注塑行业数字化数据采集装置及方法与流程

本发明涉及注塑采集领域，尤其涉及一种注塑行业数字化数据采集装置及方法。

背景技术：

1、注塑行业数字化与智能制造是当今工业发展的重要方向之一，它涵盖了制造过程中的各个环节，从设计、模具制造、注塑成型、品质检测到物流配送等多个领域，数字化技术和智能制造理念对于提高生产效率和产品质量有着重要意义。

2、通过数据采集，可以实时监测和控制生产过程中的各项参数指标，并将其传输到数据分析系统中进行统计分析。这对于工业企业的生产效率、质量、安全等多个方面都具有重大的作用。

3、然而注塑行业属于离散型工业，各种机械的控制器设备和辅助设备的品牌、型号参差不齐，软硬件系统不兼容，数据采集是一个复杂的过程，需要整合市面上各种工控机的品牌、型号、程序版本，兼容各种接口和协议。并且使用传统的外接传感器进行注塑设备的采集，因为设备对外接口少，且外接传感器受外界环境影响，存在着采集数据数量少、采集值不准确的问题。因而，数据采集成了实现注塑行业数字化与智能制造的绊脚石。

技术实现思路

1、本发明针对传统的注塑行业数字化数据采集中的设备兼容性差以及外接传感器采集的数据量少、采集值不准确的问题，提供了一种注塑行业数字化数据采集装置及方法，实现了对不同品牌、型号、接口、协议的设备的生产数据的采集及集成管控。

2、本发明解决上述技术问题的方案如下：构造一种注塑行业数字化数据采集装置，用于采集注塑机及其辅助设备的生产数据，所述采集装置包括计算机终端和物联网智能网关。

3、所述计算机终端安装有抓包软件、设备互联软件，其中：设备互联软件用于配置计算机终端和注塑机及其辅助设备工控机下位机之间的连接；抓包软件用于抓取注塑机及其辅助设备工控机上下位机之间通信的数据包，通过抓包结果确定各生产数据的地址，建立各生产数据原地址点位表和mqtt节点的映射关系，生成物联网智能网关配置文件；

4、所述物联网智能网关通过有线形式与注塑机及其辅助设备的工控机连接，进行生产现场数据采集，对不同品牌、型号、接口、协议的设备的生产数据进行集成管控；所述物联网智能网关包括以下几个模块：

5、输入模块：用于通过有线方式与注塑机及其辅助设备工控机的下位机建立连接，读取工控机上下位机之间的通信数据；

6、解析模块：用于根据工控机上下位机的通信协议解析输入模块输出的工控机上下位机之间的通信数据，根据计算机终端输出的配置文件中的地址提取生产数据，当检测到生产数据的值发生变化时，将提取出的数据转化成mqtt协议的数据格式，得到需要的mqtt数据节点，不同类型的注塑机或者辅助设备的相同参数对应于同一个mqtt数据节点，以实现数据协议的统一；

7、输出模块：用于将解析模块转化的数据节点通过mqtt客户端发送到mqtt服务器。

8、优选的，所述计算机终端上安装的抓包软件包括串口抓包软件和网口抓包软件，所述物联网智能网关需要支持串口和网口数据输入。

9、优选的，所述物联网智能网关的软件可以通过u盘本地升级、网线直连和无线连接本地升级、无线连接远程升级。

10、本发明还提供一种注塑行业数字化数据采集方法，使用计算机终端和物联网智能网关采集注塑机及其辅助设备的生产数据，所述计算机终端用于通过抓包确定生产数据原地址点位表和mqtt节点的映射关系，所述物联网智能网关用于根据生产数据原地址点位表和mqtt节点的映射关系进行生产数据采集，所述方法包括以下步骤：

11、s1)通过计算机终端抓取注塑机或者辅助设备工控机上下位机的通信数据包，解析数据包，筛选生产数据，确定各生产数据与其地址的对应关系，建立注塑机或者辅助设备原地址点位表和mqtt节点的映射关系，生成配置文件，对物联网智能网关进行初始化配置；

12、s2)将物联网智能网关一对一地和注塑机或者辅助设备工控机通过有线方式连接，进行生产现场数据采集，将不同品牌、型号、接口、协议的设备的生产数据统一成mqtt协议，发送到mqtt服务器，实现集成管控。

13、优选的，对于所述步骤s1)中生成的配置文件，同一种型号的工控机，配置文件可以复用；不同协议类型的注塑机或者辅助设备的配置文件中，相同的参数对应于同一个mqtt数据节点，以实现数据协议的统一。

14、优选的，所述s2)具体步骤包括：

15、s21)将物联网智能网关和注塑机或者辅助设备工控机的下位机进行有线连接；

16、s22)对注塑机或者辅助设备断电重启，抓取注塑机或者辅助设备工控机上下位机的通信数据包，根据工控机上下位机之间的通信协议，解析通信数据包，根据s1)中生成的配置文件，过滤掉无效的内容，检测s1)中生成的配置文件中对应地址的生产数据是否有变化，当生产数据的值发生改变的时候，将改变后的值按照mqtt协议进行数据格式的转换，打包成mqtt协议数据，按照mqtt节点映射关系发送到mqtt服务器。

