基于生产线数据采集及信息管理系统的数据采集方法

摘要

本发明涉及生产线数据采集及信息管理系统和采集方法，其中系统包括多个生产线信息采集终端，接收控制中心管理系统的指令并将采集的数据上传给控制中心管理系统；多个生产线信息显示终端，用于接收控制中心管理系统下发的指令并控制显示屏显示效果；控制中心管理系统，用于与各采集终端和显示终端通讯进行信息交互，保存从各采集终端收到的信息，以图表形式显示生产线状况；多个采集终端、多个显示终端与控制中心管理系统构成串行总线网络。本发明可实时采集生产线信息，可及时对数据进行分析处理，支持多种产品同时上线，采用经济、可靠的工业总线方式组建通讯网络，支持根据企业需要和生产线布局灵活增加终端数量。

权利要求

1.基于生产线数据采集及信息管理系统的生产线数据采集方法，所述生产线数据采集及信息管理系统，包括：多个生产线信息采集终端，用于实时采集生产线产品类型、生产数、不良品类型及不良数，接收控制中心管理系统的指令并将采集的数据上传给控制中心管理系统；

多个生产线信息显示终端，用于接收控制中心管理系统下发的指令并控制显示屏显示效果；

控制中心管理系统，用于与各生产线信息采集终端和各生产线信息显示终端通讯进行信息交互，保存从各生产线信息采集终端收到的信息，以图表形式显示生产线状况，提供参数设置、信息管理、历史记录查询功能；

所述多个生产线信息采集终端、所述多个生产线信息显示终端与所述控制中心管理系统构成串行总线网络；其特征在于，所述生产线数据采集方法包括以下步骤：第一步，系统初始化；

第二步，生产线信息采集终端通电后处于待机模式，等待控制中心管理系统下发工作指令；

第三步，生产线信息采集终端在待机模式下收到控制中心管理系统的工作指令后进入工作模式，生产线信息采集终端的按键板准备接收生产线操作人员通过按键所输入的生产线信息；

第四步，进入工作模式后，生产线信息采集终端每次收到控制中心管理系统下发的指令后，判断是否需要回应，若需要回应则将生产线信息通过通讯接口模块发送到控制中心管理系统；

第五步，控制中心管理系统以轮询的方式访问每个生产线信息采集终端，接收每个生产线信息采集终端上传的数据并保存到数据库，然后将生产数据下发给生产线信息显示终端供刷新显示屏，同时控制中心管理系统读取数据库数据更新显示图表信息；

第六步，生产线信息显示终端通电后处于待机模式，等待接收控制中心管理系统的指令；每次收到控制中心管理系统下发的指令后刷新显示屏，实时显示当前产品型号、生产数、计划数、差额数、不良数及不良率的生产线信息。

2.根据权利要求1所述的生产线数据采集方法，其特征在于，所述的生产线数据采集及信息管理系统中，所述多个生产线信息采集终端、所述多个生产线信息显示终端与所述控制中心管理系统通过485通讯转换组件和RVSP屏蔽双绞线构成串行总线网络。

3.根据权利要求1或2所述的生产线数据采集方法，其特征在于，所述的生产线数据采集及信息管理系统中，所述生产线信息采集终端包括单片机，以及分别与单片机连接的按键板、通讯接口模块、指示灯及蜂鸣器；单片机用于定时扫描按键板上的按键，判断当前工作模式，保存生产线信息，并通过通讯接口模块与控制中心管理系统进行信息交互，接收控制中心管理系统下发的指令，判断是否需要回应，是则将生产线信息发送到控制中心管理系统。

4.根据权利要求1或2所述的生产线数据采集方法，其特征在于，所述的生产线数据采集及信息管理系统中，所述生产线信息显示终端包括单片机，以及分别与单片机连接的通讯接口模块和显示屏；单片机通过通讯接口模块接收控制中心管理系统下发的产品型号、生产数、计划数、差额数、不良数及不良率的生产线信息，控制显示屏刷新显示。

