专利名称：生产现场管理的通用电子设备系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生产现场管理技术领域，特别涉及一种对生产现场进行 管理的通用电子设备系统。
背景技术：
目前与生产管理系统相关的技术有
1. ERP (Enterprise Resource Planning )企业资源规划，或MRP (manufacturing resource planning)制造资源计划，均为对制造企业的所有资源进行有效 计划的一种方法，包括经营规划、生产规划、主生产计划、物料需求计划、 能力需求计划以及有关能力和物料的执行支持系统。这类系统可完成生 产经营的许多职能，主要是实现在办公室的PC软件，而非生产现场。
2. 专用带PC机的大型自动化设备，这类设备侧重于专用工艺的实施，单机 使用，附带生产信息，其他无PC机的设备则没有。
3. 在生产线上设置多台电脑的方式来进行生产线现场管理，因此多条生产 线或多个工位就得设置多台电脑。电脑的现场维护性差、体积大、网络 布线复杂、投资大、软硬件资源利用率低。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于微处理器的生产现场管 理的通用电子设备系统，该系统为包括PC主机及多个分布在各个生产现场工 位的微处理器单元的分布式数据采集和控制系统，收集生产现场的物流及状 态信息并统计，完成呼叫等服务，现场设备简单、网络连线简单、灵活性好、 系统投资小。
本实用新型的目的采用以下方案实现
一种生产现场管理的通用电子设备系统，包括主机、PC主机以及一个或 一个以上的状态终端、 一个或一个以上的服务终端，状态终端与服务终端均 为基于微处理器的单元，而主机则分别与PC主机、状态终端、服务终端连接， 其特征在于还包括一个或一个以上的物流终端，所述的物流终端包括第一 微处理器，该第一微处理器分别与键盘、符号录入装置、显示单元连接，并
经RS485通讯单元后通过RS485现场网络与主机连接。
上述系统还包括一个或一个以上的呼叫显示板，所述的呼叫显示板包括 第二微处理器，该第二微处理器与LED灯阵列显示板连接，经音乐控制器连 接至喇叭，并经RS485通讯单元后与主机连接。
上述的符号录入装置为条码扫描枪或小数字键盘，或标准PC键盘。第一 微处理器为89C55单片机。
上述的显示单元为LED显示屏，或LCD显示板。
上述的第一微处理器还与蘑菇按键连接。
上述的状态终端包括第三微处理器，该第三微处理器分别与拨码开关、 键盘、LCD显示板、控制信号灯状态的灯控盒、信号转换口连接，并经RS485 通讯单元后与主机连接。
上述的第三微处理器(200)为89S51单片机。
上述的主机包括有两个通信口的微控制器， 一个通信口与RS485通讯单 元连接后连至PC主机，另外一个通信口与RS485通讯单元连接后连至各个 终端。
上述的现场RS485通讯网络由双绞线或无线模块组成。
本实用新型采用基于微处理器的终端处理单元，构成以PC主机为主、分 布在各个生产现场的微处理器单元为从的分布式数据采集和控制系统，收集 生产现场的物流及状态信息并统计，完成呼叫等服务，与现有技术采用现场
处理电脑相比，接口简单，且极大地节约了成本，灵活性强。采用RS485串 行口通信方式，可实现远距离通信，对一般的工业厂房都可有效地覆盖。物 流终端的外围输入设备可快速而准确地输入产品信息；用状态终端信号灯的 不同工作状态来指示不同的生产状态(如正常工作、设备故障停机、换型、 计划停机)， 一目了然。
图1为本实用新型的系统总结构图。
图2为本实用新型的物流终端原理框图。
图3为本实用新型的状态终端原理框图。
图4为本实用新型的服务终端原理框图。
图5为本实用新型的呼叫显示板原理框图。
图6为本实用新型的主机原理框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括多台PC机(如PC机A、 B、 C、 D、 E、 F)、网络服务器、PC主机、主机、多个状态终端(如第一、第二、第三状
态终端)、多个物流终端(如第一、第二、第三物流终端)、多个服务终端 (如第一、第二服务终端)以及多个呼叫显示板(如第一呼叫显示板)。 其中各PC机通过网络服务器读取PC主机上的数据，各状态终端、各物流终
端、各服务终端、各呼叫显示板经主机后连接至PC主机。状态终端、物流终 端、服务终端、呼叫显示板均为基于微处理器的底层控制单元，组成RS485 总线网络，每个终端通过地址辨识，地址编码采用拨码开关，使各个终端的 互换性较强。主机通过轮询方式与各终端联系，各个终端发出的数据经RS485 总线网络传输至主机，然后传输至PC主机；PC主机进一步处理生产现场数 据，并汇总制成图表，经网络服务器与多台PC机共享。同时，PC主机也通 过主机将每天的生产计划等信息传输给各个物流终端。
