一种智能制造单元一体化监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能制造单元一体化监控系统，监控系统设置与管控层和设备层进行数据交互，其特征在于，所述监控系统包括数据采集与控制服务端、数据分析服务端和可视化监控软件，所述数据采集与控制服务端与设备层进行通信的同时与采集数据库进行交互，所述采集数据库包括实时库和分析库，当设备层设备数据更新时，数据采集与控制服务端对更新的设备数据进行实时采集，将数据写入到实时库中的实时表中，并让实时表判断当前数据项与已有数据项是否相同，相同则不进行处理，不同则将该数据写入到实时库中的历史表中和分析库中的历史表中，并同时向管控层发送更新信号，通过管控层输入更新的控制数据，管控层通过控制I/O输入更新的控制数据并传输到数据采集与控制服务端中的采控调度单元中。

An Integrative Monitoring System for Intelligent Manufacturing Cells

The invention discloses an integrative monitoring system for intelligent manufacturing unit. The monitoring system has data interaction with the control layer and the equipment layer, and its characteristics are as follows: the monitoring system includes data acquisition and control server, data analysis server and visual monitoring software. The data acquisition and control server communicates with the equipment layer while communicating with the acquisition database. Mutually, the acquisition database includes a real-time database and an analysis database. When the equipment data is updated, the data acquisition and control server collects the updated equipment data in real-time, writes the data into the real-time table in the real-time database, and lets the real-time table judge whether the current data item is the same as the existing data item, and does not process the same data, otherwise, writes the data into real-time database. The history table in the library and the history table in the analysis library send the update signal to the control layer at the same time. The control layer inputs the updated control data through the control layer. The control layer inputs the updated control data through the control I/O and transmits it to the acquisition and control dispatching unit in the data acquisition and control server.

