一种制造执行系统现场控制器技术方案

本实用新型专利技术提供了一种制造执行系统现场控制器，包括控制模块、数据采集模块、通信模块，所述控制模块设有UART接口和SPI接口，SPI接口连接所述通信模块的一端，通信模块的另一端接入以太网并与上位机相连，所述数据采集模块包括采用射频识别RFID的模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元，UART接口通过驱动芯片与模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元连接。本实用新型专利技术的制造执行系统现场控制器能够便捷、快速、可靠地采集数据，并且与上位机通信方便、兼容性好。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种制造执行系统现场控制器，包括控制模块、数据采集模块、通信模块，所述控制模块设有UART接口和SPI接口，SPI接口连接所述通信模块的一端，通信模块的另一端接入以太网并与上位机相连，所述数据采集模块包括采用射频识别RFID的模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元，UART接口通过驱动芯片与模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元连接。本技术的制造执行系统现场控制器能够便捷、快速、可靠地采集数据，并且与上位机通信方便、兼容性好。【专利说明】一种制造执行系统现场控制器
本技术涉及制造执行系统的
，特别是涉及一种制造执行系统现场控制器。
技术介绍
随着企业信息化的不断深入，企业制造执行系统(MES)已成为企业信息化集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。MES是根据生产计划的要求，对生产的过程进行必要的实时数据采集和记录的管理系统，它还要对生产过程进行有效地跟踪和追溯，保证产品严格按要求被加工制造，并将从车间控制系统收集整理的数据信息反馈给上位机的管理计划系统，作为其下一步编制生产计划的依据。因此MES需要收集生产过程中大量的实时数据，并且能对实时事件及时进行处理，同时与上位机保持可靠快速的双向通信能力，从上、下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。对于数据采集方面，多数企业是靠生产管理和生产记录文件来获得的，它通过手工在生产管理文件上记录每一批次产品在每一个工序的生产过程的数据，等到该批产品加工完毕后，再把管理文件上记录的生产数据通过手工录入到计算机中。该方法操作烦冗，生产数据记录滞后，无法实现实时监控和统计，并且数据的可靠性差，效率也非常低。另外，一些企业采用了条形码方式的数据采集技术，但条形码本身也存在着许多问题，如对环境要求高，条形码上的数据不可更改且随带信息量小，一次只能读取一页，读取时间较长，条形码信息没有安全保障以及只能近距离静态读取等。此外，还有以磁卡技术采集数据的企业，但磁卡容易磨损，数据量小，属于接触式识别，不利于在恶劣的生产环境中使用。对于通信方面，传统的控制网络是现场总线，其关键性的标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。它以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，再用总线相连接，实现相互交换信息，达到通信目的。但目前存在的现场总线种类繁多，通信协议各不相同，使得不同种类的现场总线产品之间不能直接互连、互用和互相操作，没有真正体现现场总线的开放性，带来很大的不便。可见，现有的制造执行系统无论是数据采集还是通信方面，均存在弊端，因此，亟需一种制造执行系统现场控制器，能够便捷、快速、可靠地采集数据，并且与上位机通信方便、兼容性好。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术存在的问题，提出了一种制造执行系统现场控制器，能够便捷、快速、可靠地采集数据，并且与上位机通信方便、兼容性好。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案如下:一种制造执行系统现场控制器，包括控制模块、数据采集模块、通信模块，所述控制模块设有UART接口和SPI接口，SPI接口连接所述通信模块的一端，通信模块的另一端接入以太网并与上位机相连，所述数据采集模块包括采用射频识别RFID的模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元，UART接口通过驱动芯片与模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元连接。