一种数字化车间网络和数据交换系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种数字化车间网络和数据交换系统，包括数据服务器层、数据采集层及生产设备层，所述生产设备层与数据采集层之间进行数据交换，所述数据采集层和数据服务器层之间进行数据交换，该系统具体细化为六大子系统：MES系统、监控系统、中控室大屏幕系统、数据网络与采集系统、车间看板与终端设备、产线生产设备。通过该数字化车间网络和数据交换系统，可提高网络的稳定性和易扩展性，提升大规模联合网络的运行效率，实现车间网络与数据的交换，实现生产过程的透明化、智能化闭环管控。

A digital workshop network and data exchange system

The utility model discloses a digital workshop network and data exchange system, which includes data server layer, data acquisition layer and production equipment layer. The production equipment layer and data acquisition layer exchange data. The data acquisition layer and the data server layer are exchanged between the data acquisition layer and the data server layer. The system is detailed to be refined. Six subsystems: MES system, monitoring system, large screen system of middle control room, data network and collection system, workshop Kanban and terminal equipment, production line production equipment. Through the digital workshop network and data exchange system, the stability and extensibility of the network can be improved, the operation efficiency of the large-scale joint network can be improved, the exchange of the workshop network and data can be realized, and the production process is transparent and intelligent closed loop control and control.

【技术实现步骤摘要】
一种数字化车间网络和数据交换系统
本技术涉及现代制造业控制领域，特别涉及一种数字化车间网络和数据交换系统。
技术介绍
我国提出要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。促进工业化和信息化深度融合，开发利用网络化、数字化、智能化等技术，着力在一些关键领域抢占先机、取得突破。智能制造离不开车间生产数据的支撑，自动化、半自动化装备不仅是生产工具和设备，更是数字化车间数据网络的节点，通过对车间各种设备数据的自动化采集、统计、分析和反馈，搭建车间数据网络平台及数据交换，为车间生产及决策提供实时数据依据，提高制造企业的生产效率和产品质量，降低制造企业生产成本支出，提高制造企业的核心竞争力，更为制造企业下一步整体的信息化建设提供坚实的基础。现代制造模式以生产效率、产品质量、生产成本等作为衡量企业制造能力和水平的主要标志，然而由于企业规模扩大、技术改造深入和市场竞争加快，造成具有多源异构性、形式多样性、复杂多变性等特征的车间制造过程信息急剧膨胀，信息纷乱的车间制造过程(特别是包括了设备和人员的车间设备层)形成了大量的车间数据孤岛，制约了企业自动化、智能化、信息化发展的步伐。特别一些传统制造业车间设备虽然实现了自动化，但多为单机生产，生产管理(如排产、进度、设备管理等)、现场监控(如设备状态等)都依赖人工跟进，不能及时反馈车间生产实际进度以及车间设备的实时状态，从而不能及时发现问题解决问题，生产管理人员也不能及时根据车间生产状态进行生产管理，直接影响了车间生产效率和产品质量，增加了制造企业的成本。
技术实现思路
本技术针对目前车间设备多源异构性、存在数据孤岛、现有控制系统处理速度慢等现状，提供一种基于远程智能终端控制系统(RTU)的数字化车间网络和数据交换系统。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术公开了一种数字化车间网络和数据交换系统，包括用于对从制定工单计划开始一直到产成品入库的整个柔性电路板生产的生产过程进行管控的MES系统、用于通过数据采集平台实时采集设备的参数并监控设备的运行状态的监控系统、用于显示设备运行状态和采集到的设备参数的中控室大屏幕系统、用于采集和传输设备参数的数据网络与采集系统、用于显示MES系统和监控系统获取的信息的车间看板与终端设备、以及用于车间生产线上料件的加工和生产的产线生产设备；所述监控系统通过数据网络与采集系统监控产线生产设备的运行状态，所述MES系统通过数据网络与采集系统对产线生产设备的生产过程进行管控；所述中控室大屏幕系统通过数据网络与采集系统显示设备运行状态机采集到的参数；所述监控系统与车间看板信号连接，所述MES系统通过互联网连接终端设备。作为优选的技术方案，所述MES系统为移动平台，通过智能移动终端连接互联网，访问MES服务器。作为优选的技术方案，所述MES系统包括MES硬件设备，所述MES硬件设备为数据服务器和应用服务器。作为优选的技术方案，所述监控系统包括腐蚀车间监控PC、AOI车间监控PC、光致车间监控PC、镀铜车间监控PC以及钻孔车间监控PC，所述腐蚀车间监控PC、AOI车间监控PC、光致车间监控PC、镀铜车间监控PC以及钻孔车间监控PC分别通过腐蚀车间交换机、AOI车间交换机、光致车间交换机、镀铜车间交换机以及钻孔车间交换机连接至数据网络与采集系统。作为优选的技术方案，所述镀铜车间监控PC通过镀铜RTU进行通信，所述腐蚀车间监控PC通过腐蚀RTU进行通信。作为优选的技术方案，所述中控室大屏幕系统为DLP全数字光学反射成像系统。作为优选的技术方案，所述数据网络与采集系统的生产网络为独立的局域网，采用100M光纤冗余环网作为主干网，依次布放服务器机房到生产办公室、生产办公室到蚀刻车间、蚀刻车间到AOI车间、AOI车间到光致车间、光致车间到镀铜车间、镀铜车间到钻孔车间及钻孔车间到服务器机房七部分的光纤；所述光纤采用4芯光纤，并同时布放两条光纤。作为优选的技术方案，所述数据网络与采集系统采用RTU和/或虚拟RTU进行数据采集，所述RTU与可编程控制器进行通信，并进行协议的转换；所述RTU具备以太网、RS232、RS485和DP接口，可以实现TCP/IP、MODBUSRTU和PROFIBUS协议通信；所述虚拟RTU通过软件对控制器的数据记录进行读取，获得生产数据，再通过自身所具有的通信能力与监控PC、MES系统进行通信及数据传输。作为优选的技术方案，所述车间看板系统包括车间监控PC和车间看板。本技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本技术解决了目前车间生产设备厂家不一、控制系统接口繁多不易集成、通信中断无法有效保存数据及安全性差等问题。2、本技术可以实现基于RFID、OPC、PLC、PC、条形码等多种数据实时采集、提取，实时反映车间人、机、料、法、环等信息。3、本技术提高网络的稳定性和易扩展性，提升大规模联合网络的运行效率，实现车间网络与数据的交换，实现生产过程的透明化、智能化闭环管控。附图说明图1是本技术系统整体层次图；图2是本技术生产网络结构图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例如图1、图2所示，本技术针对高密度柔性电路板生产钻孔镀铜DES车间提出一种数字化车间网络和数据交换系统。本实施例的数字化车间网络和数据交换系统分为三个层次：数据服务器层、数据采集层及生产设备层；所述生产设备层与数据采集层之间进行数据交换，所述数据采集层和数据服务器层之间进行数据交换，该系统具体细化为六大子系统：MES系统、监控系统、中控室大屏幕系统、数据网络与采集系统、车间看板与终端设备、产线生产设备，各子系统的具体内容如下：1.MES系统及设备MES系统对从对从制定工单计划开始一直到产成品入库的整个柔性电路板生产的生产过程进行管控。包括对生产资源(人、机、料、法、环)的跟踪记录、对生产质量的分析预警、对计划的排产、对过程的调度以及对关键指标的分析。MES系统主要为两大方面：软件方面及硬件方面。硬件方面主要是数据服务器及应用服务器。软件方面主要包括中科MES开发平台和MES应用模块两部分。MES应用模块包括：质量SPC。根据采集的测试数据，通过统计学规律，结合质量模型和规格对生产质量是否平稳进行分析，可以预防质量事故的发生。其功能包括:SPC分析和规格管理。KPI分析。对生产一些关键数据信息进行统计分析，目的是通过分析辅助管理人员发现薄弱环节或不合理之处。例如：质量缺陷统计分析(按缺陷原因进行次数统计，并进行排名，管理人员针对排名前N个进行重点解决)。随着信息科技的迅猛发展，智能手机越来越普及，便于用户，项目开发了移动MES平台，该移动平台通过智能手机终端连接互联网，访问MES服务器，根据生产计划进行相应的操作，PC端的数据也会随之更新。2.监控系统及设备监控系统及设备主要包括软件、硬件两大部分，其中硬件位于中控室，软件方面包括WINCC开发平台和软件二次开发部分。监控系统是面向车间级的生产监控、管理系统，其主要功能包括：数据实时显示、历史趋势和历史数据查询、实时报警、设备实时状态显示、历史报表生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字化车间网络和数据交换系统，其特征在于，包括用于对从制定工单计划开始一直到产成品入库的整个柔性电路板生产的生产过程进行管控的MES系统、用于通过数据采集平台实时采集设备的参数并监控设备的运行状态的监控系统、用于显示设备运行状态和采集到的设备参数的中控室大屏幕系统、用于采集和传输设备参数的数据网络与采集系统、用于显示MES系统和监控系统获取的信息的车间看板与终端设备、以及用于车间生产线上料件的加工和生产的产线生产设备；所述监控系统通过数据网络与采集系统监控产线生产设备的运行状态，所述MES系统通过数据网络与采集系统对产线生产设备的生产过程进行管控；所述中控室大屏幕系统通过数据网络与采集系统显示设备运行状态机采集到的参数；所述监控系统与车间看板信号连接，所述MES系统通过互联网连接终端设备。

