一種生產線數據采集控制裝置的制作方法

專利名稱：一種生產線數據采集控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種一種生產線數據采集控制裝置，特別涉及一種采用 單片機控制的生產線數據采集控制裝置。
胃京伎不
工廠中的工人或者機器進行產品生產時普遍采用流水線作業方式，把產 品的生產分成多個工序，而每個工序又由一個或多個工位同時在一條流水線 上作業生產。為了提高生產效率，管理者就必須每時每刻掌握各個工位在生 產進行中的諸如計劃值、目標值、實際值、差距值、實時合格數量、產品合 格率、產品堆積數量、操作工人或設備的生產效率、原材料使用情況、設備
運行狀況、缺料狀況等'-k產線實時信息。H前，大多數工廠仍然釆用人.i.:巡
檢的方式獲取這些信總，這不僅花費報大的管理成本，同時也導致所獲得的
數據信息不及吋，不準確，不客觀，3致管理決策錯誤，無形損失巨大。
另外，在H前的有些工廠，特別是在產品工序較復雜或者產量較大的大
型工廠里，管理人員不能及時發現某個:丄:序或丄位出現的不良狀況，也就不能 及時提醒工人或機器操作人員做出改善，造成生產混亂，以致影響總體生產效益，無形損 失更是慘重。如果生產管理部門主要領導異地出差或出國，不在生產現場，更是無法實時 了解工廠的生產狀況。不能及時作出調整，給生產造成更大的損失。

實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供--種能采集工廠生產進行中的計劃 產量數值、目標產量數值、實際完成數值、未完成(差距)數值、合格數、 合格率，材料剩余量、缺料狀況、停線時間、停線時間累計、設備故障及其
3故障原因、設備中及工作環境中的模擬物理量等數據信息的智能型數據采集 控制裝置。這個控制裝置包含一個能組成--個通信網絡的通行電路，把采集 到的數據傳輸到數據控制中心，或接收數據控制中心的數據和命令。從而避 免因在實際生產中數據采集不及時、不準確給生產帶來得損失，進'-歩提高 生產效率。
本實用新型所提供的生產線數據采集控制裝置實施例是通過以下技術方 案實現的該生產線數據采集控制裝置，包括中央處理器，所述中央處理器 外部連接有計數信號輸入電路、外部傳感器信號輸入電路、顯示屏接口電路、 鍵盤及按鍵接口電路、控制輸出電路、求助信號輸出電路、外部設備信號接 口電路、模擬量信號輸入電路。
作為上述實施例的迸--歩改進，所述生產線數據采集控制裝置的中央處 理器外部連接有通信電路。
作為上述實施例的進'-歩改進，所述生產線數據采集控制裝置的中央處 理器外部連接有報警輸出電路。
作為上述實施例的更進一-歩改進，所述牛.產線數據采集控制裝置的中央 處理器外部連接有語音電路。
上述各種外閨電路具體實現以下各種功能
1) 通過計數信號線接口電路，接收操作員手動操作計數按鍵、外部設備 輸出的開關量信號，微處理器鍵根據這辨信號實現計數功能；
2) 外部傳感器輸入接U電路，接收外部傳感器輸出信號，微處理器鍵根 據這些信號實現數據處理功能；3) 通過數據存儲器接口電路，把采集到的各種信息在存儲器中保存起來;
4) 通過顯示屏接口電路，把數據存儲器中需要顯示的數據內容顯示在相 應的LED或LCD顯示屏上；
5) 通過鍵盤及按鍵接口電路，接收操作員手動按鍵(盤)的信息，使微 處理器根據讀取的鍵值完成程序規定的工作任務；
6) 通過控制輸出電路，微處理器可以實現向外輸出控制外部設備功能；
7) 通過報警輸出電路，微處理器可以向外發出報警信號；
8) 通過語音電路，微處理器可以向外發出提示作用的語音信息；
9) 通過求助信號輸出電路，微處理器可以向外發出缺料、設備故障及故 障原閑等求助信號；
10) 通過外部設備接I」Hi路，來集外部設備的運行狀態信總； U)通過內部時鐘電路，為本實州新M系統提供精準的吋間，以便ft動計
算設備運行的時間，停止運行時間或與時間有關的信總處理；
12) 通過模擬信號輸入電路，微處理器可以采集「.位環境或生產設備運行 屮的有關模擬物現量輸入信息，并把采集到的信息存儲在數據存儲器 中保存起來；
13) 通過通信電路，微處現器接收數據控制中心發來的數據和命令，并做 出相應的處理；
14) 通過通信電路，微處理器把有關數據信息傳送到數據控制中心的網絡啦厶卜 r 口丄。
