[發明專利]一種生產設備的植入轉發式數據采集方法

有效

• 申請號: 201310269714.8
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103389654A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 陳麗珍;楊成胡;傅江成;王勇;趙鴻燕;曾西敏;鄧敏子;何炳林
• 申請（專利權）人: 廣東省電子技術研究所
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華

技術領域

本發明涉及一種生產設備的植入轉發式數據采集方法，

背景技術

在十二五規劃“工業轉型升級的重點任務”章中的“加強企業技術改造”和“提高工業信息化水平”小節均提到：推動生產設備數字化和生產過程智能化，這成了“十二五”專項工程之一。生產設備智能化水平的提高，能夠提升設備制造業的產能，促進老舊企業的技術升級改造，助推數字化制造，增強了傳統企業的競爭力。

據國內制造業信息化門戶權威網站調研數據顯示：信息化軟件與生產設備融合，即要把機床、生產線、關鍵設備的狀態信息、產量、質量、能耗等信息進行及時準確的采集，是兩化深度融合的關鍵標志之一。

然而，國內生產設備數字化水平不高，主要是由于制造型企業尤其是國有企業和工藝成熟的行業為了保護投資，不會輕易淘汰尚能使用的設備，而這些設備種類多、品牌雜、新老并存，設備的協議與接口種類差別很大，通信接口之間兼容性差，很大部分設備沒有數據通信接口，這些情況給數據采集工作增加了很大難度。因此，市面上現有的信息化軟件產品與設備層的集成還很薄弱，系統缺乏生產現場有效實時信息支持，即停留在手工記錄上，操作效率低，數據的準確性差，數據處理速度慢，難于及時了解生產狀態及生產能力，更不能快速為企業管理決策提供依據。

通常，通過采用對已有生產設備進行信息化升級改造來對其實現狀態信息、產量、質量、能耗等數據的采集，以提高生產設備的數字化水平。并且對已有生產設備進行信息化技術改造具有以下特點：

第一，針對性強：企業的生產設備技術改造，一般是由設備使用單位與設備管理部門協同配合，確定技術方案，進行設計改造。這種做法有利于充分發揮他們熟悉生產要求和設備實際情況的長處，使設備技術改造密切結合企業生產的實際需要，所獲得的技術性能往往比選用同類新設備具有更強的針對性和適用性；

第二，經濟性好：生產設備技術改造可以充分利用原有設備的基礎部件，比采用設備更新的方案節省時間和費用。此外，進行設備技術改造常常可以替代設備進口，節約外匯，取得良好的經濟效益；

第三，現實性大：一個國家所擁有的某種設備總量，總是遠大于年產這種設備的能力。比如我國擁有的金屬切削機床的總量約為400萬臺，而全國每年機床的產量不過是15～20萬臺左右。即使把每年生產的新機床全部用來更換原有的機器，輪完一遍也需要20年。這就是說，沒等原有設備全部更換完畢，初期更新的設備又早已陳舊不堪了。可見，單靠設備更新這種方式顯然難以滿足企業發展生產的要求。因此，采用設備技術改造具有很大的現實性。

由此可見，應用先進的科學技術成果對原有設備進行技術改造，并非一種權宜之計，而是與設備更新同等重要的補償設備無形磨損并提高設備技術水平的重要途徑。

已有生產設備可以分為以下幾種情況：

第一種情況：自帶數據通信接口，具備通用、開放通信協議的生產設備；

第二種情況：自帶數據通信接口，無通用、開放通信協議的生產設備；

第三種情況：無數據通信接口，具有人機界面（即Human?Machine?Interface，簡稱HMI）控制的生產設備；

第四種情況：無數據通信接口，無人機界面控制的生產設備。

現有技術中，針對上述第三種情況的生產設備，主要有以下兩種信息化升級改造方式，并且它們自身均存在難以克服的缺點：

（1）硬件信號點監控方式：通過在生產設備中新增傳感器，對設備的信號點進行數據采集。

該硬件信號點監控方式存在以下不足：

由于該方式對生產設備來說屬于侵入式的改造方式，對設備硬件本身影響大，并且該方式采集的數據非常有限，并不能獲取全部所需的數據，而且，幾乎每個生產設備的信號點均需要增加相應的傳感器，實現成本高，僅適用于小批量的生產設備改造。

（2）偵聽方式：如圖1所示，通過分析生產設備的主控制器與人機界面之間的通信協議，由嵌入式信息代理終端對主控制器與人機界面之間正在通信的數據進行偵聽收集。

該偵聽方式存在以下不足：

該偵聽方式只能收集正在通信的數據，而不能隨時獲得未通信的數據，更不能隨心所欲地控制生產設備，僅適合部分生產設備改造。

發明內容

本發明的目的是提供一種生產設備的植入轉發式數據采集方法，能夠全面對具有人機界面的生產設備進行工作狀態數據采集，并且對生產設備的硬件改造小，適于大規模應用。

本發明的目的是通過以下的技術措施來實現的：