一种基于B/S架构的MES数据采集与发布体系的制作方法

本发明涉及MES数据采集,尤其涉及MES数据采集与发布的体系结构。

背景技术：

MES系统即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES 可以为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。MES侧重在车间作业计划的执行，充实了软件在车间控制和车间调度方面的功能，以适应车间现场环境多变情况下的需求。

目前许多MES系统采用C/S结构，需要在客户机和服务器上同时安装软件使用，显示逻辑和事务处理放在客户端，数据处理逻辑和数据库放在服务器端。它们通过消息传递机制进行对话，客户向服务器发出请求，服务器进行相应的处理后将结果返回给客户。随着C/S结构的实用，逐渐暴露出许多问题，主要表现为用户对客户端软件和应用软件要求高，软件维护和升级困难、维护成本高、开发成本较高，而且服务器端是单纯的数据库服务器，同时C/S结构采用的软件产品大都缺乏开发性，不能实现跨平台运行。

技术实现要素：

针对现有技术中C/S结构存在的局限性，本发明目的在于提供一种自动采集，数据采集系统开发性好，易于升级和扩展的MES数据采集发布系统。

本发明采取的技术方案是：一种基于B/S架构的MES数据采集与发布体系，其特征在于，它包括三个层次的子系统，所述子系统包括底层数据采集子系统1、数据库管理子系统2以及车间应用子系统3，所述底层数据采集子系统1包括最前端的传感器4，数据采集模块5和上位机6，所述数据库管理子系统包括车间数据库服务器7，所述上位机6通过内联网8与车间数据库服务器7连接，所述车间数据库服务器7通过内联网8与车间应用层子系统3连接。

进一步地，所述数据采集模块5包括前置放大器9，所述传感器4输出端与前置放大器9输入端相连，所述前置放大器9输出端与滤波器10输入端相连，所述传感器4、前置放大器9、滤波器10多路并行设置，多个滤波器10输出端与一多路模拟开关11输入端相连，所述多路模拟开关11输出端与程控放大器12输入端相连，所述程控放大器12输出端与采样保持器13输入端相连，所述采样保持器13输出端与AD转换器14输入端相连，所述AD转换器14输出端与上位机6模块连接，所述多路模拟开关11、采样保持器13和AD转换器14均由上述上位机6对应的下位机15控制。

进一步地，所述上位机6为研华PPC-L61T触控式液晶屏微型工业电脑，其对应的下位机16为欧姆龙C200HX可编程控制器。

进一步地，所述上位机6与对应的下位机15通过RS-232串行接口16直接相连。

进一步地，所述车间应用层子系统3采用车间数据动态发布。

本发明产生的有益效果：数据采集部分采用先进的微电脑技术及芯片，多路巡回检测，与各类传感器、变送器配合使用，性能可靠，抗干扰能力强，可检测多路温度、压力、液位、流量、重量等工业过程参数；实现报警控制、变送输出、数据采集及通讯；整体结构为B/S架构，采用统一的Internet/Intranet协议TCP/IP，将数据采集系统所采集的数据传送到数据库服务器上，由于协议统一，底层数据采集系统使用不同厂家的数据采集设备时，对数据库服务器的接口程序修改量小、成本低廉，因此数据采集系统开发性好，易于升级和扩展。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为数据采集系统结构示意图；

图3为数据采集与发布的B/S结构示意图；

图4为车间数据动态发布中Web页面的动态模型；

图5为本发明的实施例原始结构示意图；

图6为本发明的实施例改造后的结构示意图；

图7为本发明的实施例RS-232接线图。

各附图中的标号表示如下：

1.底层数据采集子系统；

2.数据库管理子系统；

3.车间应用子系统；

4.传感器；

5.数据采集模块；

6.上位机；

7.车间数据库服务器；

8.内联网；

9.前置放大器；

10.滤波器；

11.多路模拟开关；

12.程控放大器；

13.采样保持器；

14.AD转换器；

15.下位机；

16.RS-232串行接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种基于B/S架构的MES数据采集与发布体系，其特征在于，它包括三个层次的子系统，所述子系统包括底层数据采集子系统1、数据库管理子系统2以及车间应用子系统3，所述底层数据采集子系统1包括最前端的传感器4，数据采集模块5和上位机6，所述数据库管理子系统包括车间数据库服务器7，所述上位机6通过内联网8与车间数据库服务器7连接，所述车间数据库服务器7通过内联网8与车间应用层子系统3连接。