说明书

基于生产线数据采集及信息管理系统的数据采集方法

技术领域

[0001] 本发明属于生产线自动化控制与信息管理系统设计领域，特别涉及一种适用于中小企业的生产线数据采集及信息管理系统和生产线数据采集方法。

背景技术

[0002] 现代制造业的生产过程会产生大量实时的有用数据，这些数据需要准确记录并保存，为管理人员提供各种决策支持。传统方式是安排工作人员手工记录并录入到电脑中，再借助基本的OFFICE工具进行简单数据分析。

[0003] 随着信息技术的发展，信息技术在制造业中的应用越来越广泛。很多企业购买了先进的网络设备和信息系统软件，管理效率得到大大提高。不过，大部分企业尤其是中小型企业对企业信息化积极性并不高。主要原因有以下几点：1）现有的信息化模式往往针对大型企业应用需求而设计，要求企业一次性投入过大；2）现有信息采集及管理系统功能庞大，实施复杂，而且对使用人员要求较高，中小型企业不实用。因此，多数中小企业依然采用传统方式进行生产线数据的采集和数据处理。这样既耗费人工，而且出错率高，也不便于管理者得到实时生产状况，不能及时对生产过程进行管理和控制，不利于提升企业管理效率。

发明内容

[0004] 本发明的首要目的是解决现有技术中生产线数据采集和处理过程中耗费人工、出错率高的技术问题，提供一种基于生产线数据采集及信息管理系统的数据采集方法，该方法降低了数据采集和处理过程中的出错率，该方法支持多种产品同时在一条生产线处理，允许生产线随时变更产品，提升了企业应变能力。

[0005] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：基于生产线数据采集及信息管理系统的数据采集方法，所述生产线数据采集及信息管理系统包括：

[0006] 多个生产线信息采集终端，用于实时采集生产线产品类型、生产数、不良品类型及不良数，接收控制中心管理系统的指令并将采集的数据上传给控制中心管理系统；

[0007] 多个生产线信息显示终端，用于接收控制中心管理系统下发的指令并控制显示屏显示效果；

[0008] 控制中心管理系统，用于与各生产线信息采集终端和各生产线信息显示终端通讯进行信息交互，保存从各生产线信息采集终端收到的信息，以图表形式显示生产线状况，提供参数设置、信息管理、历史记录查询功能；

[0009] 所述多个生产线信息采集终端、所述多个生产线信息显示终端与所述控制中心管理系统构成串行总线网络；

[0010] 所述数据采集方法，包括以下步骤：

[0011] 第一步，系统初始化；

[0012] 第二步，生产线信息采集终端通电后处于待机模式，等待控制中心管理系统下发工作指令；

[0013] 第三步，生产线信息采集终端在待机模式下收到控制中心管理系统的工作指令后进入工作模式，生产线信息采集终端的按键板准备接收生产线操作人员通过按键所输入的生产线信息；

[0014] 第四步，进入工作模式后，生产线信息采集终端每次收到控制中心管理系统下发的指令后，判断是否需要回应，若需要回应则将生产线信息通过通讯接口模块发送到控制中心管理系统；

[0015] 第五步，控制中心管理系统以轮询的方式访问每个生产线信息采集终端，接收每个生产线信息采集终端上传的数据并保存到数据库，然后将生产数据下发给生产线信息显示终端供刷新显示屏，同时控制中心管理系统读取数据库数据更新显示图表信息；

[0016] 第六步，生产线信息显示终端通电后处于待机模式，等待接收控制中心管理系统的指令；每次收到控制中心管理系统下发的指令后刷新显示屏，实时显示当前产品型号、生产数、计划数、差额数、不良数及不良率的生产线信息。

[0017] 所述生产线信息采集终端包括单片机，以及分别与单片机连接的按键板、通讯接口模块、指示灯及蜂鸣器；单片机用于定时扫描按键板上的按键，判断当前工作模式，保存生产线信息，并通过通讯接口模块与控制中心管理系统进行信息交互，接收控制中心管理系统下发的指令，判断是否需要回应，是则将生产线信息发送到控制中心管理系统。

