涂装工艺过程数据采集方法和系统与流程

本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种涂装工艺过程数据采集系统和一种涂装工艺过程数据采集方法。

背景技术：

目前，对于钣金等金属件在涂装前涉及到复杂的工艺和酸碱性强的工作环境，而环境中的酸碱度数值、温度值等对整个工艺有非常重要的影响，因此需要实时监控相关的数值。但是现阶段，对于工艺过程中的各项操作的参数采用人工采集，不能对复杂的工艺过程进行实时地了解，从而实现对工艺过程的控制，容易造成金属件的处理不达标，也不便于对以往数据的查询和对故障的判断。

技术实现要素：

针对上述问题中的至少之一，本发明提供了一种涂装工艺过程数据采集方案，通过采用传感器采集工艺过程中的各类指标数据，通过对数据的解析和处理，构造出实时的数据曲线或数据报表，不仅便于对工艺过程进行实时地控制，更提高了对以往数据的存储和查询效率，通过将实时数据与预设的参考指标数据进行比较，可以在某些指标超出参考指标数据时及时发出报警信号，进一步保证对工艺过程的控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种涂装工艺过程数据采集系统，包括：传感器单元，传感器单元的各个传感器配合固定安装在对应的工艺过程所在的装置上，用于将各传感器对应的检测量转化为电信号；采集单元，采集单元将对应的传感器感应到的电信号转换为数字信号，并通过通信单元将数字信号发送到服务器单元；服务器单元对接收到的数字信号数据进行解析和存储，并将解析后的数据发送到显示单元；显示单元用于提供人机交互界面，显示用户面板控件和服务器单元输出的数据对应的数据曲线或数据报表；通信单元用于实现采集单元与服务器单元之间的数据通信。

在该技术方案中，通过采用传感器采集工艺过程中的各类指标数据，通过对数据的解析和处理，构造出实时的数据曲线或数据报表，不仅便于对工艺过程进行实时地控制，更提高了对以往数据的存储和查询效率，通过将实时数据与预设的参考指标数据进行比较，可以在某些指标超出参考指标数据时及时发出报警信号，进一步保证对工艺过程的控制。

其中，采集单元上设置与传感器单元的传感器相适配的接口，将传感器传送来的感应电信号转化为数字信号，采集单元再将数字信号通过通信接口发送到服务器单元，服务器单元对上述数字信号进行相应的解析和处理，同时将解析后的数据存储起来。解析后的数据发送到显示单元后，显示单元将解析后的数据构造成实时的工艺过程的指标数据曲线或数据报表进行显示。服务器单元在将解析后的实时数据与预设的参考指标数据进行比较后，在实时数据超出参考指标数据的范围时向报警单元发出报警指令信号，使得报警单元发出报警信号，提醒工作人员清查处理超出参考指标数据的工艺过程，以保证工艺过程的准确和标准化。

在上述技术方案中，优选地，传感器单元包括温度传感器、压力传感器、ph值传感器、电压传感器和电流传感器，分别用于对工艺过程中的温度、压力、ph值、电压和电流进行检测。

在该技术方案中，通过在工艺流水线上的各设备间安装相应类型的传感器，分别用于检测工艺过程中温度、压力、游离碱度、电导率、ph值等数据，并将数据量转换为模拟电信号，以便于数据的传输和采集。其中，ph值传感器采用浸入式安装方式，用于检测液体的ph值，并且由于酸碱度环境对传感器的影响，因此ph值传感器选择耐酸碱度性能强的传感器。

在上述技术方案中，优选地，服务器单元具体包括数据存储模块、数据查询模块、数据处理模块、报警模块，数据存储模块用于存储采集单元的数字信号数据以及数据处理模块解析处理后的数据；数据查询模块用于根据用户的指令，查询数据存储模块中的数据，并将查询到的数据发送到显示单元；数据处理模块用于根据用户的指令，对采集到的数据进行解析，并将解析后的数据发送到显示单元；报警模块用于将各类数据与对应的预设量进行比较，在数据符合对应的条件时向报警装置发出报警指令信号。