該生產線數據采集控制裝置使成熟的單片機與嵌入式應用系統技術、數據采集技術、LED或LCD顯示技術、控制技術，網絡通信技術，以及各種應 用成熟的計算機接P電路技術相結合，加上CPU應用軟件，組成一個具有網 絡通信功能的智能型的智能生產線數據采集控制裝置。使用時把這種裝置安 裝在工廠生產線的各個工作站(工位)，它就能自動采集該工位的各種生產信 息，并顯示在顯示屏上，使作業工人或管理人員實時地掌握這些信息；同時, 它還能分析數據自動做出提醒工人改善生產的語音報警，時刻提醒工人集中 精力生產，控制產品正常產出它還能釆集設備運行數據，對生產設備的不 正常狀況發出報警，控制了產品質，這樣既節約成本，又可提高生產效益。 由于這種控制裝置具有數據網絡傳送功能，它可把采集的信息及時傳輸到生 產管理中心，使管瑰領導層及時、準確了解生產情況，及吋分析牛.產數據， 及時做出管理決策，使工廠生產管理:l:作智能化，自動化，數據化，大大提 高管理效率，從而提高工j ',產效益。若把這些數據上傳至百.聯M,就可以 通過互聯網實現遠程管理，從而節省人量的人力物力。
上述說明僅是本實用新.麼技術方案的概述，為/能夠更清楚丫解本實用 新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以'卜'以本實用新型的較 佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本實用新型的具體實施方式
山以下實施 例及其附圖詳細給出。


圖1是本實用新型實施例提供生產線數據采集控制裝置的整體結構框圖。
圖2是本實用新型實施例提供生產線數據釆集控制裝置的接口電路框圖。 圖3是本實用新型實施例提供生產線數據采集控制裝置和外部設備連接圖4是本實用新型實施例提供生產線數據采集控制裝置的網絡連接結構具體實施方式
為了更好的理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖詳細描述本實用 新型提供的實施例。
參見圖l、圖2所示，本實用新型生產線數據采集控制裝置實施例的具體 連接方式如下-
1) 本實用新型生產線數據采集控制裝置實施例采用的微處理器(以下簡 稱CPU)選用MCS-51內核的8位微處理器STC89C52RC,其主要性能為 最高頻率為40MHz,含8K Flash程序存儲器R0M、 512K內部數據存儲 器RAM、 PO, Pl, P2， P3, IM (4位)，等五個8位輸入輸出I/O端l」；
2) 4路計數信號輸入電路釆片j [C PC8i7進行光電耦合隔離電路，與CPU 的P3口的P3.2、 P3.3、 P3.4、 P3.5進行連接。外部計數信息和開關
量信總數據此電路輸入到CPU;
3) 數據存儲器接U電路釆川4片PM24C256存儲芯片組成，總容量為
2561(*4=102祖容量，與CPU的P4 口的P4.0和P4.1連接。它用來保存 數據信息。
4) 外部傳感器信號輸入電路釆用IC PC817進行光電隔離電路，與外部 傳感器的輸出端與CPU的P3.4、 P3. 5 口進行連接；同時設計一個供外 部傳感器使用的直流電源電路，給外部傳感器提供直流電源。外部傳 感器數據信息由此電路輸入到CPU;5) 按鍵輸入電路通過高電平上拉電路，使按鍵與CPU的P3. 7端口連接，
按鍵操作信息有此電路直接輸入到CPU;
6) 鍵盤接口電路通過通信電路，使按鍵與CPU的P3.7口連接。操作員
操作鍵盤的信息由此電路輸入到CPU;
7) 顯示屏接U電路顯示屏選用12864型LCD顯示屏，其8位數據線通 過高電平上拉電路與CPU的P0 口連接，地址線和控制線與CPU的P2 口連接。CPU把需要顯示的數據信息由此電路輸出到顯示屏上顯示。
8) 輸出控制電路由4N35和TIP122光電隔離和達林頓晶體管驅動電路 組成的輸出控制電路，與CPU的P2 口的P2. 6、 P2. 7和P3 口的P3. 6 口，再與芯片7祖C595 IJ連接。CPU由此電路輸出控制外部設備。
9) 輸出報警電路山》C3020和BT136光電隔離和rij控硅驅動電路組成 的輸出控制!1i路；與CPU的P2 口的P2. 6、 P2. 7和P3 U的P3.6 口 ， 再與芯片7他C595 口連接。CPU由此電路輸出報警信號。
10) 語音電路由語音芯片ISD2560、 LM3挑和小喇叭組成；與CPU的P2 口的P2.6、 P2. 7和P3 口的P3.6 口 ，再與芯片74HC595 L!連接。CPU