进一步地，所述数据采集模块5包括前置放大器9，所述传感器4输出端与前置放大器9输入端相连，所述前置放大器9输出端与滤波器10输入端相连，所述传感器4、前置放大器9、滤波器10多路并行设置，多个滤波器10输出端与一多路模拟开关11输入端相连，所述多路模拟开关11输出端与程控放大器12输入端相连，所述程控放大器12输出端与采样保持器13输入端相连，所述采样保持器13输出端与AD转换器14输入端相连，所述AD转换器14输出端与上位机6模块连接，所述多路模拟开关11、采样保持器13和AD转换器14均由上述上位机6操控对应的下位机15实现控制；

非电物理量经过传感器4转变为模拟电路，采集所得的多路信号经过信号放大和滤波，由多路模拟开关11控制输入至程控放大器12，在经过采样、保持，模数转换后进入计算机中进行分析处理，多路模拟开关11实现多路巡回检测，计算机通过下位机15控制芯片的逻辑控制，操控程控放大、采样保持等工作；

若采集到的是数字信号或开关信号，则通过接口直接输入至计算机。

进一步地，所述上位机6为研华PPC-L61T触控式液晶屏微型工业电脑，选用了低功耗的CPU，机身轻巧，不但提供了COM、USB等各种通讯接口与HDD、CF card等储存接口，而且提供了硬盘驱动模块和无线网络模块，可以满足客户在不同工作环境上的需要，其对应的下位机15为欧姆龙C200HX可编程控制器。

进一步地，所述上位机6与对应的下位机15通过RS-232串行接口16直接相连。

进一步地，所述车间应用层子系统3采用车间数据动态发布，利用Web数据库访问技术将数据库中的数据在Web上发布，管理人员通过浏览器向Web服务器发出请求，Web服务器根据请求执行相应的应用程序，处理来自用户端的信息，包括查询和修改数据库，根据处理的结果生成一个HTML数据页面，最后Web服务器将生成的HTML数据页面传回客户端浏览器显示结果。

实施例：基于微型工业电脑的系统控制结构改造

原锁芯自动装配机控制系统以触摸屏作为人机接口，以欧姆龙C200HX可编程控制器作为核心，通过电机驱动模块控制叶片进给、锁芯移动和钥匙检测移位电机，通过输入输出模块与各电磁阀、压力传感器和光电传感器连接，运行过程中的各种参数和相关数据存储在PLC数据存储区，系统结构封闭，只能装配一种锁芯，同时不具有联网功能，无法实现运行数据的自动采集和发布。

改造后的系统以微型工业电脑作为上位机，原系统的PLC作为下位机，通过RS-232串行接口直接连接进行通信，微型工业电脑采用研华PPC-L61T触控式液晶屏微型工业电脑，它选用了低功耗的CPU，机身设计轻巧，不但提供了COM、USB等各种通讯接口与HDD、CF card等储存接口，而且提供了硬盘驱动模块和无线网络模块，可以满足客户在不同工作环境上的需要。改造后的控制系统将原来固定在PLC中的产品装配参数设置功能由工业微型电脑实现，这些参数可以根据不同的产品方便的设置，设置后的参数通过RS-232传给PLC，保证了控制系统能够适应不同产品装配的柔性化要求。

另外上位机可以实现读取PLC中的各种状态数据，各种数据均存储在SQL2000数据库中，工业电脑与车间服务器通过车间局域网Intranet通信，将各种关键数据传递给车间数据库服务器，相关管理人员可以通过各种终端设备方便进行有关数据的查询，实现了控制系统的开放性，满足了车间制造执行系统的底层设备数据采集和发布要求。

在对锁芯自动装配机进行信息化的改造中，由于针对一台设备，仅需要实现上位机与控制系统PLC之间的数据通信功能，并且它们相互之间距离不远，传送数据量偏小，因此采用RS-232接口的异步串行方式实现上位机与PLC之间的数据通信。

在改造中，先通过C200HX型PLC的外围端口与RS-232适配器连接，采用型号为CPM1-CIF01的RS-232适配器，其模式设定开关为OFF，之后通过XW2Z-200S长度2-3米的电缆与微型工业电脑的串口连接。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。