优选地，所述数据采集模块还包括压铸机温度采集监控单元、压铸机电量采集监控单元，压铸机温度采集监控单元、压铸机电量采集监控单元分别与控制模块连接。在数据采集方面，可以从制造执行系统现场的压铸机控制系统直接引线到控制器，采集与监控压铸机温度、电量等工业制造中的重要数据，使采集的数据更加完善。优选地，所述制造执行系统现场控制器还包括数据保存模块，数据保存模块与控制模块相连。数据保存模块用于临时存储数据，以便之相连的控制模块进行数据统计、分析与处理等。优选地，所述制造执行系统现场控制器还包括人机界面通讯模块，人机界面通讯模块通过驱动芯片与控制模块相连。人机界面通讯模块与控制模块相连，可将控制模块的指令、数据、工作状况等展现出来，用于工作人员与机器的交互。优选地，所述模具数据采集单元包括采用IS018000-6B协议的960MHz超高频耐高温抗金属电子标签，员工打卡时间采集单元包括采用EM4100协议的125KHz低频卡。模具数据采集单元选用的电子标签，适用于生产现场恶劣的环境，员工打卡时间采集单元也根据实际情况选用低频卡，两者配合使用，保证数据采集的可靠性，员工第一次打卡为开始生产时间，再一次打卡为员工停止生产机器的时间，两次打卡之间的开模计数即为该员工的生产数量。优选地，所述通信模块包括ENC28J60控制芯片。优选地，所述控制模块包括STM32F103微处理器。在控制方面主要以Cortex-M3内核的STM32F103作为控制模块的微处理器，它相比于普通单片机，具有更多片内RAM和外设，其出色的性能和丰富的资源几乎不需要扩展外围电路就能满足一般的设计要求，硬件设计大为简化，且执行速度和内存容量完全满足多任务实时应用；通信模块以ENC28J60为中央芯片，与控制模块的STM32F103微处理器连接简单，基本无需外围电路。与现有技术相比，本技术具有如下优点:本技术的制造执行系统现场控制器，在数据采集方面采用了非接触式的射频识别RFID技术，在数据采集时无须人工干预，自动化程度高且不易损坏，可识别高速运动物体并同时进行多卡识别，操作快捷方便，保证了数据采集的可靠、准确、高效；在通信方面，通过标准化且功能强大的SPI接口接入发展成熟的以太网，成本低廉，通信速率高，软硬件资源丰富，可持续发展能力强，易于实现管控一体化。【专利附图】【附图说明】图1为本技术一种制造执行系统现场控制器的结构示意图；图2为控制模块分别与模具数据采集单元和人机界面通讯模块的连接示意图；图3为控制模块与员工打卡时间采集单元的连接示意图；图4为控制模块与通信模块的连接示意图；图5为控制模块与数据保存模块的连接示意图；图6为压铸机温度采集监控模块的示意图；图7为压铸机电量采集监控模块的示意图。【具体实施方式】为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细的说明。参照图1，示出了本技术一种制造执行系统现场控制器的结构示意图；一种制造执行系统现场控制器，包括控制模块、数据采集模块、通信模块，其特征在于，所述控制模块设有UART接口和SPI接口，SPI接口连接所述通信模块的一端，通信模块的另一端接入以太网并与上位机相连，所述数据采集模块包括采用射频识别RFID的模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元，UART接口通过驱动芯片与模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元连接。为适应生产现场的工作环境，以及数据采集模块与控制模块有效的连接，模具数据采集单元包括采用IS018000-6B协议的960MHz超高频耐高温抗金属电子标签，员工打卡时间采集单元包括采用EM4100协议的125KHz低频卡，并通过标准驱动芯片MAX3232与控制模块连接，控制模块采用STM32F103微处理器；另外，通信模块采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造执行系统现场控制器，包括控制模块、数据采集模块、通信模块，其特征在于，所述控制模块设有UART接口和SPI接口，SPI接口连接所述通信模块的一端，通信模块的另一端接入以太网并与上位机相连，所述数据采集模块包括采用射频识别RFID的模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元，UART接口通过驱动芯片与模具数据采集单元和员工打卡时间采集单元连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王志平，刘智，吴宝健，张立平，陈光黎，
申请(专利权)人：广东省自动化研究所，东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，
类型：实用新型
国别省市：