二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统的制作方法

本实用新型涉及一种数字化车间工业物联网数据采集分析系统。

背景技术：

现有传统车间及工厂面临着大量的设备过于分散难以管理的问题，无法有效的收集设备数据，对车间及工厂的管理带来了极大的不便，当前孤岛作业模式带来生产效率不高，车间布局混乱，生产过程不透明，生产质量受影响等问题。本实用新型提一种数字化车间工业物联网数据采集分析系统能够有效的收集海量设备数据，并配套有智能化的软件，对于车间及工厂的数字化，智能化的转型之路有着极大的实用性。

随着中国智能制造及工业4.0技术的推广应用，使用工业物联网系统终端建立数字化车间将大大提高装置产品生产效率和产品品质。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型提供一种使工厂和生产过程透明化，提高生产进度及人员管理信息化水平的数字化车间工业物联网数据采集分析系统。

技术方案：一种二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，包括设备状态采集模块，数据采集终端装置，中央计算机控制系统，系统网关及上层应用展示平台；设备状态采集模块通过接口与数据采集终端装置连接，数据采集终端装置通过网关与服务器相连接，中央计算机控制系统通过系统网关与数据采集终端装置相连。

所述设备状态采集模块由24vdc供电，具有1路rs485通信接口，8路di/o数据采集通道，每1个di/o通道可采集1路生产线设备状态信号，分散至各生产线设备上，接入生产线设备状态信号(led状态指示灯)，并通过rs485接口将采集的信号数据传给数据采集终端装置。

所述的数据采集终端装置本体包括可触摸式液晶屏、存储卡接口、2个串行接口、3个网口，arm单片机系统主板、dc/dc电源、摄像头、rfid模块组成。所述arm单片机系统主板设有串行接口，usb接口，arm单片机系统主板通过usb接口与摄像头相连。所述数据采集终端装置内部的软件能够完成设备状态监测，线边岗位打卡，生产线能耗管理，车间环境温湿度监测，生产进度实时统计显示和系统参数配置的功能。设备状态监测能图形化显示生产线设备状态，并具备设备可配置属性，系统参数配置包含：数据采集通道配置，按实际应用需求对数据采集通道的定义进行配置；电表参数配置，将电表与生产线实现映射关系匹配；人员信息配置，对生产线各岗位人员，提供注册、登录、添加、修改、删除等功能。所述数据采集终端装置通过网关与服务器相连接，上传数据实现信息的共享。

所述中央计算机控制系统通过系统网关与数据采集终端装置相连，实现对连接的各数据采集终端装置进行数据获取、解析、存储、转发等服务，处理数据并发，构建mysql数据库，进行数据存储，并将数据提供给上层应用展示平台。

所述上层应用展示平台实现设备状态监测，生产进度管理，生产线能耗管理，环境温湿度监测，基础信息维护管理，生产运营信息推送。图形化显示车间所有生产线设备状态。对设备异常状态进行告警提示，并将告警信息进行分级推送(根据告警级别推送至相应的管理者)。统计所有生产线人员上岗操作、下岗操作，生产任务完成情况统计等。获得每条生产线的能耗数据，以图表形式按天、周、月、年等为单位进行显示。获取车间环境温湿度数据，实时显示环境温湿度。对人员，生产设备，生产线，数据监控单元信息，温湿度模块，网络设备，电能表等基础信息进行维护管理。推送生产运营信息，推送内容：设备运行效率(日，周，月)、生产订单完成情况(当日订单、产品、完成数量)、设备能耗(日，周，月，增长率等)。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、实现有效的收集设备数据，方便管理；2、使生产过程透明化，提高生产效率和质量。

附图说明

图1数字化车间工业物联网数据采集分析系统的系统框图；

图2设备状态采集模块的组成图；

图3数据采集终端装置组成图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的数字化车间工业物联网数据采集分析系统，包括数据采集终端装置，设备状态采集模块，中央计算机控制系统，系统网关和上层应用展示平台。所述设备状态采集模块通过rs485接口连接至数据采集终端装置，所述数据采集终端装置通过系统网关连接至中央计算机控制系统，所述上层应用及展示平台通过系统网关连接至中央计算机控制系统。

进一步地，设备状态采集模块通过rs485接口连接至数据采集终端，由设备状态采集模块采集到设备的运行灯状态，通过自定义协议传输至数据采集终端，数据采集终端采用轮询的方式，获取每一台设备的状态，并通过数据采集终端中的软件图形化显示生产线设备状态，将数据上传至中央计算机控制系统。数据采集终端通过系统网关连接至中央计算机控制系统，将线边岗位打卡数据，生产线能耗管理数据，车间环境温湿度监测数据上传至中央计算机控制系统，控制系统将生产进度数据传输至数据采集终端，数据采集终端实时显示生产进度，显示当前生产线生产订单完成情况(订单号、物料号、物料描述、完成数量，合格率等)。

