一种碳纤维生产过程信息自动采集装置及打印方法

技术领域

本发明属于碳纤维信息化生产技术领域，具体涉及一种应用于碳纤维生产过程信息自动采集装置及其打印方法。

背景技术

碳纤维有工业界“黑色黄金”的高端材料之称，随着国内科研院所的不断技术攻关，工艺技术水平得到了较大提高，从实验室研制进入了企业化规模生产阶段，大多数碳纤维企业借助ERP系统提高生产管理水平。生产和质量模块是ERP重要组成部分，其基础数据来源于现场车间一级，ERP只提供数据的录入或导入功能。而碳纤维生产现场只有很有限的IT系统，并且这些系统通常以机械控制与自动化为导向，因此ERP需要的现场车间级的生产及质量数据大量来自于人工录入，使得数据的实时性、准确性无法保证，影响了ERP在企业的应用效果。

发明内容

为了解决碳纤维生产过程信息需要人工记录、标签人工打印的技术问题，本发明提供了一种碳纤维生产过程信息自动采集的装置和方法，适用于碳纤维生产企业实现信息化需要解决生产过程数据自动采集的场景应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种碳纤维生产过程信息自动采集装置，包括ERP服务器和生产设备控制器，ERP服务器、生产设备控制器均与接口服务器进行数据交互，接口服务器与无线路由器进行数据交互，无线路由器与串口服务器进行数据交互，串口服务器与条码打印机相连，无线路由器与移动数据终端进行数据交互，移动数据终端分别与原料标签和工位标签相连。

在生产开始时，移动数据终端通过接口服务器从ERP服务器中获得生产计划(包括工艺要求)，现场操作人员可以根据移动数据终端上显示的生产计划要求，将控制指令经过接口服务器下发生产设备控制器，通过移动数据终端在原料上线、成品下线，扫描原料标签和工位标签，自动记录生产开始时间、结束时间，并从生产设备控制器获取碳纤维的生产实绩信息，从而自动生成完整的生产实绩信息，并上传到ERP服务器，同时自动打印成品标签。该发明解决了碳纤维生产过程信息需要人工记录、标签人工打印的问题，提高了工作效率，同时也避免了人工操作可能带来的失误。

移动数据终端为IP65防护等级的工业级PDA(掌上电脑PDA)，能够防止灰尘进入，这里起到了避免碳纤维生产中漂浮的碳丝(导电性)进入PDA的电路板而导致电源短路的危害。

移动数据终端具备WLAN通讯功能，可通过无线路由器和接口服务器进行通讯，使得移动数据终端可以在无线路由器wifi信号覆盖的碳丝生产现场任意地点进行生产信息交互，提高信息化操作的便捷性；PDA具备对一维条码、二位码通过扫描或成像后的解析功能，实现现场标签信息自动采集；串口服务器具备串口转网络功能，能够将条码打印机的RS-232串口转换成TCP/IP网络接口，现场打印机不再受制于串口传输距离的限制，而且接口服务器通过网络对现场的条码打印机实现集中控制。

接口服务器与生产设备控制器采用WebService技术进行数据交换。

接口服务器与生产设备控制器采用Modbus/TCP协议进行通信，接口服务器与现场打印机采用Modbus/ASCII协议进行通讯。

接口服务器与移动数据终端采用TCP/IP协议进行通讯，接口服务器作为服务器端，掌上电脑为客户端，服务器端开放特定的端口侦听客户端的连接请求，一旦建立了与客户端的握手连接，服务器端不断接收来自客户端的请求指令并执行。请求指令的命令格式如下：电文长度——电文名称——电文发送时间——数据内容——结束字符。

