[发明专利]通用的基于OPC UA的PCB制造设备信息采集系统

说明书

本发明提供一种通用的基于OPC UA的PCB制造设备信息采集系统，通过抽象PCB设备运行过程，提出了PCB设备运行模型，并根据该模型描述了设备状态切换模型；通过对PCB行业数据抽象，构建统一的行业设备采集信息编码表。根据PCB设备运行模型、状态切换模型、设备采集信息编码表构表，结合OPC UA应用，提出了PCB设备信息采集数据模型TMSmodel。客户端数据采集系统TMSclient部署在现场设备或者现场控制器，主要负责采集、解析、上传设备信息和产品信息，并接收服务器下发控制命令。服务器端数据接收与存储系统TMSserver部署在工厂机房服务器，主要负责接收、解析、存储工厂设备端传送的信息，并根据不同业务需求，对数据库存储的原始信息进行数据挖掘，输出智能看板和智能报表。

技术领域

本发明设计工业自动化领域，特别涉及应用于工业自动化领域中PCB离散制造行业中一种通用的基于OPC UA协议的PCB设备数据采集系统。

背景技术

在传统的印刷电路板PCB产业中，因制造流程复杂、量大，交期和品质难以把控,以及产品生产过程难以追溯等问题日益变的突出。在工业互联网推动下，为了解决上述问题，需要把各类生产设备联网，实时采集各类设备生产信息，以构建数字化智能工厂。

另一方面，PCB制造行业中，工艺流程复杂，有二十几道工序，设备种类多样，为了实现对底层设备的信息采集，需要针对每个种类的现场设备，甚至是同一种类不同厂家设备，定制化开发数据采集程序,不仅工作量大，数据格式也不统一，没法进行设备互联。因此，能否针对PCB整厂设备构建一个统一的数据模型就成为核心问题。

发明内容

本发明为解决上述问题，提出了一种通用的基于OPC UA的PCB设备信息采集数据方法，以适配PCB各个工艺流程中不同种类设备、不同品牌设备的数据统一采集与下发，保证各种异构设备之间数据互通性；同时能够保证在工厂各种恶劣环境下，信息采集的准确性、实时性。通过对设备运行状态、参数抽象，输出了适合PCB制造行业的数据接口模型。

为了实现发明目的，本发明的技术方案如下，一种通用的基于OPC UA的PCB制造设备信息采集模型，主要包括：设备信息采集模型TMSmodel、客户端数据采集系统TMSclient、服务器端数据接收与存储系统TMSserver。

服务器端通过java语言、mysql数据库、高级消息队列技术实现；客户端单元和服务器端同时部署opc ua接口应用程序，并制定基于订阅及发布方式进行数据收发。

基于OPC UA的PCB制造设备信息采集模型TMSmodel，主要为了实现各种异构设备语义层识别，打破设备之间因为没有统一的数据结构，而引发的设备“信息孤岛”；通过对行业数据抽象，构建统一的行业数据模型。

该模型由以下四个部分组成：

1)设备采集信息编码表；

2)设备信息字典表；

3)设备运行模型；

4)设备状态机模型；

通过设备采集信息编码表，构建了基于PCB整厂的统一的数据结构，其适用于PCB制造工艺各个流程，包括：开料车间、内层车间、钻孔车间、电测车间、成品车间等。设备采集信息编码表，主要包括设备编码、名称、说明、是否对接字典外表，如下表所示；其中Dictinary表示该字段是否需要对接字典外表。设备信息字典表描述了设备与系统交互时所需要采集信息项字典表内容和编码原则，是对设备采集信息编码表相关字段的细化，由厂家根据具体业务需求灵活扩展字段。

表1 PCB整厂设备设备采集信息编码表