自动数据采集系统的研究与应用

收稿日期:2005-05-13

作者简介:于鸿彬(1974-),男,河北唐山人,天津大学机械工程学院博士研究生,主要研究方向:虚拟制造技术及应用,(E-mail)hbyu@ 。

文章编号:1001-2265(2005)11-0042-03

自动数据采集系统的研究与应用

于鸿彬,郭伟

(天津大学机械工程学院,天津 300072)

摘要:数据采集系统是企业制造执行系统中必不可少的一部分。为满足企业日益增长的对市场快速反映的要求,提出了一种基于Holon 思想的低成本和可重构自动数据采集的方法,给出了此方法的功能模型和特点。同时以某光纤生产企业为基础,通过对单模光纤用各种检测设备的分析,基于此方法,利用Holon 思想,采用与计算机串行通讯而建立了光纤用检测设备的自动数据采集系统,给出了其硬件连接方法和部分软件程序。同时实现了其与企业ERP 系统的信息集成。关键词:光纤检测设备;数据采集;串行通讯;Holon 中图分类号:TP274+.2 文献标识码:A

The Research and Application of Data Auto acquisition System

YU Hong bin,GUO Wei

(School of Mechanical Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

Abstract:The data acquisition system i s a necessary part of MES.A low cost and reconfigurable data acquisition method is proposed with the detail models and characters i n this paper to meet the continual market change.At the same time based on the analysis of single mode optical fiber measurement eq uip ments and with this method a useful system has been built through serial communication with PC i n a facto ry.Wi th those software and hardware connections shown in this paper the information in tegration with enterprise ERP system is realized.Key words:op tical fiber measurement equipments;data acquisition;serial com munication;holon

0 引言

制造执行系统(M anufacturing Execution Sys tem,MES)是20世纪90年代初美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)提出的支持企业信息模型集成的概念。AMR 将MES 定义为 位于上层计划管理系统与底层工业控制系统之间的、面向车间层的管理信息系统 。MES 为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源的当前状态信息。制造执行系统协会(Manufacturing Execu tion Sys tem Association,MESA)在对MES 的定义中强调了以下三点:!MES 是对整个车间制造过程的优化,而不是单一解决某个生产瓶颈;∀MES 必须提供实时收集生产过程数据的功能,并做出相应的分析和处理;#MES 需要与计划层和控制层进行信息交互,通过企业的信息流来实现企业信息的集成

[1,2]

。

自动数据采集系统便是实现上述第二点的系统,是MES 的重要组成部分[3]。而现在许多工厂生产指挥管理采用的是一种基于人工的方式,对生产过程中一些重要数据的采集靠的是岗位工的手工记录,形成日报表上报;依据日报表汇总后供上级部门分析和参考。实践证明,这样的系统有以下几方面的弊端。

(1)数据欠完整。即数据量不可能很大,且很多数据不可能同时采集。

(2)数据采集实时性差。有些生产状态数据如温度、压力、浓度等将直接影响产品质量,需在出现异常时快速做出反应。

(3)宏观调控能力弱。目前生产指挥部门对生产状况的了

解主要依赖的是日报表,数据少且上报速度慢,无法迅速掌握全厂的生产情况,及时下达调整指令,难以保证全厂各个生产环节运行在最优状态。

(4)生产数据汇总和分析功能弱。生产数据无法及时的汇总与分析,更无法实现与ERP(Enterprise Resource Planning)等企业管理系统的结合。

1 自动数据采集系统的研究

据统计,在中国,100%的光纤制造装备、85%的集成电路(IC)制造装备、90%以上高档数控机床和大型医疗装备都依赖进口[4]。要实现对上述设备的自动数据采集是许多行业的迫切要求。同时亦是投资巨大,完全依赖进口,更新困难的系统。

针对上述问题,本文结合在某光纤生产企业MES 的实施,提出了一种低成本的,可重构的基于holon [5]思想的自动数据采集系统。其功能模型如图1所示。

基于holon 思想的自动数据采集系统做为MES Holon 的一部分,由其DA(Data Acquisition)子holon 构成。与ERP holon 和CAE (Computer Aided Engineering)holon 实现互相通讯,协同工作,构成整个企业的集成化信息系统。

自动数据采集系统具有以下特点:

(1)自治性:每一个DA holon 能够监控自己计划和任务的执行。同时对自己的错误或故障采取行动。

(2)协作性:DA Holons 能够相互之间协作,以完成共同的计划和任务。同时对错误或故障采取相互行动。

∃

42∃∃控制与检测∃

组合机床与自动化加工技术