在该技术方案中，服务器单元包括多个用于不同功能的模块，其中，数据存储模块相当于存储器或数据库，用于存储采集单元采集到的各类数据的数字信号数据、对上述数据解析和处理后的数据，以及日志文件和其他配置文件、系统程序文件等。数据查询模块根据配置条件和接收的用户操作指令，对数据存储模块中存储的文件进行查询，并生成查询结果记录集，系列化为二进制文件，使用高效压缩算法对文件进行压缩，按照文件命名规则存储于指定的位置，以便用户对查询结果进行查看或调用。数据处理模块用户对采集到的工艺流程中的数据进行计算、比较、排序、分类等操作，并将处理后的结果发送到显示单元显示为数据曲线或数据报表，同时将处理后的结果发送到数据存储模块进行存储，以便用户随时对处理后的结果进行查看或调用。报警模块用户根据预设的各个工艺过程的参考指标量，对检测到的实时指标数据进行比较，在实时指标不符合参考指标量时，向报警装置发出报警指令信号，控制报警装置进行报警，从而提醒工作人员对工艺过程进行调整。

在上述技术方案中，优选地，涂装工艺过程数据采集系统还包括日志单元和错误处理单元，日志单元用于对系统进行日志记录，并将日志文件发送到数据存储模块；错误处理单元用于输出程序出错信息，并将程序出错信息发送到服务器单元。

在该技术方案中，通过日志单元对系统中各个单元和模块的操作进行日志记录，生成日志文件，并将日志文件发送到服务器单元的数据存储模块中，以便用户对日志文件进行调取和分析。错误处理单元在程序运行出现错误时，将出错信息发送到服务器单元，以解析出错的原因，便于对程序或其他系统的配置进行修改或调整，提高了程序检修的效率，从而提高了系统的运行稳定性。

在上述技术方案中，优选地，涂装工艺过程数据采集系统还包括更新单元和密保单元，更新单元用于更新涂装工艺过程数据采集系统的程序和配置；密保单元用于提供前端系统登录认证服务和密码设置服务。

在该技术方案中，通过更新单元检测服务器单元的数据存储系统中的系统程序，以在检测到新版本的程序时自动更新系统或提示用户手动更新系统，以及根据用户的操作指令更新系统的配置信息。配置信息主要包括服务器地址和端口信息，文件传输的传输方式和传输位置，数据库连接配置、数据库访问密码、数据采集时间、数据查询条件，日志记录方式、日志文件存放路径等。密保单元根据前端系统登录认证界面检测到的输入密码，将输入密码与预设的验证密码进行比较，在输入密码通过验证时进入系统。此外，密保单元还用于根据用户的操作指令对密码进行设置。

根据本发明提出的一种涂装工艺过程数据采集方法，包括：定时采集涂装工艺过程的数据，将数据发送到服务器单元；将数据进行解析和存储，并将解析后的数据发送到显示单元进行显示；将解析后的各类数据与对应的预设量进行比较，在数据符合对应的条件时控制报警装置进行报警。

在该技术方案中，通过在工艺过程的设备中安装传感器，实时采集工艺过程中的指标数据，将采集到的数据发送到服务器单元，服务器单元对采集到的数据进行处理后发送到显示单元，即可实时显示工艺数据的实时数据曲线或数据报表，使得工作人员及时得知工艺过程是否符合标准。同时，服务器单元将实时数据与预设的参考指标量进行比较，在实时数据不符合预设的参考指标量时控制报警装置进行报警。比如，在喷粉线前处理的预脱脂工艺中，喷淋过程的温度值为65℃，不符合预设的参考温度值25-60℃范围时，控制对应的报警灯亮，提醒工作人员对喷淋过程的温度进行调整，从而保证工艺过程的标准化。

在上述技术方案中，优选地，涂装工艺过程数据采集方法还包括：对涂装工艺过程数据采集系统的各个模块进行日志记录，并将日志发送到服务器单元的数据存储模块；检测到程序发生错误时，将出错信息发送到服务器单元；根据预设的配置，自动或手动更新涂装工艺过程数据采集系统的程序；将用户输入的登录密码与预设的密码进行比对，并在登录密码与预设的密码相同时进入涂装工艺过程数据采集系统。

在该技术方案中，对涂装工艺过程数据采集系统的各个模块设置日志记录接口，通过日志单元对每个模块的操作进行日志记录，以便对系统的事件进行监视，以便在系统出现问题时提取日志文件进行分析检修。程序运行发生错误时，将出错信息发送到服务器单元，便于对程序或其他系统的配置进行修改或调整，提高了程序检修的效率，从而提高了系统的运行稳定性。