【技术实现步骤摘要】
一种智能制造单元一体化监控系统
本专利技术涉及一种监控系统，具体涉及一种智能制造单元一体化监控系统。
技术介绍
信息物理系统(CPS)是将信息单元与物理单元在网络环境下实现高度有机集成的多维异构复杂智能系统，鲁棒性、实时性、自治和高性能是其主要特点。CPS的出现是制造业技术的一次革命，它最重要的特点是更加注重对有限资源的合理调度分配优化，可以完成对大型繁复系统的实时动态感知与监控功能，与传统监控系统相比更加智能、灵活、高效。单元级CPS，即智能制造单元是智能产线、智能车间、智能工厂的基石。目前智能制造单元存在着监控困难、设备管理手段落后，制约单元制造能力发挥，单元级数据采集困难，单元状态、工艺数据存储困难，车间管理人员的管理工作量和统计工作量巨大等问题，极大地制约了智能制造单元的推广和应用。中国专利中公开号为CN104570980A的专利公开了一种基于B/S架构的网络监控方式，实现了实时视频监控、实时动画仿真。在终端计算机的浏览器输入IP地址，就可以对数控加工生产线进行远程监控。中国专利中公开号为CN105945944A的专利公开了一种用于焊接机器人系统的远程实时监控系统。该远程实时监控系统包括服务器、采集终端及可编程逻辑控制器，其中，所述服务器、采集终端、可编程逻辑控制器通过有线以太网建立局域网，并利用所建立的局域网进行彼此间的通讯；所述采集终端包括OPC通讯模块，用于获取从所述焊接机器人系统的实时焊接数据；所述的采集终端将实时焊接数据以预设频率上传服务器。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是目前智能制造单元存在着监控困难、设备管理手段落后，制约单元制造能力发挥，单元级数据采集困难，单元状态、工艺数据存储困难，车间管理人员的管理工作量和统计工作量巨大等问题，极大地制约了智能制造单元的推广和应用，目的在于提供一种智能制造单元一体化监控系统，解决上述的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种智能制造单元一体化监控系统，监控系统设置与管控层和设备层进行数据交互，其特征在于，所述监控系统包括数据采集与控制服务端、数据分析服务端和可视化监控软件，所述数据采集与控制服务端与设备层进行通信的同时与采集数据库进行交互，所述采集数据库包括实时库和分析库，当设备层设备数据更新时，数据采集与控制服务端对更新的设备数据进行实时采集，将数据写入到实时库中的实时表中，并让实时表判断当前数据项与已有数据项是否相同，相同则不进行处理，不同则将该数据写入到实时库中的历史表中和分析库中的历史表中，并同时向管控层发送更新信号，通过管控层输入更新的控制数据，管控层通过控制I/O输入更新的控制数据并传输到数据采集与控制服务端中的采控调度单元中，采控调度单元将该数据发送至设备层，并按照设备工序顺序依次进行数据更新，控制I/O记录由采集调度模块写入到采集数据的日志文件中。数据采集与控制服务具备与设备层进行通信、进行数据库读写的能力，采集数据时，通过OPC协议获取设备的实时数据信息，并放入缓存区，之后，按预设时间间隔将数据从缓存区中取出写入数据库中，完成采集数据的任务；需要反向进行控制时，接受来自可视化监控软件的控制指令，并通过OPC协议将该控制指令发送到指定设备。进一步地，所述数据分析服务端通过数据接口载入采集数据库中的历史数据，对该数据进筛选、去空值、统计操作，对数据进行过滤和分析，分析结束后，将分析结果推送给数据分析界面，通过数据分析界面的图表进行数据展示。进一步地，所述可视化监控软件包括可视化监控模块、接口模块和三维场景模块，通过可视化监控软件对数据进行监控；所述可视化监控模块用于对接口模块和三维场景模块的管理，对系统的所有服务、进程进行统一调度和管理；所述接口模块用于实现可视化软件所需的实时数据的查询和分析报表的加载管理；所述三维场景模块用于通过Socket协议实现与可视化监控模块之间的数据和操作交互。进一步地，所述采集与控制服务端采集数据时，采用OPC协议获取设备的实时数据信息，并放入缓存区，并按预设时间间隔将数据从缓存区中取出写入采集数据库中，完成数据采集。进一步地，所述可视化监控软件接收实时传输的监控数据，在用户发起监控请求后，可视化监控软件内的控制单元对数据进行打包，后主动将该数据以HTTP请求发送至数据调度单元，数据调度单元接收该数据后，与采集数据库数据进行交互，控制中心单元通过获取配置文件中的模型注册信息，调用模型数据驱动单元对模型状态和对应属性进行刷新。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术一种智能制造单元一体化监控系统，基于实时数据采集与异步分表存储技术和监控数据实时传输与模型数据驱动技术，开发出的智能制造单元一体化监控系统，解决了智能制造单元设备管理不透明，统计设备性能指标工作量大、不准确，数据显示不直观等问题，提高了智能制造单元的设备管理水平和提高了生产过程透明度。；2、本专利技术一种智能制造单元一体化监控系统，智能制造单元一体化监控系统通过将智能单元产生的海量数据进行筛选和分析，起到了边缘计算的作用，通过接口模块的扩展，有效解决了与其他系统的集成问题，系统将大部分低价值原始数据存放在单元内部，将重要的数据以接口形式提供给MES、SCADA等产线级、车间级系统，可降低服务器端的IO占用和存储空间浪费，对智能车间的落地实施起到了不可或缺的作用。未来，可在智能监控系统中引入机器学习算法，基于存储的工艺数据、设备运行数据进行深度挖掘，实现生产过程的工艺自优化和单元的预测性维护，近一步提供企业制造过程智能化水平。；附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术系统总框图。图2为本专利技术实时数据采集与异步分表存储图。图3为系统运行可视化软件监控界面图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例一如图1、2所示，本专利技术一种智能制造单元一体化监控系统，一种智能制造单元一体化监控系统，监控系统设置与管控层和设备层进行数据交互，其特征在于，所述监控系统包括数据采集与控制服务端、数据分析服务端和可视化监控软件，所述数据采集与控制服务端与设备层进行通信的同时与采集数据库进行交互，所述采集数据库包括实时库和分析库，当设备层设备数据更新时，数据采集与控制服务端对更新的设备数据进行实时采集，将数据写入到实时库中的实时表中，并让实时表判断当前数据项与已有数据项是否相同，相同则不进行处理，不同则将该数据写入到实时库中的历史表中和分析库中的历史表中，并同时向管控层发送更新信号，通过管控层输入更新的控制数据，管控层通过控制I/O输入更新的控制数据并传输到数据采集与控制服务端中的采控调度单元中，采控调度单元将该数据发送至设备层，并按照设备工序顺序依次进行数据更新，控制I/O记录由采集调度模块写入到采集数据的日志文件中。数据采集与控制服务具备与设备层进行通信、进行数据库读写的能力，采集数据时，通过OPC协议获取设备的实时数据信息，并放入缓存区，之后，按预设时间间隔将数据从缓存区中取出写入数据库中，完成采集数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能制造单元一体化监控系统，监控系统设置与管控层和设备层进行数据交互，其特征在于，所述监控系统包括数据采集与控制服务端、数据分析服务端和可视化监控软件，所述数据采集与控制服务端与设备层进行通信的同时与采集数据库进行交互，所述采集数据库包括实时库和分析库，当设备层设备数据更新时，数据采集与控制服务端对更新的设备数据进行实时采集，将数据写入到实时库中的实时表中，并让实时表判断当前数据项与已有数据项是否相同，相同则不进行处理，不同则将该数据写入到实时库中的历史表中和分析库中的历史表中，并同时向管控层发送更新信号，通过管控层输入更新的控制数据，管控层通过控制I/O输入更新的控制数据并传输到数据采集与控制服务端中的采控调度单元中，采控调度单元将该数据发送至设备层，并按照设备工序顺序依次进行数据更新，控制I/O记录由采集调度模块写入到采集数据的日志文件中。

【技术特征摘要】
1.一种智能制造单元一体化监控系统，监控系统设置与管控层和设备层进行数据交互，其特征在于，所述监控系统包括数据采集与控制服务端、数据分析服务端和可视化监控软件，所述数据采集与控制服务端与设备层进行通信的同时与采集数据库进行交互，所述采集数据库包括实时库和分析库，当设备层设备数据更新时，数据采集与控制服务端对更新的设备数据进行实时采集，将数据写入到实时库中的实时表中，并让实时表判断当前数据项与已有数据项是否相同，相同则不进行处理，不同则将该数据写入到实时库中的历史表中和分析库中的历史表中，并同时向管控层发送更新信号，通过管控层输入更新的控制数据，管控层通过控制I/O输入更新的控制数据并传输到数据采集与控制服务端中的采控调度单元中，采控调度单元将该数据发送至设备层，并按照设备工序顺序依次进行数据更新，控制I/O记录由采集调度模块写入到采集数据的日志文件中。2.根据权利要求1所述的一种智能制造单元一体化监控系统，其特征在于，所述数据分析服务端通过数据接口载入采集数据库中的历史数据，对该数据进筛选、去空值、统计操作，对数据进行过滤和分析，分析结束后，将分析结果推送给数据分析界面，通过数据分析界面的图表进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲葭，邱枫，王胜，刘治红，吴跃，姚鹏宇，陈伟，张弦弦，张瀚铭，赵誉杰，徐曼菲，梁海洋，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51