图2为物流终端原理框图，其包括第一微处理器400，该第一微处理器采 用89C55单片机，分别与拨码开关404、键盘405、 CPU监控器406、电子锁 407、蘑菇按键410、数字键盘411、条码扫描枪412、大LED显示屏401、 LCD显示板402、喇叭408连接，并经RS485通讯单元403后通过双绞线或 无线模块接入RS485现场网络连接至主机。整个物流终端由直流电源409供 电，直流电压为5V。
LCD显示板402共有三个显示界面，界面1显示该终端已生产的产品种 类及数量，界面2为生产线操纵员向89C55单片机输入产品类别、生产数量 等信息时的操作界面，界面3显示该终端所在生产线的计划种类、产量。界 面l、 2、 3的切换由键盘405完成。大LED显示屏401放置于比较高的位置， 方便生产线管理人员査看，可用来显示工位名称、当前产品类别、计划产量、 实际产量等信息。产品的生产信息由条码扫描枪412输入，数字键盘411用 于输入产品的数量，或用PC标准键盘代替。89C55单片机即时处理完生产现 场信息后将驱动LCD显示板402、大LED显示屏401显示最新的当前实际产 量，并经RS485通讯单元403传输至PC主机。本终端产品类别、计划产量
由PC主机经主机传输至89C55单片机，并输出至LCD显示板402、大LED 显示屏401显示。拨码开关404用于确定该终端的地址。当出现误操作或通 信不成功时，喇叭408将鸣响。电子锁407用于限制未经授权的使用者，CPU 监控器406监控第一微处理器400的状态。
图3所示为状态终端原理框图，其包括第三微处理器200，该第三微处理 器釆用89S51单片机，分别与确定该终端地址的拨码开关203、监控第三微处 理器200状态的CPU监控器204、限制未经授权的使用者的电子锁205、键 盘208、信号转换口211、 LCD显示板201、用于呼叫服务的喇叭206、与信 号灯210连接的灯控盒209连接，并经RS485通讯单元202后通过双绞线或 无线模块接入RS485现场网络连接至主机，通过信号转换口 211可与设备相 关信号点直接连接检测其状态，整个终端由直流电源207供电，电压为5V。 键盘208用于向第三微处理器200输入必要的信息(如工作状态、呼叫等)， LCD显示板201用于显示相关信息(如工作状态、终端编号等)。为方便生产 线管理人员的现场监管，用灯控盒209控制信号灯210的状态，当工位正常 工作时，信号灯210绿灯亮；由于设备故障或缺料造成停机时，信号灯210 红灯亮；当换型时信号灯210黄灯亮；当计划停机、停产时信号灯210熄灭。 通过信号转换口 211可与设备相关信号点直接连接检测其状态。
图4为服务终端原理框图，其包括第四微处理器800，该第四微处理器为 89S51单片机，分别与确定该终端地址的拨码开关803;监控第四微处理器状 态的CPU监控器804;进行信息操纵的键盘807;告知生产现场呼叫的喇叭 805;显示该终端地址、呼叫终端等信息的LCD显示板801;并经RS485通 讯单元802通过双绞线或无线模块接入RS485现场网络，连接至主机；该终
端工作电源为直流电源806，电压为5V。
图5为呼叫显示板原理框图，用LED灯阵列显示板及不同种类的音乐告 知服务呼叫的种类及位置。其包括第二微处理器600，该第二微处理器为89S51 单片机，分别与确定该终端地址的拨码开关603、监控微处理器状态的CPU 监控器604、音乐控制器605、显示不同种类呼叫位置的LED灯阵列显示板 601连接，其中音乐控制器605与喇叭606连接，用不同音乐告知生产现场不 同呼叫种类；并经RS485通讯单元602通过双绞线或无线模块接入RS485现 场网络，连接至主机；该终端工作电源为直流电源606,电压为5V。
如图6所示为主机原理框图，主机工作电源为5V的直流电源14;其包 括有两个串行通信口的微控制器10，该微控制器为DS80C320单片机；由CPU 监控器13监控状态；微控制器10的一个通信口与RS232通讯单元11连接后 接至PC主机；另外一个通信口与RS485通讯单元12连接后通过双绞线或无 线模块接入RS485现场网络经RS485总线16接至各个终端。微控制器10还 与键盘15连接，键盘15带有三个不同功能的按键，按键l:切换主机与PC
主机通信或终端通信；按键2:主机从PC主机获取服务终端地址；按键3: 从PC主机获取当日产量指令。
本实用新型的工作过程如下
每个工位的全部工作时间划分成(1)正常工作(2)设备故障停机(3) 换型(4)计划停机(5)损失(主要指缺料造成的停机)(6)停产等六个部 分，所有工作时间必居其一。
生产线上的工作人员，每当工作开始时，通过该工位的物流终端从PC主