[0018] 所述生产线信息显示终端包括单片机，以及分别与单片机连接的通讯接口模块和显示屏；单片机通过通讯接口模块接收控制中心管理系统下发的产品型号、生产数、计划数、差额数、不良数及不良率的生产线信息，控制显示屏刷新显示。

[0019] 本发明的工作过程，主要如下：本发明生产线数据采集及信息管理系统上电、初始化后，生产线信息采集终端如果收到控制中心管理系统下发的指令后，判断是否需要回应，是则将生产线信息通过通讯接口模块发送到控制中心管理系统；生产线信息显示终端收到控制中心管理系统下发的指令后刷新显示屏，实时显示当前生产线相关信息；控制中心管理系统访问所有生产线信息采集终端和生产线信息显示终端，接收生产线信息采集终端上传的数据保存到数据库，将生产数据下发给生产线信息显示终端供刷新显示屏，同时管理系统软件读取数据库数据，更新主界面显示图表信息。

[0020] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

[0021] 1、本发明装置主要由一台服务器、几块生产线信息采集终端、几块生产线信息显示终端和显示屏组成，服务器与各终端构成串行总线网络，结构简单，布局灵活。可根据企业生产线规模和布局增加或减少采集终端和显示终端。

[0022] 2、本发明中生产线信息采集终端和信息显示终端的核心单元为8位单片机，价格低廉，极大地减少了企业为信息化付出的设备投入成本。

[0023] 3、本发明通过配套软件设置产品类型识别按键、不良类型识别按键等，按键上贴明标签，便于生产线操作人员操作，不需要进行复杂培训。而且设置产品类型识别按键使得本发明适用于需要随时变更产品品种或同时多种产品上线的场合，有助于提升企业应变能力。

[0024] 4、本发明设置了取消键、暂停/恢复工作键，减少了操作人员误操作几率，保证数据采集准确完整。

[0025] 5、本发明中信息管理系统软件不仅在主界面以图表形式实时显示当前生产状态，还提供了信息加工、数据分析处理等功能，可以为企业管理人员提供及时、准确、完整的信息，有助于管理人员作出科学准确的决策。

[0026] 6、本发明特别针对中小型加工制造企业而设计，以收集实时生产线数据为基础，以数据库技术为核心，信息采集和信息管理功能满足此类企业需要，设备配置简单，操作方便，对使用者要求不高，简洁实用，降低了数据采集和处理过程中的出错率。

附图说明

[0027] 图1是生产线数据采集和管理系统结构图；

[0028] 图2是生产线信息采集终端结构示意图；

[0029] 图3是生产线信息显示终端结构示意图；

[0030] 图4是生产线信息采集终端主程序流程图。

具体实施方式

[0031] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0032] 如图1所示，本发明生产线数据采集及信息管理系统是基于单片机和计算机技术的生产线数据采集及信息管理系统，其包括：

[0033] 多个生产线信息采集终端，用于实时采集生产线产品类型、生产数、不良品类型及不良数，接收控制中心管理系统的指令并将采集的数据上传给控制中心管理系统；

[0034] 多个生产线信息显示终端，用于接收控制中心管理系统下发的指令并控制显示屏显示效果；

[0035] 控制中心管理系统，用于与各采集终端和显示终端通讯进行信息交互，同时将收到的信息保存到数据库，在服务器主界面以图表形式显示生产线状况，为管理员提供参数设置、信息管理、历史记录查询等功能；

[0036] 所述多个生产线信息采集终端、所述多个生产线信息显示终端与所述控制中心管理系统可通过485通讯转换组件和RVSP屏蔽双绞线构成串行总线网络。

[0037] 上述各模块中，生产线信息采集终端和生产线信息显示终端的核心部分均是单片机控制板，生产线信息显示终端包括相连接的单片机控制板和显示屏；控制中心管理系统是一台安装了数据库管理系统和专门开发的生产线信息管理系统软件的服务器。

[0038] 所述生产线信息采集终端结构如图2所示，包括单片机，以及分别与单片机连接的按键板、通讯接口模块、指示灯及蜂鸣器。单片机用于定时扫描按键板上的按键，判断当前工作模式，保存生产线信息，并通过通讯接口模块与控制中心管理系统进行信息交互，接收控制中心管理系统下发的指令，判断是否需要回应，是则将生产线信息发送到控制中心管理系统。按键功能由配套软件设置为生产数统计、产品类型识别、不良类型识别、取消统计、暂停/恢复工作等，可采集生产数或不良数。

