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基于物联网的针织MES实时生产数据采集器的设计与实现
资料介绍
针对当前针织生产过程中生产数据采集方式落后与数据反馈实时性差的问题,设计一种基于物联网的实时生产数据采集传送器.探讨针织大圆机实时生产数据采集传送器的工作原理与系统结构,分析该数据采集传送器的数据采集模块、物联网通信模块、数据库模块等主要部分.结果表明:该实时生产数据采集传送器实现了数据采集、生产管理以及企业信息控制的无缝集成,显著提高了企业的生产、管理效率,降低生产管理成本,具有较好的推广应用价值.
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Vol．２５ No．５
第
卷
２５
第
期
５
ꢀ
Advanced Textile Technolo
gy
Se ．２０１７
p
年
２０１７
月
９
:
/
j
DOI １０．１ ９３９８ ．att．２０１ ７．０５．０１ ６
基于物联网的针织
实时生产
MES
数据采集器的设计与实现
１
２
２
３
, , ,
邓维爱 曾晓君 苏柏军
刘
燕
ꢀ
(
１．
,
;
,
广东市飞舟信息科技有限公司
ꢀ５ １４０１ ５ ２．
嘉应学院电子信息工程学院 广东梅州
;
,
)
ꢀ５２８０５ １
广东佛山
佛山市宏煜针织厂 广东佛山
ꢀ５２８０５ １ ３．
: ,
要 针对当前针织生产过程中生产数据采集方式落后与数据反馈实时性差的问题 设计一种基于物
摘
ꢀꢀ
ꢀ
.
,
联网的实时生产数据采集传送器 探讨针织大圆机实时生产数据采集传送器的工作原理与系统结构 分析该
、
、
.
:
数据采集传送器的数据采集模块 物联网通信模块 数据库模块等主要部分 结果表明 该实时生产数据采集
、
,
、
,
传送器实现了数据采集 生产管理以及企业信息控制的无缝集成 显著提高了企业的生产 管理效率 降低生
,
.
产管理成本 具有较好的推广应用价值
:
;
;
;
关键词 针织生产 实时数据采集传送器 物联网 针织制造执行系统
:
:
:
文章编号
Aꢀ １００９－２６５X ２０１ ７ ０５－００７１－０５
(
)
中图分类号
文献标志码
TS１８３．９２ꢀ
Desi n and Realization of RealＧtime MES Data Ac uisition S stem
g
q
y
of Knittin Production Based on the Internet of Thin s
g
,
g
１
２
２
３
,
,
LIU Yan DENG Weiai ZENG Xiao un SU Bo un
j
j
(
,
,
,
;
１．School of Electronic and Information En ineerin Jia in Universit Meizhou ５ １４０１ ５ China
y g
g
g
y
,
,
,
;
２．Guan zhou Feizhou Information Technolo Co． Ltd． Foshan ５２８０５ １ China
gy
g
,
,
)
３．Foshan Hon u knittin mill Foshan ５２８０５ １ China
gy
g
:
Abstract To solve the roblems that backward data ac uisition method and data feedback
p
q
,
s stem of oor realＧtime ca abilit are ado ted in knittin roduction rocess a realＧtime
g p
y
p
p
y
p
p
data ac uisition s stem based on the Internet of Thin s was desi ned．The workin rinci le
g p
q
y
g
g
p
and structure of realＧtime data ac uisition conve or of circular knittin machine were
q
y
g
,
,
discussed and the main com onents of the data ac uisition conve or were anal zed
p
q
y
y
,
includin data ac uisition module InternetＧofＧThin s communication module and database
g
q
g
,
module． Accordin to the test the data ac uisition conve or could realize seamless
g
q
y
,
,
inte ration of data ac uisition roduction mana ement and enter rise information control
g
q
p
g
p
,
y
si nificantl im rove enter riseƳs roduction and mana ement efficienc and reduce
g
y
p
p
p
g
,
roduction and mana ement costs which is of hi h value of romotion and a lication．
pp
p
g
g
p
:
;
;
;
Ke words knittin roduction realＧtime data ac uisition conve or the Internet of Thin s
g p g
q
y
y
knittin manufacturin execution s stem
g
g
y
, ,
推进 针织行业的生产规模日益扩大 市场竞争日益
随着中国工业化和信息化两化融合进程的不断
ꢀꢀ
,
激烈 信息化战略已成为纺织企业提升市场竞争能
:
收稿日期
２０１ ６－０４－０６
.
