基本信息
- 项目名称：
- 智能流水线数据采集监控系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本系统主要由下位机采集器和上位机服务器两部分组成，下位机负责采集产品和工人数据信息，上位机服务器负责处理和存储数据。两部分由485总线连接。整个系统可实时自动实现流水线产品生产情况统计，随时导出相关报表，包括：工人生产效率表，产品信息表，用户信息表，监控信息状态表等等。是完成工厂信息化管理的重要组成部分。
- 详细介绍：
- 系统的具体功能实现如下： 生产流水线上，某件产品在开始生产的时候就贴上一个条形码，然后工人通过采集器把自己的工号和这个产品的条形码扫描进去，通过485总线传送给上位机，上位机此时对这个产品开始记录，并在服务器内建立数据包。包括：开始生产时间；开始生产哪道工序；完成某一个工序的时间；还有哪一道工序未完成；负责某一道工序工人的空闲时间比较长；哪一道工序工人几乎没有空闲，甚至出现积压；然后生成工人的生产效率表，历史记录表等等，供管理者调查使用。 上位机是如何产生数据包的？ 答：首先，采集器和产品的工序是存在一个映射关系。例如:1--10号采集器对应产品的第一道工序，11--20号采集器对应产品的第二道工序，如此一一对应。上位机通过采集器的编号获知，这是产品的第几道工序，然后生成工序的数据记录。其次，工人的数据是根据工号确定的，因为每一个工人在生产某一道工序之前都会把自己的工号和产品条形码输入到采集器中，然后才开始生产产品，在完成某一道工序之后再扫描一下产品的条形码，证明完成了这一道工序。例如：工号为000101的工人完成了整个产品的所有工序中的五道工序，那么上位机就会把这五道工序统一记录到工号为000101的这个工人的名下，包括每道工序开始时间、完成所需耗时、工序完成时刻的时间等等。这样就形成了工人的生产效率表，历史记录表等。 技术特点和优势： 采集器部分：采集器处理器采用STC12C5A60S2单片机，其最大的特点就是具有双串口，一个与总线通信，负责上传数据；另外一个与扫描枪通信，负责数据采集。485通信部分采用MAX1483芯片，它最多可以扩展到256个节点，可以满足一般生产线的节点数目需求。电源部分采用隔离供电方式，即单片机系统与485通信部分隔离供电，这样两部分就不会相互影响，增加了系统的稳定性。保护模块采用隔离光耦6N137芯片，防止外界的高电压冲击，提高了抗静电能力。另外还有扫描枪部分、液晶部分、蜂鸣器和提示灯等。总的来说采集器造价低廉，简单易行，增值利润空间比较大。 上位机部分：此为数据处理部分，采用虚拟仪器LabVIEW2010，这是一款图形化语言，在测试测控领域应用的非常广泛。数据库采用SQL Server 2000，这是当下非常主流的一款后台服务系统，这两者在服务器端构成数据处理平台，界面美感强，生成报表迅速，可操控性强，易于管理者使用。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 当下，随着生活节奏的加快和对生产效率要求的不断提高，越来越多的工厂采用流水化作业，这就要求在流水化的过程中对产品的良品率和工人的生产信息情况进行一个高速有效的统计，并生成相关报表，供管理者调查使用，以便对整个工厂的生产情况和工人的工作情况有一个高效的了解和掌握。 由此，为了满足企业工厂流水线的需求，我们自主研发建立起来一套智能流水线数据采集监控系统，它由数台采集器和上位机服务器两部分组成。采集器负责采集数据，工人开启采集器并按K1键进入信息录入界面，此时工人将自己的工号和产品的条形码通过扫描枪或者手动输入采集器，按“确定”键进行提交，此数据通过485总线传给上位机，上位机作为服务器记录工人工号、产品条形码以及当前时间并返回相应的操作码给采集器，表示工序接收成功。当工人生产完某一道工序之后，按K2键进行完工提交，该数据同样经过485总线传给上位机服务器，此时服务器记录工人工号、产品条形码和当前时间。至此，一次完整的工序接收和提交过程结束，此时服务器可以根据两次记录的数据生成报表。包括：工人生产效率表，产品信息表等等。采集器和上位机两部分由一条485总线连成一个整体，根据制定的通信协议进行通信，从而稳定可靠的工作。创新在于它能实时统计信息，可随时导出报表，而且整个系统网络易搭建，可实施性极强。 技术关键在于采集器的收集数据和上位机的处理数据以及它们之间的互相通信过程，并严格按照走线规则进行布线，才能保证整个系统的高效可靠运行。
