統(tǒng)以觸摸屏作為人機(jī)接口，以歐姆龍C200HX可編程控制器作為核心，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制葉片進(jìn)給、鎖芯移動(dòng)和鑰匙檢測(cè)移位電機(jī)，通過輸入輸出模塊與各電磁閥、壓力傳感器和光電傳感器連接，運(yùn)行過程中的各種參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PLC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封閉，只能裝配一種鎖芯，同時(shí)不具有聯(lián)網(wǎng)功能，無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和發(fā)布。

改造后的系統(tǒng)以微型工業(yè)電腦作為上位機(jī)，原系統(tǒng)的PLC作為下位機(jī)，通過RS-232串行接口直接連接進(jìn)行通信，微型工業(yè)電腦采用研華PPC-L61T觸控式液晶屏微型工業(yè)電腦，它選用了低功耗的CPU，機(jī)身設(shè)計(jì)輕巧，不但提供了COM、USB等各種通訊接口與HDD、CF card等儲(chǔ)存接口，而且提供了硬盤驅(qū)動(dòng)模塊和無線網(wǎng)絡(luò)模塊，可以滿足客戶在不同工作環(huán)境上的需要。改造后的控制系統(tǒng)將原來固定在PLC中的產(chǎn)品裝配參數(shù)設(shè)置功能由工業(yè)微型電腦實(shí)現(xiàn)，這些參數(shù)可以根據(jù)不同的產(chǎn)品方便的設(shè)置，設(shè)置后的參數(shù)通過RS-232傳給PLC，保證了控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同產(chǎn)品裝配的柔性化要求。

另外上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)讀取PLC中的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在SQL2000數(shù)據(jù)庫(kù)中，工業(yè)電腦與車間服務(wù)器通過車間局域網(wǎng)Intranet通信，將各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳遞給車間數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，相關(guān)管理人員可以通過各種終端設(shè)備方便進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)的查詢，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的開放性，滿足了車間制造執(zhí)行系統(tǒng)的底層設(shè)備數(shù)據(jù)采集和發(fā)布要求。

在對(duì)鎖芯自動(dòng)裝配機(jī)進(jìn)行信息化的改造中，由于針對(duì)一臺(tái)設(shè)備，僅需要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與控制系統(tǒng)PLC之間的數(shù)據(jù)通信功能，并且它們相互之間距離不遠(yuǎn)，傳送數(shù)據(jù)量偏小，因此采用RS-232接口的異步串行方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC之間的數(shù)據(jù)通信。

在改造中，先通過C200HX型PLC的外圍端口與RS-232適配器連接，采用型號(hào)為CPM1-CIF01的RS-232適配器，其模式設(shè)定開關(guān)為OFF，之后通過XW2Z-200S長(zhǎng)度2-3米的電纜與微型工業(yè)電腦的串口連接。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施只局限于上述這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。