專(zhuān)利名稱：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行 管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前與生產(chǎn)管理系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)有
1. ERP (Enterprise Resource Planning )企業(yè)資源規(guī)劃，或MRP (manufacturing resource planning)制造資源計(jì)劃，均為對(duì)制造企業(yè)的所有資源進(jìn)行有效 計(jì)劃的一種方法，包括經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、生產(chǎn)規(guī)劃、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、 能力需求計(jì)劃以及有關(guān)能力和物料的執(zhí)行支持系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)可完成生 產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的許多職能，主要是實(shí)現(xiàn)在辦公室的PC軟件，而非生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
2. 專(zhuān)用帶PC機(jī)的大型自動(dòng)化設(shè)備，這類(lèi)設(shè)備側(cè)重于專(zhuān)用工藝的實(shí)施，單機(jī) 使用，附帶生產(chǎn)信息，其他無(wú)PC機(jī)的設(shè)備則沒(méi)有。
3. 在生產(chǎn)線上設(shè)置多臺(tái)電腦的方式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)管理，因此多條生產(chǎn) 線或多個(gè)工位就得設(shè)置多臺(tái)電腦。電腦的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)性差、體積大、網(wǎng)絡(luò) 布線復(fù)雜、投資大、軟硬件資源利用率低。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種基于微處理器的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管 理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，該系統(tǒng)為包括PC主機(jī)及多個(gè)分布在各個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工 位的微處理器單元的分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，收集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物流及狀 態(tài)信息并統(tǒng)計(jì)，完成呼叫等服務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)連線簡(jiǎn)單、靈活性好、 系統(tǒng)投資小。
本實(shí)用新型的目的采用以下方案實(shí)現(xiàn)
一種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，包括主機(jī)、PC主機(jī)以及一個(gè)或 一個(gè)以上的狀態(tài)終端、 一個(gè)或一個(gè)以上的服務(wù)終端，狀態(tài)終端與服務(wù)終端均 為基于微處理器的單元，而主機(jī)則分別與PC主機(jī)、狀態(tài)終端、服務(wù)終端連接， 其特征在于還包括一個(gè)或一個(gè)以上的物流終端，所述的物流終端包括第一 微處理器，該第一微處理器分別與鍵盤(pán)、符號(hào)錄入裝置、顯示單元連接，并
經(jīng)RS485通訊單元后通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)連接。
上述系統(tǒng)還包括一個(gè)或一個(gè)以上的呼叫顯示板，所述的呼叫顯示板包括 第二微處理器，該第二微處理器與LED燈陣列顯示板連接，經(jīng)音樂(lè)控制器連 接至喇叭，并經(jīng)RS485通訊單元后與主機(jī)連接。
上述的符號(hào)錄入裝置為條碼掃描槍或小數(shù)字鍵盤(pán)，或標(biāo)準(zhǔn)PC鍵盤(pán)。第一 微處理器為89C55單片機(jī)。
上述的顯示單元為L(zhǎng)ED顯示屏，或LCD顯示板。
上述的第一微處理器還與蘑菇按鍵連接。