进一步地，中央计算机控制系统获取上述数据后并将其存储至数据库中，然后转发至上层应用系统。上层应用系统通过系统网关连接至中央计算机控制系统，从中央计算机控制系统获取设备状态数据，生产进度数据，生产线能耗数据，环境温湿度数据，基础信息数据，实现设备状态监测，生产进度管理，生产线能耗管理，环境温湿度监测，基础信息维护管理，生产运营信息推送。

如图2所示，设备状态采集模块组成图中，1是1路rs485通信接口，2是24v直流电源，3是8路di/0数据采集通道，每1个di/o通道可采集1路生产线设备状态信号(led状态指示灯)，并通过rs485接口将采集的信号数据传给数据采集终端装置，实现设备状态的实时采集和数据传输。

如图3所示，数据采集终端装置组成图中，1是可触摸式液晶屏，2是存储卡接口，3是2个485串行接口，4是3个网口，5是arm单片机系统主板，6是dc/dc电源，7是摄像头，8是rfid模块。设备状态监测能图形化显示生产线设备状态，并具备设备可配置属性，根据需求配置为不同的生产线。线边岗位打卡，生产线人员可进行工序的上岗操作、下岗操作，生产任务完成情况统计等。生产线能耗管理。获得每条生产线的能耗数据，以图表形式按天、周、月、年等为单位进行显示，并将数据上传至上位机。车间环境温湿度监测，获取上位机车间环境温湿度数据，按区域实时显示环境温湿度。线边叫料管理，线边操作人员按照订单需求进行补料叫料。生产进度实时统计显示，获得上位机的实时生产进度，显示当前生产线生产订单完成情况(订单号、物料号、物料描述、完成数量，合格率等)。

技术特征：

1.一种二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，其特征在于，包括设备状态采集模块，数据采集终端装置，中央计算机控制系统，系统网关及上层应用展示平台；设备状态采集模块通过接口与数据采集终端装置连接，数据采集终端装置通过网关与服务器相连接，中央计算机控制系统通过系统网关与数据采集终端装置相连。

2.根据权利要求1所述的二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，其特征在于，所述设备状态采集模块由24vdc供电，具有1路rs485通信接口，8路di/o数据采集通道，每1个di/o通道可采集1路生产线设备状态信号，分散至各生产线设备上，接入生产线设备状态信号，并通过rs485接口将采集的信号数据传给数据采集终端装置。

3.根据权利要求1所述的二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，其特征在于，所述数据采集终端装置用于完成设备状态监测，线边岗位打卡，生产线能耗管理，车间环境温湿度监测，生产进度实时统计显示和系统参数配置，所述装置通过网关与服务器相连接，上传数据实现信息的共享。

4.根据权利要求1所述的二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，其特征在于，所述数据采集终端装置本体包括可触摸式液晶屏、存储卡接口、2个串行接口、3个网口，arm单片机系统主板、dc/dc电源、摄像头、rfid模块；所述arm单片机系统主板设有串行接口，usb接口，arm单片机系统主板通过usb接口与摄像头相连。

5.根据权利要求1所述的二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，其特征在于，所述中央计算机控制系统通过系统网关与数据采集终端装置相连，用于数据获取、解析、存储、转发，通过构建数据库系统存储数据，并将数据提供给上层应用展示平台。

6.根据权利要求1所述的二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，其特征在于，所述上层应用及展示平台通过系统网关连接至中央计算机控制系统，用于设备状态监测，生产进度管理，生产线能耗管理，环境温湿度监测，基础信息维护管理和生产运营信息推送。

技术总结
本实用新型公开了一种二次电力设备数字化车间工业物联网数据采集分析系统，包括设备状态采集模块，数据采集终端装置，系统网关，中央计算机控制系统及上层应用展示平台。所述设备状态采集模块分散至各生产线设备上，接入生产线设备状态信号，并通过RS485接口将采集的信号数据传给数据采集终端装置。数据采集终端装置汇聚各设备状态采集模块采集的信息，并将汇聚的数据通过系统网关，上传至中央计算机控制系统。中央计算机控制系统通过系统网关与数据采集终端装置相连，实现数据获取、解析、存储、转发等功能，通过构建数据库系统存储数据，并将数据提供给上层应用展示平台。上层应用及展示平台通过系统网关连接至中央计算机控制系统。

技术研发人员：徐新军;管翔;管良梅;吴明;邢宜宝;郑青亮;王志甫;马梦杰;王昌杰;王成杉;方立晴;周阳;陈晨;葛毅
受保护的技术使用者：国电南瑞南京控制系统有限公司;国电南瑞科技股份有限公司
技术研发日：2019.11.27
技术公布日：2020.09.11