17、优选的，所述s1)具体步骤包括：

18、s11)通过计算机终端连接注塑机及其辅助设备，使用抓包软件抓取设备开机时的数据包，并将抓取到的数据包保存到计算机终端；

19、s12)通过注塑机或者辅助设备的工控机上位机界面选择有价值的生产数据，修改生产数据的值，触发上下位机通信，利用抓包软件抓取通信的报文，对报文进行解析，提取出地址值及对应的生产数据值，并确认抓取解析后的生产数据是否正确，记录下生产数据地址和生产数据名称的对应关系；重复此步骤获取所有有价值的生产数据的地址及生产数据名称的对应关系；跟步骤s11)中抓取到的开机时的数据包进行比对，确定有无重要生产数据遗漏。

20、s13)对于s12)中筛选出的所有生产数据，建立注塑机或者辅助设备工控机原地址点位表和mqtt节点的映射关系，对物联网智能网关进行配置。

21、优选的，所述步骤s11)包括：

22、s111)将注塑机或者辅助设备工控机和计算机终端之间进行物理连接；

23、s112)在设备互联软件中配置好计算机终端和注塑机或者辅助设备工控机下位机之间的连接；

24、s113)打开抓包软件，设置过滤条件，开启报文监听状态；

25、s114)将注塑机或者辅助设备工控机断电重启，抓取开机数据包。

26、优选的，所述s13)具体是指根据注塑机或者辅助设备工控机上位机的界面，查找各有价值的生产数据的注解、变量类型、单位，结合所述s12)中的生产数据地址和生产数据名称的对应关系，建立注塑机或者辅助设备工控机原地址点位表和mqtt节点的映射关系，生成配置文件，用该配置文件对物联网智能网关进行配置。

27、优选的，所述步骤s21)中的连接方式可以是rs232、rs485或rj45。

28、实施本发明的注塑行业数字化数据采集装置及方法，可以带来以下的有益效果：通过抓取注塑机及其辅助设备工控机上位机和下位机通信时的数据包，再按照协议解析，提取有价值的生产数据的数据采集方式，适用于所有品牌、型号、软件版本、接口和协议的注塑机及其辅助设备，设备兼容性强；注塑机或者辅助设备与物联网智能网关一对一连接，每个物联网智能网关采集一台设备的生产数据，将采集结果转成mqtt协议的数据，不同类型的注塑机或者辅助设备的相同参数对应于同一个mqtt数据节点，实现了数据协议的统一；所有物联网智能网关的数据最终都通过车间交换机集中到上层云服务器，实现了对生产数据的集成管控；同时，因为采集的是生产设备工控机内部地址中的生产数据，不受设备对外接口的限制，采集到的生产数据的数量比外置传感器方式采集方法要多；并且生产设备工控机内部地址中的生产数据不像外置传感器数据一样容易受到外界环境的影响，生产数据的值更准确。

技术特征：

1.一种注塑行业数字化数据采集装置，用于采集注塑机及其辅助设备的生产数据，其特征在于，所述注塑行业数字化数据采集装置包括：

2.根据权利要求1所述的注塑行业数字化数据采集装置，其特征在于，所述计算机终端上安装的抓包软件包括串口抓包软件和网口抓包软件，所述物联网智能网关需要支持串口和网口数据输入。

3.根据权利要求1所述的注塑行业数字化数据采集装置，其特征在于，所述物联网智能网关的软件可以通过u盘本地升级、网线直连和无线连接本地升级、无线连接远程升级。

4.一种注塑行业数字化数据采集方法，其特征在于，使用计算机终端和物联网智能网关采集注塑机及其辅助设备的生产数据，所述计算机终端用于通过抓包确定生产数据原地址点位表和mqtt节点的映射关系，所述物联网智能网关用于根据生产数据原地址点位表和mqtt节点的映射关系进行生产数据采集，所述方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的注塑行业数字化数据采集方法，其特征在于，对于所述步骤s1)中生成的配置文件，同一种型号的工控机，配置文件可以复用；不同协议类型的注塑机或者辅助设备的配置文件中，相同的参数对应于同一个mqtt数据节点，以实现数据协议的统一。

6.根据权利要求4所述的注塑行业数字化数据采集方法，其特征在于，所述s2)具体步骤包括：

7.根据权利要求4所述的注塑行业数字化数据采集方法，其特征在于，所述s1)具体步骤包括：

8.根据权利要求7所述的注塑行业数字化数据采集方法，其特征在于，所述步骤s11)包括：

9.根据权利要求7所述的注塑行业数字化数据采集方法，其特征在于，所述s13)具体是指根据注塑机或者辅助设备工控机上位机的界面，查找各有价值的生产数据的注解、变量类型、单位，结合所述s12)中的生产数据地址和生产数据名称的对应关系，建立注塑机或者辅助设备工控机原地址点位表和mqtt节点的映射关系，生成配置文件，用该配置文件对物联网智能网关进行配置。

10.根据权利要求6所述的注塑行业数字化数据采集的方法，其特征在于，所述步骤s21)中的连接方式可以是rs232、rs485或rj45。

技术总结
本发明公开了一种注塑行业数字化数据采集装置及方法，该方法包括：通过计算机终端抓取注塑机及其辅助设备工控机上下位机之间通信的数据包，确定配置文件对物联网智能网关进行初始化配置，物联网智能网关和工控机下位机连接抓取工控机上下位机通信数据包，采集工控机内部存储的生产数据转化成MQTT协议发送到MQTT服务器。通过本发明，可以将各种品牌和协议的注塑机及其辅助设备工控机内部的生产数据采集出来，统一数据协议，集中管控。

技术研发人员：汪智勇,冯伟,于松波,陈俊彬,潘明华,周良,徐承虎,杨金表
受保护的技术使用者：深圳市中科晟达互联智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5