上述的狀態(tài)終端包括第三微處理器，該第三微處理器分別與撥碼開(kāi)關(guān)、 鍵盤(pán)、LCD顯示板、控制信號(hào)燈狀態(tài)的燈控盒、信號(hào)轉(zhuǎn)換口連接，并經(jīng)RS485 通訊單元后與主機(jī)連接。
上述的第三微處理器(200)為89S51單片機(jī)。
上述的主機(jī)包括有兩個(gè)通信口的微控制器， 一個(gè)通信口與RS485通訊單 元連接后連至PC主機(jī)，另外一個(gè)通信口與RS485通訊單元連接后連至各個(gè) 終端。
上述的現(xiàn)場(chǎng)RS485通訊網(wǎng)絡(luò)由雙絞線或無(wú)線模塊組成。
本實(shí)用新型采用基于微處理器的終端處理單元，構(gòu)成以PC主機(jī)為主、分 布在各個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的微處理器單元為從的分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，收集 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物流及狀態(tài)信息并統(tǒng)計(jì)，完成呼叫等服務(wù)，與現(xiàn)有技術(shù)采用現(xiàn)場(chǎng)
處理電腦相比，接口簡(jiǎn)單，且極大地節(jié)約了成本，靈活性強(qiáng)。采用RS485串 行口通信方式，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，對(duì)一般的工業(yè)廠房都可有效地覆蓋。物 流終端的外圍輸入設(shè)備可快速而準(zhǔn)確地輸入產(chǎn)品信息；用狀態(tài)終端信號(hào)燈的 不同工作狀態(tài)來(lái)指示不同的生產(chǎn)狀態(tài)(如正常工作、設(shè)備故障停機(jī)、換型、 計(jì)劃停機(jī))， 一目了然。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型的物流終端原理框圖。
圖3為本實(shí)用新型的狀態(tài)終端原理框圖。
圖4為本實(shí)用新型的服務(wù)終端原理框圖。
圖5為本實(shí)用新型的呼叫顯示板原理框圖。
圖6為本實(shí)用新型的主機(jī)原理框圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，本實(shí)用新型包括多臺(tái)PC機(jī)(如PC機(jī)A、 B、 C、 D、 E、 F)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、PC主機(jī)、主機(jī)、多個(gè)狀態(tài)終端(如第一、第二、第三狀
態(tài)終端)、多個(gè)物流終端(如第一、第二、第三物流終端)、多個(gè)服務(wù)終端 (如第一、第二服務(wù)終端)以及多個(gè)呼叫顯示板(如第一呼叫顯示板)。 其中各PC機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器讀取PC主機(jī)上的數(shù)據(jù)，各狀態(tài)終端、各物流終
端、各服務(wù)終端、各呼叫顯示板經(jīng)主機(jī)后連接至PC主機(jī)。狀態(tài)終端、物流終 端、服務(wù)終端、呼叫顯示板均為基于微處理器的底層控制單元，組成RS485 總線網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)終端通過(guò)地址辨識(shí)，地址編碼采用撥碼開(kāi)關(guān)，使各個(gè)終端的 互換性較強(qiáng)。主機(jī)通過(guò)輪詢方式與各終端聯(lián)系，各個(gè)終端發(fā)出的數(shù)據(jù)經(jīng)RS485 總線網(wǎng)絡(luò)傳輸至主機(jī)，然后傳輸至PC主機(jī)；PC主機(jī)進(jìn)一步處理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù) 據(jù)，并匯總制成圖表，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與多臺(tái)PC機(jī)共享。同時(shí)，PC主機(jī)也通 過(guò)主機(jī)將每天的生產(chǎn)計(jì)劃等信息傳輸給各個(gè)物流終端。
圖2為物流終端原理框圖，其包括第一微處理器400，該第一微處理器采 用89C55單片機(jī)，分別與撥碼開(kāi)關(guān)404、鍵盤(pán)405、 CPU監(jiān)控器406、電子鎖 407、蘑菇按鍵410、數(shù)字鍵盤(pán)411、條碼掃描槍412、大LED顯示屏401、 LCD顯示板402、喇叭408連接，并經(jīng)RS485通訊單元403后通過(guò)雙絞線或 無(wú)線模塊接入RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)連接至主機(jī)。整個(gè)物流終端由直流電源409供 電，直流電壓為5V。
