车间现场信息采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息采集技术领域，特别涉及一种车间现场信息采集系统。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术、通信技术以及数控技术自身的发展，制造过程涉及越来越多的制造设备、多变的工艺因素，因而它包含了复杂的环境和状态信息。要实现制造过程的自动化，除了系统控制、管理等技术以外，制造过程的信息采集显得至关重要。只有采用有效的信息采集技术，充分、实时、准确地获得制造过程中的各种状态信息，井以此为基础实现对制造过程的有效挖制和管理，才能提高整个系统的柔性、强健性和故障处理能力。
[0003]实现动态调度是车间控制系统的核心任务，传统的调度方法大多将系统运行过程中的一些动态因素视为静态的，因此实用性很差。随着制造系统工程研究的深入，状态反馈特性成为制造系统的特性之一，在制造系统运行过程中，其输出状态如产品质量信息和制造资源利用状况总是不断地反馈到制造过程的各个环节，从而实现制造系统的不断调节、改进和优化。
[0004]在目前的车间层控制系统研究中，现场信息的反馈已经成为其中必不可少的一部分，其主要作用是为生产管理部门监测车间运行状态并分析车间数据。通过对具有反馈功能的制造系统控制模型研究发现，在车间层控制系统的结构中必须考虑到系统的随机不确定因素，如设备加工完的产品有合格的也有不合格的、设备可能出现故障等。只有能够及时准确地反馈车间实际运行状态的控制系统采石完整有效的系统，才能在实际生产中发挥作用。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的问题是提供一种车间现场信息采集系统，采用总线型以太网和串行通信接口相结合的结构实现针对串口数控设备的车间现场信息采集。
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种车间现场信息采集系统，包括交换机、工作站、服务器以及至少一台DNC接口机；每台DNC接口机对应连接一台数控设备，适于实时获取数控设备的当前运动状态信息；所述交换机与每台DNC接口机连接，适于将数控设备的当前运动状态信息传输至所述服务器和所述工作站；所述工作站与所述交换机连接，适于对数控设备的当前运动状态信息进行运算处理；所述服务器与所述交换机连接，适于存储数控设备的当前运动状态信息。
[0007]可选的，所述工作站包括MRP工作站、刀具工作站、CAM工作站、CAD工作站以及CAPP工作站。
[0008]可选的，每台DNC接口机通过RS232接口对应连接一台数控设备。
[0009]可选的，所述车间现场信息采集系统还包括与所述交换机连接的普通终端。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
本发明提供的车间现场信息采集系统，针对目前使用的数控设备多是配备RS232串行端口，通过添加硬件的方式采集反映机床运行状态的开关量。该系统的网络结构分为两层，一层为局域网内的通信，属于计算机与计算机之间的通信，另一层为节点微机与数控系统通信。采用局域网结合点对点的方式可以克服串行通信中的两个问题:根据不同的数控设备，设置节点机中通信软件的相关参数，屏蔽掉数控系统的异构性；在每台数控设备附近布置一台节点机，解决长距离信息传输问题。
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例的车间现场信息采集系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]相对于计算机与计算机之间的通信，数控设备运行状态的采集过程要复杂得多。在数字化生产车间运行过程中，可以采用一些自动化装置在线监测各种开关量I/o点的工作状态，达到采集数控设备运行状态信息的目的。数控设备的信息采集和传输方法取决于其本身所提供的分布式数控(DNC，Distributed Numerical Control)接口。20世纪90年代国外各大数控设备公司生产的数控系统多带有DNC通信接口，只要配置了相应的接口软件就可以实现信息采集功能，只需在信息的接收端建立信息交换平台。对于只具有RS232串行通信接口的数控系统，其提供的信息传输接口只能实现数控程序的传输，无法通过此通信接口实现信息的采集，需要开发DNC通信板以增加I/O控制功能。设备运行状态的采集方式应该根据管理层对实时信息的需求以及自动化设备的实际情况进行选择，可以充分利用单片机和PLC等装置的通信功能实现设备运行状态的自动化采集。大部分情况下，设备的运行数据只送到它的控制系统或者工控机为止。