由此電路向外發出語音提醒信息。
11) 外部設備接U電路山PC817組成；采用IC PC817進行光電隔離電路， 與外部傳感器的輸出端與CPU的P3. 4、 P3. 5 口進行連接。CPU由此電
路采集外部設備運行狀態信息和給外部設備開關量信號。
12) 內部時鐘電路由DS1302和晶體震蕩電路組成，與CPU的PI 口的PI. 7、
PI. 6、 P1.5連接。此電路為總個系統提供精準的時間信息，以便CPU根據時間做出處理動作。
13)模擬信號輸入電路通過TLC2543與CPU的Pl 口的PI. (TPl. 4連接。CPU
由此電路采集外部模擬量輸入信息。 M)通信電路由MAX487芯片，與PCU的P3 口的P3.0和P3.1連接。還
有 一種方式是用MAX232芯片，或由RTL8019AS芯片組成的網絡控制模
塊組成通信電路，與CPII的P3口連接。CPU由此電路實現網絡通信功能。
圖3是本實用新型實施例提供生產線數據采集控制裝置和外部設備連接 示意圖。該生產線數據采集控制裝置通過數據線和按鍵、鍵盤、LED、 LCD、 蜂鳴器、喇叭以及各種機械設備連接，實時采集生產中的各種數據，并對各 種數據進行自動處理，智能地控制產品的產量與質量。
圖4是本實用新型實施例提供生產線數據采集控制裝置的網絡連接結構
圖。該生產線數據采集控制裝置可通過以太網或RS幼5網及數據集線器和互
聯網連接，采集到的數據可自動本地儲存或自動網絡通信傳輸并儲存于網絡
平臺，實現工廠生產的實時遠程管理，也可實現多個生產線數據釆集控制裝
置之間的通信。這樣，就使工廠繁雜的管理工作科技化、智能化，自動化，數
據化，為工廠管理者提供了一個有力的助手，可大大提高工廠的生產效益，
促進工廠生產力的發展，進而也促進了社會生產力進步與發展。
以上對本實用新型實施例所提供的一種生產線數據采集控制裝置進行了
詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型實施例的思想，在
具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應 理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種生產線數據采集控制裝置，包括中央處理器，其特征在于該中央處理器外部連接有計數信號輸入電路、外部傳感器信號輸入電路、顯示屏接口電路、鍵盤及按鍵接口電路、控制輸出電路、求助信號輸出電路。
2. 如權利要求1所述生產線數據采集控制裝置，其特征在于該中央處理器 外部連接有通信電路。
3. 如權利要求2所述生產線數據釆集控制裝置，其特征在于該中央處理器 外部連接有外部設備信號接口電路。
4. 如權利要求3所述生產線數據采集控制裝置，其特征在于該中央處理器 外部連接有模擬量信號輸入電路。
5. 如權利要求4所述生產線數據采集控制裝置，》i:特征在于該中央處現器 外部連接有報警輸出電路。
6. 如權利要求5所述生產線數據釆集控制裝置，其特征在于該中央處理器 外部連接有語咅電路。
7. 如權利要求6所述生產線數據采集控制裝置，其^^征在于該中央處理器 連接有外部存儲器。
8. 如權利要求7所述生產線數據采集控制裝置，其特征在于該中央處理器 外部連接有內部時鐘屯路。
9. 如權利要求1至8任--項權利要求所述生產線數據采集控制裝置，其特征 在于所述中央處理器為單片機。
10. 如權利要求9所述斗:產線數據采集控制裝置，其特征在丁-所述中央處理 器為51系列單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種生產線數據采集控制裝置，由中央處理器以及和其連接的計數信號輸入電路、外部傳感器信號輸入電路、顯示屏接口電路、鍵盤及按鍵接口電路、控制輸出電路、求助信號輸出電路、外部設備信號接口電路、模擬量信號輸入電路、通信電路等外接電路組成。該裝置安裝在工廠的生產線的各個工位上使用時，可實時采集生產中的各種數據，工廠繁雜的管理工作科技化、智能化，自動化，數據化，網絡化，為工廠管理者提供了一個有力的助手。
文檔編號G05B19/02GK201278098SQ20082016051
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月10日 優先權日2008年10月10日
發明者許綸煌 申請人:許綸煌