其中，通过更新单元检测服务器单元的数据存储系统中的系统程序，以在检测到新版本的程序时自动更新系统或提示用户手动更新系统，以及根据用户的操作指令更新系统的配置信息。配置信息主要包括服务器地址和端口信息，文件传输的传输方式和传输位置，数据库连接配置、数据库访问密码、数据采集时间、数据查询条件，日志记录方式、日志文件存放路径等。

其中，根据前端系统登录认证界面检测到的输入密码，将输入密码与预设的验证密码进行比较，在输入密码通过验证时进入系统。此外，密保单元还用于根据用户的操作指令对密码进行设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过采用传感器采集工艺过程中的各类指标数据，通过对数据的解析和处理，构造出实时的数据曲线或数据报表，不仅便于对工艺过程进行实时地控制，更提高了对以往数据的存储和查询效率，通过将实时数据与预设的参考指标数据进行比较，可以在某些指标超出参考指标数据时及时发出报警信号，进一步保证对工艺过程的控制。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的涂装工艺过程数据采集系统的结构示意框图；

图2为本发明一种实施例公开的涂装工艺过程数据采集系统的结构连接示意图；

图3为本发明一种实施例公开的涂装工艺过程数据采集系统的数据流程示意图；

图4为本发明一种实施例公开的涂装工艺过程数据采集系统的工艺仪表流程示意图；

图5为本发明一种实施例公开的涂装工艺过程数据采集方法的示意框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1至图4所示，根据本发明提供的一种涂装工艺过程数据采集系统，包括：传感器单元11，传感器单元11的各个传感器配合固定安装在对应的工艺过程所在的装置上，用于将各传感器对应的检测量转化为电信号；采集单元12，采集单元12将对应的传感器感应到的电信号转换为数字信号，并通过通信单元15将数字信号发送到服务器单元13；服务器单元13对接收到的数字信号数据进行解析和存储，并将解析后的数据发送到显示单元14；显示单元14用于提供人机交互界面，显示用户面板控件和服务器单元输出的数据对应的数据曲线或数据报表；通信单元15用于实现采集单元12与服务器单元13之间的数据通信。

在该实施例中，通过采用传感器采集工艺过程中的各类指标数据，通过对数据的解析和处理，构造出实时的数据曲线或数据报表，不仅便于对工艺过程进行实时地控制，更提高了对以往数据的存储和查询效率，通过将实时数据与预设的参考指标数据进行比较，可以在某些指标超出参考指标数据时及时发出报警信号，进一步保证对工艺过程的控制。

其中，采集单元12上设置与传感器单元11的传感器相适配的接口，将传感器传送来的感应电信号转化为数字信号，采集单元12再将数字信号通过通信接口发送到服务器单元13，服务器单元13对上述数字信号进行相应的解析和处理，同时将解析后的数据存储起来。解析后的数据发送到显示单元14后，显示单元14将解析后的数据构造成实时的工艺过程的指标数据曲线或数据报表进行显示。服务器单元13在将解析后的实时数据与预设的参考指标数据进行比较后，在实时数据超出参考指标数据的范围时向报警装置发出报警指令信号，使得报警装置发出报警信号，提醒工作人员清查处理超出参考指标数据的工艺过程，以保证工艺过程的准确和标准化。

具体地，以涂装生产线的前处理工艺过程中水槽的生产过程为例，通过采集dcs(distributedcontrolsystem，分布式控制系统)系统、plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)系统或者现场数字仪表的实时生产数据，对各生产流程进行统一的监视和查询，对生产数据进行综合处理以形成全厂生产报表，同时建立各套生产系统的实时和历史数据库，以满足各层管理系统和相关管理部门快速、高效地对现场过程数据进行查询和处理的要求。其中，采集dcs过程数据，上传至管理网服务器，消除了信息孤岛现象，使得调度者和管理者可以在调度中心或办公室内总览整个工艺流水线上各个水槽的实时情况。

在上述实施例中，优选地，传感器单元11包括温度传感器、压力传感器、ph值传感器、电压传感器和电流传感器，分别用于对工艺过程中的温度、压力、ph值、电压和电流进行检测。

在该实施例中，通过在工艺流水线上的各设备间安装相应类型的传感器，分别用于检测工艺过程中温度、压力、游离碱度、电导率、ph值等数据，并将数据量转换为模拟电信号，以便于数据的传输和采集。其中，ph值传感器采用浸入式安装方式，用于检测液体的ph值，并且由于酸碱度环境对传感器的影响，因此ph值传感器选择耐酸碱度性能强的传感器。

