一种基于OPC智能化工设备的MES系统数据采集方法技术方案

本发明专利技术一种基于OPC智能化工设备的MES系统数据采集方法，涉及化工行业的工业生产流程控制、制造执行管理以及数据采集和处理的技术领域。在车间内设置各类智能化设备，设备的通讯协议需要支持OPC UA；MES的数据采集模块进行数据采集；生产过程设备产生或得到的数据由PLC负责采集；PLC首先对数据进行边缘计算，判断是否需要反馈设备执行其它动作；PLC将处理后的数据上传给MES系统；MES判断是否需要反馈设备执行其它动作；MES将采集后的数据进行存储，进行分析。本发明专利技术利用OPC UA进行通讯，在设备端分布式进行数据的边缘计算与处理，将处理后的结果数据传递给MES系统进行中央分析，既解决了大量数据及时分析的需要，又满足了一般情况下的实时性要求。

A Data Acquisition Method for MES System Based on OPC Intelligent Chemical Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种基于OPC智能化工设备的MES系统数据采集方法
本专利技术涉及化工行业的工业生产流程控制、制造执行管理以及数据采集和处理的
，尤其涉及一种基于OPC(工业标准OLEforProcessControl)智能化工设备的MES系统数据采集方法。
技术介绍
随着工业智能化的发展，设备互联网、智能控制是技术发展趋势。在工业设备控制中采集数据的重要部件便是各类的传感器，化工灌装包装阶段最为重要的传感器就是重量传感器。传统的工业设备数据采集不能采用同一种协议去匹配各式各样的工业设备和传感器、工业控制系统，因此每一个工程项目，每一台个性化的灌装设备都要采用定制开发代码的方式去开发各个设备的数据采集驱动，没有标准化的产品级解决方案，使得项目周期长，每个项目实施都需要大量高级的开发人员才能完成项目。传统的工业自动化控制系统SCADA、DCS只关注瞬时数据和控制，一般只存储短时间的设备运行数据和工况数据，由于数据量大，不便于长期存储，也未对数据进行实时的分析计算处理。化工行业的包装车间在设备数据的采集过程中，往往是先通过物理硬件连接，指定通讯协议，再将设备产生的数据进行收集，上位机电脑接收数据后要进行编码的转换、计算、存储、分析，其过程繁琐而漫长，且易发生各类信息异常，包括传输过程中的信号异常、连接中断异常等等，同时业务类管理系统处理分析数据时需要多次转换，实时性较低，不利于实时性强的分析和大量数据的分析。因此，需要一种技术，能够实现在工业互联网进行边缘计算，实时接收并处理各类异构协议的设备数据，综合计算和分析后，上传给MES系统，实现一种数据采集、分析和控制的闭环业务管理。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种基于OPC智能化设备的MES系统数据采集方法。本专利技术采用的技术方案包括以下步骤：在车间内设置各类智能化设备，设备的通讯协议需要支持OPCUA，设备控制由支持OPCUA的PLC执行；MES系统定义需要采集的数据，MES的数据采集模块进行数据采集，并与各设备端的PLC进行数据通信和交互；生产过程设备产生或得到的数据由PLC负责采集；PLC采集数据后，首先对数据进行边缘计算，判断是否需要反馈设备执行其它动作；PLC将处理后的数据上传给MES系统；MES判断是否需要反馈设备执行其它动作，如果需要则将命令发送给PLC，通过PLC让设备执行动作；MES将采集后的数据进行存储，按照相应的规则和计算进行分析，并显示分析后的结果。更具体的，如果有多个数据需要交叉处理和分析的，则上传给MES系统的数据采集模块，由MES对上述多个数据进行二次处理和计算。由于采用上述的技术方案，与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：采用支持OPCUA协议的智能化工设备的通讯方式，利用OPCUA进行通讯，在设备端分布式进行数据的边缘计算与处理，将处理后的结果数据依照设定义的指定类型直接传递给MES系统进行中央分析，既解决了大量数据及时分析的需要，又满足了一般情况下的实时性要求。附图说明图1是本专利技术的基于OPC智能化设备的MES系统数据采集方法的流程图。