LCD顯示板402共有三個(gè)顯示界面，界面1顯示該終端已生產(chǎn)的產(chǎn)品種 類(lèi)及數(shù)量，界面2為生產(chǎn)線操縱員向89C55單片機(jī)輸入產(chǎn)品類(lèi)別、生產(chǎn)數(shù)量 等信息時(shí)的操作界面，界面3顯示該終端所在生產(chǎn)線的計(jì)劃種類(lèi)、產(chǎn)量。界 面l、 2、 3的切換由鍵盤(pán)405完成。大LED顯示屏401放置于比較高的位置， 方便生產(chǎn)線管理人員査看，可用來(lái)顯示工位名稱、當(dāng)前產(chǎn)品類(lèi)別、計(jì)劃產(chǎn)量、 實(shí)際產(chǎn)量等信息。產(chǎn)品的生產(chǎn)信息由條碼掃描槍412輸入，數(shù)字鍵盤(pán)411用 于輸入產(chǎn)品的數(shù)量，或用PC標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)代替。89C55單片機(jī)即時(shí)處理完生產(chǎn)現(xiàn) 場(chǎng)信息后將驅(qū)動(dòng)LCD顯示板402、大LED顯示屏401顯示最新的當(dāng)前實(shí)際產(chǎn) 量，并經(jīng)RS485通訊單元403傳輸至PC主機(jī)。本終端產(chǎn)品類(lèi)別、計(jì)劃產(chǎn)量
由PC主機(jī)經(jīng)主機(jī)傳輸至89C55單片機(jī)，并輸出至LCD顯示板402、大LED 顯示屏401顯示。撥碼開(kāi)關(guān)404用于確定該終端的地址。當(dāng)出現(xiàn)誤操作或通 信不成功時(shí)，喇叭408將鳴響。電子鎖407用于限制未經(jīng)授權(quán)的使用者，CPU 監(jiān)控器406監(jiān)控第一微處理器400的狀態(tài)。
圖3所示為狀態(tài)終端原理框圖，其包括第三微處理器200，該第三微處理 器釆用89S51單片機(jī)，分別與確定該終端地址的撥碼開(kāi)關(guān)203、監(jiān)控第三微處 理器200狀態(tài)的CPU監(jiān)控器204、限制未經(jīng)授權(quán)的使用者的電子鎖205、鍵 盤(pán)208、信號(hào)轉(zhuǎn)換口211、 LCD顯示板201、用于呼叫服務(wù)的喇叭206、與信 號(hào)燈210連接的燈控盒209連接，并經(jīng)RS485通訊單元202后通過(guò)雙絞線或 無(wú)線模塊接入RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)連接至主機(jī)，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換口 211可與設(shè)備相 關(guān)信號(hào)點(diǎn)直接連接檢測(cè)其狀態(tài)，整個(gè)終端由直流電源207供電，電壓為5V。 鍵盤(pán)208用于向第三微處理器200輸入必要的信息(如工作狀態(tài)、呼叫等)， LCD顯示板201用于顯示相關(guān)信息(如工作狀態(tài)、終端編號(hào)等)。為方便生產(chǎn) 線管理人員的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，用燈控盒209控制信號(hào)燈210的狀態(tài)，當(dāng)工位正常 工作時(shí)，信號(hào)燈210綠燈亮；由于設(shè)備故障或缺料造成停機(jī)時(shí)，信號(hào)燈210 紅燈亮；當(dāng)換型時(shí)信號(hào)燈210黃燈亮；當(dāng)計(jì)劃停機(jī)、停產(chǎn)時(shí)信號(hào)燈210熄滅。 通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換口 211可與設(shè)備相關(guān)信號(hào)點(diǎn)直接連接檢測(cè)其狀態(tài)。
圖4為服務(wù)終端原理框圖，其包括第四微處理器800，該第四微處理器為 89S51單片機(jī)，分別與確定該終端地址的撥碼開(kāi)關(guān)803;監(jiān)控第四微處理器狀 態(tài)的CPU監(jiān)控器804;進(jìn)行信息操縱的鍵盤(pán)807;告知生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)呼叫的喇叭 805;顯示該終端地址、呼叫終端等信息的LCD顯示板801;并經(jīng)RS485通 訊單元802通過(guò)雙絞線或無(wú)線模塊接入RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，連接至主機(jī)；該終