在上述实施例中，优选地，服务器单元13具体包括数据存储模块131、数据查询模块132、数据处理模块133、报警模块134，其中，数据存储模块131用于存储采集单元12的数字信号数据以及数据处理模块131解析处理后的数据；数据查询模块132用于根据用户的指令，查询数据存储模块131中的数据，并将查询到的数据发送到显示单元14；数据处理模块133用于根据用户的指令，对采集到的数据进行解析，并将解析后的数据发送到显示单元14；报警模块134用于将各类数据与对应的预设量进行比较，在数据符合对应的条件时向报警装置发出报警指令信号。

在该实施例中，服务器单元13包括多个用于不同功能的模块，其中，数据存储模块131相当于存储器或数据库，用于存储采集单元12采集到的各类数据的数字信号数据、对上述数据解析和处理后的数据，以及日志文件和其他配置文件、系统程序文件等。数据查询模块132根据配置条件和接收的用户操作指令，对数据存储模块131中存储的文件进行查询，并生成查询结果记录集，系列化为二进制文件，使用高效压缩算法对文件进行压缩，按照文件命名规则存储于指定的位置，以便用户对查询结果进行查看或调用。数据处理模块133用户对采集到的工艺流程中的数据进行计算、比较、排序、分类等操作，并将处理后的结果发送到显示单元14显示为数据曲线或数据报表，同时将处理后的结果发送到数据存储模块131进行存储，以便用户随时对处理后的结果进行查看或调用。报警模块134用于根据预设的各个工艺过程的参考指标量，对检测到的实时指标数据进行比较，在实时指标不符合参考指标量时，向报警装置发出报警指令信号，控制报警装置进行报警，从而提醒工作人员对工艺过程进行调整。

其中，报警模块134提供各种报警服务，每种报警服务针对对应的数据进行报警，报警服务分为不同的优先级，根据报警的优先级，最高级的报警服务先接收数据处理模块133传送来的数据，判断是否符合报警要求，然后传给下一优先级的报警服务，直至配置的所有报警类型全部处理完毕。报警模块134的报警方式为多种，根据本发明的具体实践方式具体设定。

以钣金金属件在涂装前的工艺处理过程为例，需要涉及到的工艺包括：上工件、预脱脂1、预脱脂2、主脱脂、水洗1、水洗2、纯水洗1、硅烷、水洗3、纯水洗2、脱水烘干、喷粉、固化、冷却、下工件，各工艺过程的传感器安装位置和预设的参考指标量如下表所示：

其中，报警模块134还根据用户的指令对报警参考指标量的阈值进行设置，在判断到某工艺过程的指标量超出预设的参考指标量后，向报警装置发送报警指令信号，同时向相关负责人发送短信或邮件。报警模块134还对报警进行记录，以供对报警记录进行分析和查询。采集到的数据经过服务器单元13的处理，至少支持在厂区不同位置的10个以上的显示装置上同时显示数据曲线或数据报表。数据的实时采集的采集频率优选地为30秒每次。数据采集为单向数据传输，即dcs采集到的数据通过采集单元12的接口传递到防火墙，然后发送到服务器单元13。

在上述实施例中，优选地，涂装工艺过程数据采集系统还包括日志单元16和错误处理单元17，日志单元16用于对系统进行日志记录，并将日志文件发送到数据存储模块131；错误处理单元17用于输出程序出错信息，并将程序出错信息发送到服务器单元13。

在该实施例中，通过日志单元16对系统中各个单元和模块的操作进行日志记录，生成日志文件，并将日志文件发送到服务器单元13的数据存储模块131中，以便用户对日志文件进行调取和分析。错误处理单元17在程序运行出现错误时，将出错信息发送到服务器单元13，以解析出错的原因，便于对程序或其他系统的配置进行修改或调整，提高了程序检修的效率，从而提高了系统的运行稳定性。

在上述实施例中，优选地，涂装工艺过程数据采集系统还包括更新单元18和密保单元19，更新单元18用于更新涂装工艺过程数据采集系统的程序和配置；密保单元19用于提供前端系统登录认证服务和密码设置服务。

在该实施例中，通过更新单元18检测服务器单元13的数据存储系统中的系统程序，以在检测到新版本的程序时自动更新系统或提示用户手动更新系统，以及根据用户的操作指令更新系统的配置信息。配置信息主要包括服务器地址和端口信息，文件传输的传输方式和传输位置，数据库连接配置、数据库访问密码、数据采集时间、数据查询条件，日志记录方式、日志文件存放路径等。密保单元19根据前端系统登录认证界面检测到的输入密码，将输入密码与预设的验证密码进行比较，在输入密码通过验证时进入系统。此外，密保单元19还用于根据用户的操作指令对密码进行设置。