力的重要发展战略之一 针织制造执行系统作为针
:
基金项目
、
广东省教育厅创新强校工程重点平台建设 培育项
,
织行业一种新型的生产管理手段 能够有效地将车
(
);
(
)
２０１４KJM０６
目
士
嘉应学院自然科学研究项目
２０１４KTSCX１ ７３
,
间前端生产与企业后方管理衔接起来 顺利完成生
:
作者简介
(
),
女
,
,
,
刘
燕
湖南永州人 助理实验师 硕
ꢀ
１ ９８９ －
、
;
产 管理数据的获取和传输 通过生产数据的实时反
,
.
主要从事控制工程的理论与应用方面的研究
Ű
Ű
７１
纺织设备
第
卷
２５
ꢀ
、
.
,
.
.
馈实现对生产过程 管理调度的控制和监控 因此
数据 显 示 模 块 可 用 于 显 示 部 分 当 前 生 产 数 据
]
生产数据的采集是针织制造执行系统的基础[
作 为 数 据 传 输 模 块
和
１
Ｇ３
.
,
CC３２００
LCMXO２Ｇ６４０
,
.
总线进行数据互通 传感采集信
经调研佛山张槎地区织厂 生产管理数据多依
通过
CC３２００
IIC
、
、
,
,
赖人工记录 操作繁冗杂 记录滞后 无法实时反馈
号以中断方式通知
作为
总线
CC３２００ CC３２００
IIC
.
,
管理 传统针织大圆机无生产数据采集与 统计分
设备 通 过
虚 拟 映 射 内 存 来
master
LCMXO２Ｇ６４０
.
读取相应实时数据
,
,
析 不能对生产效率进行量化评估 无法做出最优生
.
,
产调度以提高企业效率 在当前国内外形势下 纺
.
织产业装备升级提高产业效能势在必行 本文针对
,
这一现状 提出一种低成本高效益的针织数据实时
,
,
采集系统 有效解决上述状况 为针织制造执行系统
(
)
,
,
在数据采集系统部分的构建提供技术基础
MES
,
将针织机台接入物联网 提高企业的生产管理效率
[=今
(
)
.
推动针织制造执行系统
在针织企业的应用
MES
系统框图与构成
１ꢀ
/
数据发送模块 接收模块硬件结构
图
、
针织制造执行系统主要包括数据采集系统 数
２ꢀ
据处理与调度系统和信息反馈系统 部分[] 针织
４
,
３
.
的系统框图如图 所示 由核心数据采集传
MES
１
系统软件
３ꢀ
,
输器通过不同工业接口 包括织机生产运行数据采
图
为 数 据 传 输 模 块
系 统 软 件 结 构
CC３２００
３
、
、
、
接口 扫码枪接口与称重
集接口
接口
UHF
RFID
实 时 操 作 系 统[] 中 间 层 为
６
.
,
图
底 层 为
Freertos
,
接口等等 将纺织制造生产过程的数据自动采集到
,
文件系统和物联网
SPIFFS
协议 最上层为
MQTT
.
系统 优化整体纺织制造过程的生产效率与
MES
惹日
.
业务流程应用软件
.
,
系统作为生产管理的
MES
生产管理 由图 可知
１
上层 的 业 务 流 程 应 用 软 件 是 在 基 于 底 层
实时操作系统和中间层 文件系统
,
核心 其数据来源于核心数据采集传输器的各个对
外采集数据接口[] 本文着重研究的内容即核心数
５
Freertos SPIFFS
.
.
协议上运行的
和物联网
MQTT
.
据采集传输器的设计与实现
器
=
[=
图
数据采集模块系统软件结构
３ꢀ
数据采集系统的软件实现按其功能可以划分为
:
、
、
个模块 实时数据采集模块 网络传输模块 数据
３
储存分析及控制端模块[]
４
.
实时数据采集模块
３．１ꢀ
图
针织
系统
MES
１ꢀ
本系统采集的数据来自于针织大圆机自身所带
,
:
、
、
、
传感器的输出信号 包括 停机 上断纱 下断纱 探
系统硬件
２ꢀ
、
、
、
、
、
.
针 探布 安全门 缺油 下布 变频异常等 可控参
核心数据采集传输器的模块硬件结构框图如图
:
、
、
.
数包括 预算下布圈数 机速上限 机速下限 表
１
.
所示
芯片
作为 采集信号
芯片保存生产
EEPROM
(
)
.
为一台大圆机一个班次
采集数据示例
２
FPGA
LCMXO２Ｇ６４０
１２ h
.
并保存数据
外接
FPGA
Ű
Ű
７２
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