机获取到产品类别及计划产量等指令，打开电子锁407，通过键盘405将LCD 显示板402的显示屏幕切换到界面3即可看到；当生产进行时，将LCD显示 板402的显示屏幕切换到界面2，利用物流终端的条码扫描枪412、蘑菇按键 410、数字键盘411输入生产的产品类别、当前实际生产数量等信息，其中条 码扫描枪412可快速输入产品类别等信息，而数字键盘411输入当前生产数 量。操作蘑菇按键410，当前生产产品的数量自动重复。用键盘405将屏幕切 换到界面l，可査看该工位的产品类别及实际产量。同时工作人员可打开状态终端的电子锁205，通过状态终端键盘208输入 该工位的工作状态，第三微处理器200将驱动LCD显示板201显示当前的工 作状态及持续时间等，信号灯210显示对应的颜色。该终端的工作状态信号 及终端地址经RS485通讯单元202后传输至主机。如需服务，可按下相应的 服务按键，则相应的服务终端、呼叫显示板会接收到呼叫信号，并显示呼叫 的终端地址及呼叫信息。以上现场数据通过RS485现场通讯网络传输至主机，再由主机传输至PC 主机。PC主机完成数据收集、统计的功能。企业内局域网上PC机共享PC 主机收集的现场全面情况全部界面、数据；物流信息及生产状态信息。
权利要求1.一种生产现场管理的通用电子设备系统，包括主机、PC主机以及一个或一个以上的状态终端、一个或一个以上的服务终端，状态终端与服务终端均为基于微处理器的单元，而主机则分别与PC主机、状态终端、服务终端连接，其特征在于还包括一个或一个以上的物流终端，所述的物流终端包括第一微处理器(400)，该第一微处理器分别与键盘(405)、符号录入装置、显示单元连接，并经RS485通讯单元(403)后通过RS485现场网络与主机连接。
2. 根据权利要求1所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 还包括一个或一个以上的呼叫显示板，所述的呼叫显示板包括第二微处理 器(600)，该第二微处理器与LED灯阵列显示板(601)连接，经音乐控 制器(605)连接至喇叭(606),并经RS485通讯单元(602)后与主机连接。
3. 根据权利要求l所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的符号录入装置为条码扫描枪(412)或小数字键盘(411)，或标准 PC键盘。
4. 根据权利要求1所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的第一微处理器(400)为89C55单片机。
5. 根据权利要求1所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的显示单元为LED显示屏(401)，或LCD显示板(402)。
6. 根据权利要求l所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的第一微处理器(400)还与蘑菇按键(410)连接。
7. 根据权利要求l所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于所述的状态终端包括第三微处理器(200)，该第三微处理器分别与拨码开 关(203)、键盘(208)、 LCD显示板(201)、控制信号灯(210)状态的 灯控盒(209)、信号转换口 (211)连接，并经RS485通讯单元(202)后与主机连接。
8. 根据权利要求7所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的第三微处理器(200)为89S51单片机。
9. 根据权利要求1所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的主机包括有两个通信口的微控制器(10)， 一个通信口与RS485通 讯单元(11)连接后连至PC主机，另外一个通信口与RS485通讯单元(12) 连接后连至各个终端。
10. 根据权利要求1所述的生产现场管理的通用电子设备系统，其特征在于 所述的现场RS485通讯网络由双绞线或无线模块组成。
专利摘要本实用新型公开了一种生产现场管理的通用电子设备系统，包括主机、PC主机，以及多个与主机连接的基于微处理器的状态终端、服务终端、物流终端，所述的物流终端包括微处理器400，该微处理器分别与键盘405、符号录入装置、显示单元连接，并经RS485通讯单元403后通过RS485现场网络与主机连接。该系统将多个基于微处理器的终端连接成一个以PC主机为主、分布在各个生产现场的微处理器终端为从的分布式数据采集和控制系统，收集生产现场的物流及状态信息并统计，完成呼叫等服务，接口简单、灵活性好、系统投资小。
文档编号G05B19/418GK201035393SQ20062006359
公开日2008年3月12日 申请日期2006年8月30日 优先权日2006年8月30日
发明者旭 张 申请人:旭 张