具体实施方式下面以化工行业的灌装包装环节为例，结合附图对本专利技术作进一步的说明。一种基于OPC智能化设备的MES系统数据采集方法，其流程步骤参见图1所示。首先，在车间内设置各类智能化设备，设备的通讯协议需要支持OPCUA，设备控制由支持OPCUA的PLC执行。PLC采集生产过程设备产生或得到的数据。针对化工物料包装环节，主要采集的数据包括包装桶信息(例如颜色、规格等等)、灌装重量信息(例如200kg，1t等等)、复检信息、执行过程异常信息等等，采集的方式符合PLC与传感器的通讯协议即可，例如TCP/IP。MES系统定义需要采集的数据，MES的数据采集模块进行数据采集，并与各设备端的PLC进行数据通信和交互。对于本具体实施方式的化工灌装包装环节，可以定义采集包装桶颜色信息，采集包装桶重量数据(空桶重量)，采集灌装后的毛重数据，采集贴标动作是否成功，采集包装桶物流流转数据，采集重桶存储位置数据等等，也可以根据实际情况和客户需求灵活设置。其中有些信息如毛重可以是通过基于OPC智能设备采集实时数据边缘计算处理后的值，有些信息如贴标是否成功可以直接上传给MES系统不经过边缘计算和处理，是否需要边缘计算和处理也需要根据实际情况灵活设置。PLC采集数据后，首先对数据进行边缘计算，判断是否需要反馈设备执行其它动作。PLC进行边缘计算的对象多是采集内容，且是实时性数据，而管理系统更需要计算后的数据，例如平均数，最大值等等情况。基于OPC的智能设备将数据采集后，即时通过自身处理，将处理后的数据上传给MES系统。通常现场会有多个设备和PLC，如果有多个数据需要交叉处理和分析的，需要先上传给MES系统的数据采集模块，由MES在对这些数据进行二次处理和计算。PLC将处理后的数据上传给MES系统；如果有多个数据需要交叉处理和分析的，则上传给MES系统的数据采集模块，由MES对上述多个数据进行二次处理和计算；MES判断是否需要反馈设备执行其它动作，如果需要则将命令发送给PLC，通过PLC让设备执行动作；MES将采集后的数据进行存储，按照相应的规则和计算进行分析，并显示分析后的结果，供车间相关人员查阅。以上依据附图所示的具体实施方式详细说明了本专利技术的技术方案及效果，以上所述仅为本专利技术的较佳具体实施方式，而不是对其保护范围的限定，凡是依照本专利技术的构想所作的等同变换或修改，仍未超出说明书与附图所涵盖的精神时，均应在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于OPC智能化设备的MES系统数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：在车间内设置各类智能化设备，设备的通讯协议需要支持OPC UA，设备控制由支持OPC UA的PLC执行；MES系统定义需要采集的数据，MES的数据采集模块进行数据采集，并与各设备端的PLC进行数据通信和交互；生产过程设备产生或得到的数据由PLC负责采集；PLC采集数据后，首先对数据进行边缘计算，判断是否需要反馈设备执行其它动作；PLC将处理后的数据上传给MES系统；MES判断是否需要反馈设备执行其它动作，如果需要则将命令发送给PLC，通过PLC让设备执行动作；MES将采集后的数据进行存储，按照相应的规则和计算进行分析，并显示分析后的结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于OPC智能化设备的MES系统数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：在车间内设置各类智能化设备，设备的通讯协议需要支持OPCUA，设备控制由支持OPCUA的PLC执行；MES系统定义需要采集的数据，MES的数据采集模块进行数据采集，并与各设备端的PLC进行数据通信和交互；生产过程设备产生或得到的数据由PLC负责采集；PLC采集数据后，首先对数据进行边缘计算，判断是否需要反馈设备执行其它动作；P...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾阳，康振国，
申请(专利权)人：长春知和智能包装设备有限公司，长春北方化工灌装设备股份有限公司，长春蓝舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22