[0013]由于目前使用的数控设备大多数只配有RS232串行端口，所以本发明通过添加硬件的方式采集那些反映机床运行状态的开关量。针对具有RS232串口的数控机床，本着成本低、易于扩充和安装方便的原则，并考虑到各工作地在生产车间的分布，选择总线型以太网作为车间信息采集系统的网络拓扑结构。为实现数据采集和管理，各工作地均配置一台节点计算机。将数控设备先以点到点的形式与工作地的计算机相连，同时将计算机连接到局域网并与上级服务器相连以构成完整的系统。
[0014]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0015]图1是本发明实施例的车间现场信息采集系统的结构示意图，所述车间现场信息采集系统包括交换机30、工作站、服务器50以及至少一台DNC接口机。每台DNC接口机对应连接一台数控设备，即DNC接口机的数量与数控设备的数量相等。在本实施例中，以四台数控设备为例:数控设备11连接DNC接口机21 ;数控设备12连接DNC接口机22 ;数控设备13连接DNC接口机23 ;数控设备14连接DNC接口机24。进一步，每台DNC接口机通过RS232接口对应连接一台数控设备，适于实时获取与之连接的数控设备的当前运动状态信息。所述交换机30与每台DNC接口机连接，即DNC接口机21、DNC接口机22、DNC接口机23以及DNC接口机24均与所述交换机连接，所述交换机30适于将数控设备的当前运动状态信息传输至所述服务器50和所述工作站。所述工作站与所述交换机30连接，适于对数控设备的当前运动状态信息进行运算处理。根据数控设备的类型，所述工作站包括物料需求计划(MRP，Material Requirement Planning)工作站41、刀具工作站42、计算机辅助制造(CAM，Computer Aided Manufacturing)工作站 43、计算机辅助设计(CAD，ComputerAided Design)工作站44以及计算机辅助工艺过程设计(CAPP，Computer Aided ProcessPlanning)工作站45。所述服务器50与所述交换机30连接，适于存储数控设备的当前运动状态信息。
[0016]在本实施例中，所述车间现场信息采集系统还可以包括与所述交换机30连接的普通终端。
[0017]本发明提供的车间现场信息采集系统的网络结构分为两层，一层为局域网内的通信，属于计算机与计算机之间的通信，另一层为节点微机与数控系统通信。采用局域网结合点对点的方式可以克服串行通信中的两个问题:根据不同的数控设备，设置节点机中通信软件的相关参数，屏蔽掉数控系统的异构性；在每台数控设备附近布置一台节点机，解决长距离信息传输问题。
[0018]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种车间现场信息采集系统，其特征在于，包括交换机、工作站、服务器以及至少一台DNC接口机； 每台DNC接口机对应连接一台数控设备，适于实时获取数控设备的当前运动状态信息; 所述交换机与每台DNC接口机连接，适于将数控设备的当前运动状态信息传输至所述服务器和所述工作站； 所述工作站与所述交换机连接，适于对数控设备的当前运动状态信息进行运算处理； 所述服务器与所述交换机连接，适于存储数控设备的当前运动状态信息。2.根据权利要求1所述的车间现场信息采集系统，其特征在于，所述工作站包括MRP工作站、刀具工作站、CAM工作站、CAD工作站以及CAPP工作站。3.根据权利要求1所述的车间现场信息采集系统，其特征在于，每台DNC接口机通过RS232接口对应连接一台数控设备。4.根据权利要求1所述的车间现场信息采集系统，其特征在于，还包括与所述交换机连接的普通终端。
【专利摘要】一种车间现场信息采集系统，包括交换机、工作站、服务器以及至少一台DNC接口机；每台DNC接口机对应连接一台数控设备，适于实时获取数控设备的当前运动状态信息；所述交换机与每台DNC接口机连接，适于将数控设备的当前运动状态信息传输至所述服务器和所述工作站；所述工作站与所述交换机连接，适于对数控设备的当前运动状态信息进行运算处理；所述服务器与所述交换机连接，适于存储数控设备的当前运动状态信息。本发明提供的车间现场信息采集系统，采用总线型以太网和串行通信接口相结合的结构实现针对串口数控设备的车间现场信息采集。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105259878
【申请号】CN201510704334
【发明人】崔崇明
【申请人】成都贝发信息技术有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月27日