端工作電源為直流電源806，電壓為5V。
圖5為呼叫顯示板原理框圖，用LED燈陣列顯示板及不同種類(lèi)的音樂(lè)告 知服務(wù)呼叫的種類(lèi)及位置。其包括第二微處理器600，該第二微處理器為89S51 單片機(jī)，分別與確定該終端地址的撥碼開(kāi)關(guān)603、監(jiān)控微處理器狀態(tài)的CPU 監(jiān)控器604、音樂(lè)控制器605、顯示不同種類(lèi)呼叫位置的LED燈陣列顯示板 601連接，其中音樂(lè)控制器605與喇叭606連接，用不同音樂(lè)告知生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不 同呼叫種類(lèi)；并經(jīng)RS485通訊單元602通過(guò)雙絞線或無(wú)線模塊接入RS485現(xiàn) 場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，連接至主機(jī)；該終端工作電源為直流電源606,電壓為5V。
如圖6所示為主機(jī)原理框圖，主機(jī)工作電源為5V的直流電源14;其包 括有兩個(gè)串行通信口的微控制器10，該微控制器為DS80C320單片機(jī)；由CPU 監(jiān)控器13監(jiān)控狀態(tài)；微控制器10的一個(gè)通信口與RS232通訊單元11連接后 接至PC主機(jī)；另外一個(gè)通信口與RS485通訊單元12連接后通過(guò)雙絞線或無(wú) 線模塊接入RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)RS485總線16接至各個(gè)終端。微控制器10還 與鍵盤(pán)15連接，鍵盤(pán)15帶有三個(gè)不同功能的按鍵，按鍵l:切換主機(jī)與PC
主機(jī)通信或終端通信；按鍵2:主機(jī)從PC主機(jī)獲取服務(wù)終端地址；按鍵3: 從PC主機(jī)獲取當(dāng)日產(chǎn)量指令。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下
每個(gè)工位的全部工作時(shí)間劃分成(1)正常工作(2)設(shè)備故障停機(jī)(3) 換型(4)計(jì)劃停機(jī)(5)損失(主要指缺料造成的停機(jī))(6)停產(chǎn)等六個(gè)部 分，所有工作時(shí)間必居其一。
生產(chǎn)線上的工作人員，每當(dāng)工作開(kāi)始時(shí)，通過(guò)該工位的物流終端從PC主
機(jī)獲取到產(chǎn)品類(lèi)別及計(jì)劃產(chǎn)量等指令，打開(kāi)電子鎖407，通過(guò)鍵盤(pán)405將LCD 顯示板402的顯示屏幕切換到界面3即可看到；當(dāng)生產(chǎn)進(jìn)行時(shí)，將LCD顯示 板402的顯示屏幕切換到界面2，利用物流終端的條碼掃描槍412、蘑菇按鍵 410、數(shù)字鍵盤(pán)411輸入生產(chǎn)的產(chǎn)品類(lèi)別、當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)數(shù)量等信息，其中條 碼掃描槍412可快速輸入產(chǎn)品類(lèi)別等信息，而數(shù)字鍵盤(pán)411輸入當(dāng)前生產(chǎn)數(shù) 量。操作蘑菇按鍵410，當(dāng)前生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量自動(dòng)重復(fù)。用鍵盤(pán)405將屏幕切 換到界面l，可査看該工位的產(chǎn)品類(lèi)別及實(shí)際產(chǎn)量。同時(shí)工作人員可打開(kāi)狀態(tài)終端的電子鎖205，通過(guò)狀態(tài)終端鍵盤(pán)208輸入 該工位的工作狀態(tài)，第三微處理器200將驅(qū)動(dòng)LCD顯示板201顯示當(dāng)前的工 作狀態(tài)及持續(xù)時(shí)間等，信號(hào)燈210顯示對(duì)應(yīng)的顏色。該終端的工作狀態(tài)信號(hào) 及終端地址經(jīng)RS485通訊單元202后傳輸至主機(jī)。如需服務(wù)，可按下相應(yīng)的 服務(wù)按鍵，則相應(yīng)的服務(wù)終端、呼叫顯示板會(huì)接收到呼叫信號(hào)，并顯示呼叫 的終端地址及呼叫信息。以上現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸至主機(jī)，再由主機(jī)傳輸至PC 主機(jī)。PC主機(jī)完成數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)的功能。企業(yè)內(nèi)局域網(wǎng)上PC機(jī)共享PC 主機(jī)收集的現(xiàn)場(chǎng)全面情況全部界面、數(shù)據(jù)；物流信息及生產(chǎn)狀態(tài)信息。