[0039] 如图3所示，所述生产线信息显示终端包括单片机，以及分别与单片机连接的通讯接口模块、电源管理模块和显示屏。该终端电源管理模块为显示屏提供稳定可靠的控制电源；单片机通过通讯接口模块接收控制中心管理系统下发的产品型号、生产数、计划数、差额数、不良数及不良率等生产线信息，控制显示屏刷新显示。

[0040] 如图4所示，本发明主要工作流程如下：

[0041] 第一步，系统初始化。控制中心管理系统开机运行生产线信息管理系统软件，管理员登录系统后首先进行系统初始化，根据生产排程设置当天上线的产品类型数、产品型号、相应的生产计划，确认无误后点击管理系统界面上的“开始通讯”按钮，通知所有生产线信息采集终端和生产线信息显示终端进入工作模式。

[0042] 第二步，生产线信息采集终端通电后处于待机模式，一盏红灯闪烁，提示生产线操作人员系统供电正常，等待控制中心管理系统下发工作指令。

[0043] 第三步，生产线信息采集终端在待机模式下收到控制中心管理系统的工作指令后进入工作模式，生产线信息采集终端的按键板准备接收生产线操作人员通过按键所输入的生产线信息。红灯停止闪烁而常亮，提示生产线操作人员可以开始检测，生产线操作人员检测到信息，则按下相应按键。

[0044] 第四步，进入工作模式后，生产线信息采集终端每次收到控制中心管理系统下发的指令后，判断是否需要回应，若需要回应则将生产线信息通过通讯接口模块发送到控制中心管理系统。工作人员如果按键出错，可以按取消键输入取消信号，以取消前一次数据的输入；工作人员如果要临时离开本岗位，可以按暂停/恢复键输入暂停信号，使生产线信息采集终端进入待机模式，红灯闪烁，不处理检测信息，也不响应控制中心管理系统的通讯指令。生产线操作人员返回后可重新按暂停/恢复键输入恢复信号，红灯常亮，生产线信息采集终端再次进入工作模式。

[0045] 第五步，控制中心管理系统以轮询的方式访问每个生产线信息采集终端，接收每个生产线信息采集终端上传的数据并保存到数据库，然后将生产数据下发给生产线信息显示终端供刷新显示屏，同时控制中心管理系统主界面读取数据库数据更新显示图表信息。

[0046] 第六步，生产线信息显示终端通电后处于待机模式，等待接收控制中心管理系统的指令；每次收到控制中心管理系统下发的指令后刷新显示屏，实时显示当前产品型号、生产数、计划数、差额数、不良数及不良率的生产线信息。

[0047] 生产线信息管理系统软件主界面以图表形式显示当前产品各种不良类型及其不良数量、当前最高不良类型及其不良率、最近30个班次该产品不良数统计等。

[0048] 管理员登陆管理系统软件，点击“查看历史记录”菜单可以选择按天、按月、按季度等查看生产数据。点击“设置”菜单可以设置产品种类、产品型号、生产计划、通讯端口、显示刷新频率、生产线信息采集终端数量等。点击“系统管理”菜单可以供管理员根据生产线实际状况更新不良类型名称和部分数据。工作时间结束，管理员点击“结束通讯”按钮通知所有生产线信息采集终端和生产线信息显示终端退出工作模式。

[0049] 生产线信息管理系统软件发给生产线信息采集终端的指令帧格式：

[0050]头码 是否重传 设备编号 尾码
1B 1B 1B 1B

[0051] 生产线信息采集终端回应帧格式：

[0052]

[0053]

[0054] 生产线信息管理系统软件发给生产线信息显示终端的指令帧格式：

[0055]

[0056] 生产线信息管理系统软件发给所有设备的结束通讯帧格式：

[0057]头码 结束通讯指令 尾码
1B 2B 1B

[0058] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。