一种碳纤维生产过程信息自动采集方法，具体步骤如下：

一、碳纤维开始生产前，移动数据终端依次通过无线路由器、接口服务器从ERP服务器获取生产计划(包括工艺要求)；

二、现场操作人员根据移动数据终端上显示的生产计划要求，将控制指令或工艺参数经过无线路由器、接口服务器下发到生产设备控制器对生产设备控制；

三、根据计划对原料选取，原料原丝在上架生产碳丝时，移动数据终端扫描上架的原料标签，获得原料标识信息，移动终端扫描上架的工位标签，获取生产工位信息；

四、碳丝成品生产到指定长度下架时，移动数据终端扫描下架的工位标签，同时，通过接口服务器触发对生产设备控制器请求下架成品的实际长度、重量、生产时间等生产实绩信息；

五、现场工人在移动数据终端对上述信息确认无误后，将完整的生产信息经过接口服务器上传至ERP服务器，同时发出对条码打印机的打印指令，生成成品标签。

本发明通过自动化获取碳纤维生产过程的信息，并上传到ERP服务器，本发明实现了ERP对现场车间级生产、质量数据的自动采集功能，保证了数据的实时性、准确性，提高了工作效率，降低了差错，使ERP系统为企业信息化服务的功能得到充分发挥。

附图说明

图1为碳纤维生产过程信息自动采集装置的结构框图。

图中，1为ERP服务器，2为生产设备控制器，3为接口服务器，4为无线路由器，5为串口服务器，6为条码打印机，7为移动数据终端，8为原料标签，9为工位标签。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种碳纤维生产过程信息自动采集装置，包括ERP服务器1和生产设备控制器2，ERP服务器1、生产设备控制器2均与接口服务器3进行数据交互，接口服务器3与无线路由器4进行数据交互，无线路由器4与串口服务器5进行数据交互，串口服务器5与条码打印机6相连，无线路由器4与移动数据终端7进行数据交互，移动数据终端7分别与原料标签8和工位标签9相连。一、接口服务器3与ERP服务器1、生产设备控制器2的数据交互：

接口服务器3是整个采集装置的核心，接口服务器3与ERP服务器1、生产设备控制器2使用有线以太网连接。由于ERP服务器1、生产设备控制器2分别位属于企业的管理网、生产网，接口服务器3需要安装两块网卡用于连接管理网、生产网。上述建立的只是物理连接，具体通讯方式如下：接口服务器3与ERP服务器1采用WebService技术进行数据交换。WebService技术能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可相互交换数据或集成。这里不同机器上的不同应用是指ERP服务器1、接口服务器3的不同应用程序。

在本实施中，ERP服务器1上提供两种服务供接口服务器3发起请求调用：1、请求计划服务；调用服务后，当日的作业计划会发给接口服务器3；2、生产实绩接收服务,调用服务后，接口服务器3将生产实绩上传到ERP的数据库。

接口服务器3与生产设备控制器2采用MODBUS/TCP协议通讯，接口服务器3发出MODBUS指令后，能指令一个生产设备控制器2改变它的寄存器的某个值(下达工艺参数要求)，或者指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据(生产实绩)，具体指令格式具体如表1所示：

表1指令格式

二、接口服务器3和移动数据终端7的数据交互；

接口服务器3和移动数据终端7的通过无线网络通讯，移动数据终端7的使用不再受有线网络需安装在固定位置的制约，可以在无线路由器4的wifi信号覆盖的生产现场任意地点与接口服务器3进行信息交互，提高信息化操作的便捷性。接口服务器3和移动手持终端7的通讯采用TCP/IP(socket)通讯，socket被翻译为“套接字”，它是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式。通过socket这种约定，一台计算机可以接收其他计算机的数据，也可以向其他计算机发送数据。实施中，接口服务器3作为服务端，可以接受多台移动数据终端7的同时连接。操作人员通过移动数据终端7发出计划请求、上传生产实绩电文到接口服务器3，再由接口服务器3调用ERP服务器上的服务完成。操作人员也可通过移动数据终端7发出打印请求电文到接口服务器3，接口服务器3执行具体打印功能。

通讯的电文格式内容如表2下：

表2

电文号的定义如表3所示：

表3

三、接口服务器3和标签打印机的数据交互

位于生产车间的标签打印机采用RS232串行接口通讯，RS232标准通讯距离在15米内，为了和远端的接口服务器3通信，现场增加串口服务器5，使得打印机这一串口设备立即具备TCP/IP网络接口功能，扩展了其通讯距离。

本发明通过自动化获取碳纤维生产过程的信息，并上传到ERP服务器1，本发明实现了ERP对现场车间级生产、质量数据的自动采集功能，保证了数据的实时性、准确性，提高了工作效率，降低了差错，使ERP系统为企业信息化服务的功能得到充分发挥。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。