【技术特征摘要】
1.一种数字化车间网络和数据交换系统，其特征在于，包括用于对从制定工单计划开始一直到产成品入库的整个柔性电路板生产的生产过程进行管控的MES系统、用于通过数据采集平台实时采集设备的参数并监控设备的运行状态的监控系统、用于显示设备运行状态和采集到的设备参数的中控室大屏幕系统、用于采集和传输设备参数的数据网络与采集系统、用于显示MES系统和监控系统获取的信息的车间看板与终端设备、以及用于车间生产线上料件的加工和生产的产线生产设备；所述监控系统通过数据网络与采集系统监控产线生产设备的运行状态，所述MES系统通过数据网络与采集系统对产线生产设备的生产过程进行管控；所述中控室大屏幕系统通过数据网络与采集系统显示设备运行状态机采集到的参数；所述监控系统与车间看板信号连接，所述MES系统通过互联网连接终端设备。2.根据权利要求1所述的数字化车间网络和数据交换系统，其特征在于，所述MES系统为移动平台，通过智能移动终端连接互联网，访问MES服务器。3.根据权利要求2所述的数字化车间网络和数据交换系统，其特征在于，所述MES系统包括MES硬件设备，所述MES硬件设备为数据服务器和应用服务器。4.根据权利要求1所述的数字化车间网络和数据交换系统，其特征在于，所述监控系统包括腐蚀车间监控PC、AOI车间监控PC、光致车间监控PC、镀铜车间监控PC以及钻孔车间监控PC，所述腐蚀车间监控PC、AOI车间监控PC、光致车间监控PC、镀铜车间监控PC以及钻孔车间监控PC分别通过腐蚀车间交...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文洪，方国平，季仲致，张育民，刘洪江，黄敦新，
申请(专利权)人：广州中国科学院沈阳自动化研究所分所，中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44