科学性、先进性
- 本产品的独到之处：截至目前，市面上暂无同类产品。 本系统的实质性技术特点和显著进步：能智能化、 自动化、准确实现信息的采集和处理。 重大意义和作用：可实时自动实现流水线产品生产情况统计，随时导出相关报表；是完成工厂信息化管理的重要一部分。
获奖情况及鉴定结果
- 正在申请专利。
作品所处阶段
- 本套系统已实际应用于现实工业生产生活中，稳定可靠，效果良好。
技术转让方式
- 合作推广或整体转让。
作品可展示的形式
- 实物、产品；现场演示；图片；样品等。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 生产流水线上，某件产品在开始生产的时候就贴上一个条形码，然后工人通过采集器把自己的工号和这个产品的条形码扫描进去，通过485总线传送给上位机，上位机此时对这个产品开始记录，并在服务器内建立数据包。包括：开始生产时间；开始生产哪道工序；完成某一个工序的时间；还有哪一道工序未完成；负责某一道工序工人的空闲时间比较长；哪一道工序工人几乎没有空闲，甚至出现积压；然后生成工人的生产效率表，历史记录表等等，供管理者调查使用。 适应范围及推广前景： 本系统应用范围比较广，可以应用在各种产品的生产流水线上（1200m之内），前景良好 ，在技术上已经完全可以实现，无论是软件还是硬件方面，都可以比较成熟稳定地实现功能。 市场分析： 目前越来越多的工厂采用流水线生产方式，所以总的说来有一个大的市场空间，目前已经投入使用，而且经济效益显著。
同类课题研究水平概述
- 在当前市场上暂无此类产品，这是一款自主研发产品。如今大多数工厂流水线生产线上主要都是以人工计数为主，不易于管理统计，工作效率低。本系统的一大特点就是能够帮助我们快速建立工厂信息化管理，是工厂信息化的有机组成部分。 系统的具体功能实现如下： 首先打开上位机服务系统，开启服务端口，此时服务器处于工作状态。工人开启采集器，根据提示按K1键进行工序接收，此时采集器进入下一个界面，提示工人输入工号和产品条形码，工人在完成信息输入后按“确定”键，此时采集器进入提交状态，等待上位机查询，当上位机查询到此采集器后，此台采集器获得总线权，服务器和此台采集器进行连接并进行数据通信，此时上位机把这台采集器提交的信息进行存储并记录当前时间，代表某一个产品的某一道工序开始生产，在完成存储记录之后立即返回给采集器接收成功信号，采集器在收到之后即显示接收成功并断开与服务器的连接，即释放总线权，以便服务器与其他采集器通信。此时工人开始生产产品，在完成某一道工序的生产之后，按K2进入完工提交，再用扫描枪或手动输入产品的条形码，按“确认”进入完工提交状态，当再次获得总线权之后，上位机接收到完工提交的信息并进行存储和记录当前时间，代表某一个产品的某一道工序生产完毕。并返回给采集器提交成功信号，释放总线权。至此，已经完成了某一道工序的完整录入工作。值得强调的是，上位机与采集器交互信息的时间（即从采集器获得总线权到释放总线权的时间）仅为数毫秒,效率极高。 一般情况下完成一个产品的生产需要N（N>1）道工序，当一件产品彻底完工后，就可以从上位机服务系统里面调出此产品的生产详情报表，包括：总共有多少道工序，每一道工序生产的起始时间，完成时间，工序耗时等信息。此外，还可以以工人的工号作为索引，调出某一个工人的生产详情报表，包括总共完成多少件产品，完成某一件产品的某一道工序的耗时（即生产效率）等。还可以以某一段时间为索引条件，调出这一段时间的生产详情，包括生产产品数目，每一道工序完成的数目等。