其中，密保单元19还对用户的角色、权限进行编辑和设置，并根据角色和权限的不同对系统平台进行严格的访问控制，并跟踪用户的使用情况，如登陆记录、操作日志等。

值得特别提出的是，上述涂装工艺过程数据采集系统中还包括web浏览功能，浏览器通过服务器单元13设置的数据接口对系统平台上的数据进行读取，使得技术人员或管理人员通过浏览器凭借登录账号密码登录系统平台，查询工艺过程的实时数据及历史数据，对现场设备运行情况进行实时监控。系统的结构根据现场的水槽地理分布，采用光纤、串口、双绞线以太网或无线方式进行通信。系统按照独立式结构、服务器/客户端结构、对等结构或混合式结构的分类对系统中的网络连接进行详细设计，网络连接方式为现有技术，根据本发明的具体实践过程进行确定，在此不再赘述。

如图5所示，根据本发明提出的一种涂装工艺过程数据采集方法，包括：步骤s101，定时采集涂装工艺过程的数据，将数据发送到服务器单元13；步骤s102，将数据进行解析和存储，并将解析后的数据发送到显示单元14进行显示；步骤s103，将解析后的各类数据与对应的预设量进行比较，在数据符合对应的条件时控制报警装置进行报警。

在该实施例中，通过在工艺过程的设备中安装传感器，实时采集工艺过程中的指标数据，将采集到的数据发送到服务器单元，服务器单元对采集到的数据进行处理后发送到显示单元14，即可实时显示工艺数据的实时数据曲线或数据报表，使得工作人员及时得知工艺过程是否符合标准。同时，服务器单元将实时数据与预设的参考指标量进行比较，在实时数据不符合预设的参考指标量时控制报警装置进行报警。比如，在喷粉线前处理的预脱脂工艺中，喷淋过程的温度值为65℃，不符合预设的参考温度值25-60℃范围时，控制对应的报警灯亮，提醒工作人员对喷淋过程的温度进行调整，从而保证工艺过程的标准化。

在上述实施例中，优选地，涂装工艺过程数据采集方法还包括：步骤s104，对涂装工艺过程数据采集系统的各个模块进行日志记录，并将日志发送到服务器单元13的数据存储模块131；步骤s105，检测到程序发生错误时，将出错信息发送到服务器单元13；步骤s106，根据预设的配置，自动或手动更新涂装工艺过程数据采集系统的程序；步骤s107，将用户输入的登录密码与预设的密码进行比对，并在登录密码与预设的密码相同时进入涂装工艺过程数据采集系统。

在该实施例中，对涂装工艺过程数据采集系统的各个模块设置日志记录接口，通过日志单元16对每个模块的操作进行日志记录，以便对系统的事件进行监视，以便在系统出现问题时提取日志文件进行分析检修。程序运行发生错误时，将出错信息发送到服务器单元，便于对程序或其他系统的配置进行修改或调整，提高了程序检修的效率，从而提高了系统的运行稳定性。

其中，通过更新单元18检测服务器单元13的数据存储系统中的系统程序，以在检测到新版本的程序时自动更新系统或提示用户手动更新系统，以及根据用户的操作指令更新系统的配置信息。配置信息主要包括服务器地址和端口信息，文件传输的传输方式和传输位置，数据库连接配置、数据库访问密码、数据采集时间、数据查询条件，日志记录方式、日志文件存放路径等。

其中，根据前端系统登录认证界面检测到的输入密码，将输入密码与预设的验证密码进行比较，在输入密码通过验证时进入系统。此外，密保单元19还用于根据用户的操作指令对密码进行设置。

以上为本发明的实施方式，考虑到现有技术中数据采集不及时导致对工艺过程的控制不及时，对工艺过程的整体过程的数据查询和故障判断不方便的技术问题，本发明提出了一种涂装工艺过程数据采集系统和方法，通过采用传感器采集工艺过程中的各类指标数据，通过对数据的解析和处理，构造出实时的数据曲线或数据报表，不仅便于对工艺过程进行实时地控制，更提高了对以往数据的存储和查询效率，通过将实时数据与预设的参考指标数据进行比较，可以在某些指标超出参考指标数据时及时发出报警信号，进一步保证对工艺过程的控制。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。