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，包括主機(jī)、PC主機(jī)以及一個(gè)或一個(gè)以上的狀態(tài)終端、一個(gè)或一個(gè)以上的服務(wù)終端，狀態(tài)終端與服務(wù)終端均為基于微處理器的單元，而主機(jī)則分別與PC主機(jī)、狀態(tài)終端、服務(wù)終端連接，其特征在于還包括一個(gè)或一個(gè)以上的物流終端，所述的物流終端包括第一微處理器(400)，該第一微處理器分別與鍵盤(pán)(405)、符號(hào)錄入裝置、顯示單元連接，并經(jīng)RS485通訊單元(403)后通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 還包括一個(gè)或一個(gè)以上的呼叫顯示板，所述的呼叫顯示板包括第二微處理 器(600)，該第二微處理器與LED燈陣列顯示板(601)連接，經(jīng)音樂(lè)控 制器(605)連接至喇叭(606),并經(jīng)RS485通訊單元(602)后與主機(jī)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的符號(hào)錄入裝置為條碼掃描槍(412)或小數(shù)字鍵盤(pán)(411)，或標(biāo)準(zhǔn) PC鍵盤(pán)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的第一微處理器(400)為89C55單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的顯示單元為L(zhǎng)ED顯示屏(401)，或LCD顯示板(402)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的第一微處理器(400)還與蘑菇按鍵(410)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于所述的狀態(tài)終端包括第三微處理器(200)，該第三微處理器分別與撥碼開(kāi) 關(guān)(203)、鍵盤(pán)(208)、 LCD顯示板(201)、控制信號(hào)燈(210)狀態(tài)的 燈控盒(209)、信號(hào)轉(zhuǎn)換口 (211)連接，并經(jīng)RS485通訊單元(202)后與主機(jī)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的第三微處理器(200)為89S51單片機(jī)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的主機(jī)包括有兩個(gè)通信口的微控制器(10)， 一個(gè)通信口與RS485通 訊單元(11)連接后連至PC主機(jī)，另外一個(gè)通信口與RS485通訊單元(12) 連接后連至各個(gè)終端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于 所述的現(xiàn)場(chǎng)RS485通訊網(wǎng)絡(luò)由雙絞線或無(wú)線模塊組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的通用電子設(shè)備系統(tǒng)，包括主機(jī)、PC主機(jī)，以及多個(gè)與主機(jī)連接的基于微處理器的狀態(tài)終端、服務(wù)終端、物流終端，所述的物流終端包括微處理器400，該微處理器分別與鍵盤(pán)405、符號(hào)錄入裝置、顯示單元連接，并經(jīng)RS485通訊單元403后通過(guò)RS485現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)連接。該系統(tǒng)將多個(gè)基于微處理器的終端連接成一個(gè)以PC主機(jī)為主、分布在各個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的微處理器終端為從的分布式數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)，收集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的物流及狀態(tài)信息并統(tǒng)計(jì)，完成呼叫等服務(wù)，接口簡(jiǎn)單、靈活性好、系統(tǒng)投資小。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201035393SQ20062006359
公開(kāi)日2008年3月12日 申請(qǐng)日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者旭 張 申請(qǐng)人:旭 張