申请/专利权人：西门子工厂自动化工程有限公司

申请日：2019-02-19

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN109739202B

主分类号：G05B19/418(20060101)

分类号：G05B19/418(20060101);G06Q10/06(20120101);G06Q50/04(20120101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.16#授权;2019.06.04#实质审查的生效;2019.05.10#公开

摘要：本发明提供了一种生产管理系统，其包括：第一系统，用于控制至少一个生产设备执行生产指令，以及，第二系统，运行于实时监控所述生产设备的第一模式或者控制所述至少一个生产设备执行所述生产指令的第二模式，其中，当所述第一系统正常运行时，所述第二系统以所述第一模式运行并同步所述第一系统中的生产信息；当所述第一系统中断时，所述第二系统从所述第一模式切换至第二模式运行。本发明显著提高了。本发明能够避免生产设备的长时间停机，同时也避免了生产设备停机时生产废料的产生，降低了生产成本。

主权项：1.一种生产管理系统，其特征在于，所述生产管理系统包括：第一系统10，用于控制至少一个生产设备执行生产指令，以及，第二系统20，运行于实时监控所述生产设备的第一模式或者控制所述至少一个生产设备执行所述生产指令的第二模式，其中，当所述第一系统10正常运行时，所述第二系统20以所述第一模式运行并同步所述第一系统10中的生产信息；当所述第一系统10中断时，所述第二系统20从所述第一模式切换至第二模式运行，其中，所述第二系统20在所述第一模式下运行时，所述第二系统20实时采集所述生产设备的数据并传输至所述第一系统10，并且，所述第一系统10将所述生产指令同步传输至所述第二系统20。

全文数据：生产管理系统技术领域本发明涉及适用于工业领域，尤其涉及一种改进的生产管理系统。背景技术目前在制造生产系统中，一旦生产线的执行系统出现故障，产线将立即停止生产，导致正在生产的工件报废，产生大量的废工废料造成材料浪费。发明内容本发明的实施例旨在改进生产管理系统的。特别是，本发明的实施例利用根据本发明的一个方面，提供了一种生产管理系统，包括：第一系统，用于控制至少一个生产设备执行生产指令，以及，第二系统，运行于实时监控所述生产设备的第一模式或者控制所述至少一个生产设备执行所述生产指令的第二模式，其中，当所述第一系统正常运行时，所述第二系统以所述第一模式运行并同步所述第一系统中的生产信息；当所述第一系统中断时，所述第二系统从所述第一模式切换至第二模式运行。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述生产信息包括：订单批次信息、产品类型、加工参数、生产指令中的至少一种。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述第二系统在所述第一模式下运行时，所述第二系统实时采集所述生产设备的数据并传输至所述第一系统，并且，所述第一系统将所述生产指令同步传输至所述第二系统。根据本发明的一个实施例，所述生产管理系统包括：可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器包括：主控PLC和设备PLC，其中，所述主控PLC与所述设备PLC连接，所述设备PLC控制一台或多台所述生产设备。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述主控PLC包括内网口网段和外网口网段，其中，所述内网口网段与所述生产设备连接，所述外网口网段与中间网络相连以实现与所述第一系统和所述第二系统的通讯。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述可编程逻辑控制器通过PROFINET通讯协议连接至设备交换机，所述设备交换机组成冗余环网以实现所述生产设备的通讯，其中，所述设备交换机和所述第二系统的服务器设置于第一生产位置，且所述第一系统设置于第二生产位置。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述第二系统切换至所述第二模式运行时，所述第二系统接收所述可编程逻辑控制器的实时数据以判断当前生产的产品类型，并根据从第一系统获取的所述生产信息将对应的加工参数传输至所述可编程逻辑控制器。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述第二系统切换至所述第二模式运行时，所述第二系统能够指定一个或多个生产设备继续执行所述生产指令。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述第二系统进一步包括用户界面,所述用户界面适于向用户提供所述生产设备的运行状态并接收用户输入的控制命令，所述用户界面的前端元素包括：参数显示区域、控件显示区域、文字显示区域，其中，所述控件显示区域包括模式切换控件，用于操控所述第二系统在所述第一模式和第二模式之间切换。根据本发明的一个实施例，在上述生产管理系统中，所述用户界面适于接收用户权限信息，所述第二系统根据所述用户权限信息判断是否开启所述第二模式，其中，所述用户权限信息包括用户名和或密码。应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。附图说明包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：图1是根据本发明的一个优选实施例的生产管理系统的示意图。附图标记说明：10第一系统20第二系统30可编程逻辑控制器32主控PLC34设备PLC40设备交换机具体实施方式现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。本发明的生产管理系统主要包括第一系统10和第二系统20，第一系统10用于控制至少一个生产设备执行产指令，第二系统20可以在第一模式或者第二模式下运行。当第一系统10正常运行时，第二系统20在第一模式下运行以实现对生产设备的实时监控和数据采集，并且实时同步第一系统10中的生产信息；当第一系统10中断时，第二系统20切换至第二模式运行以控制至少一个生产设备继续执行生产指令。也就是说，在正常生产的情况下，第二系统20仅执行生产线的数据采集及监控任务，在生产线故障情况下由第二系统20替代第一系统10执行控制生产线流转的任务，保证生产的连续性。本发明能够避免由于网络问题造成生产设备的长时间停机，同时也避免了生产设备停机时生产废料的产生，降低了生产成本。在一个优选的实施例中，第一系统10可以是例如MES系统。MESManufacturingExecutionSystem即制造执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以提供制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理等管理模块，依据人、机、料、法、环五项生产管理原则实现对生产的全面管控。此外，第二系统20可以是例如SCADA系统，SCADASupervisoryControlAndDataAcquisition系统即数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统。当第二系统20在第一模式下运行时，第二系统20实时采集生产设备的数据并传输至第一系统10，并且，第一系统10将生产信息同步传输至第二系统20。也就是说，在第一系统10正常工作的情况下，第二系统20能够及时获取生产线的运行情况及生产数据，与此同时，第一系统10将控制生产线运转的必备数据同步到第二系统20。具体的，在第一模式下，SCADA系统可以对车间数据进行采集并上传给MES系统，其中车间数据可以包括设备运行状态、生产进程、产品加工进程、故障信息等；并且，MES系统可以将生产信息同步传输至SCADA系统20，这些生产信息可以包括订单批次信息、产品类型、加工参数、生产指令等。通过这样的方式，可以实现信息流在SCADA系统和MES系统之间的双向传输，在MES系统故障时可以保证现场的生产设备在SCADA系统的控制下实现中断恢复。参考图1来更详细地讨论本发明的基本原理和优选实施例。如图所示，该实施例中生产系统包括：第一系统10MES系统、第二系统20SCADA系统、可编程逻辑控制器30以及设备交换机40。具体的，可编程逻辑控制器30包括主控PLC和设备PLC，每一台设备PLC控制可以一台或多台车间的生产设备，每台设备PLC及分布式IO都通过PROFINET通讯连接到设备交换机40，同时主控PLC的网口可设置成两个网段，即，内网口网段和外网口网段。其中，内网口网段与底层生产设备相连实现对底层生产设备的统一管理，外网口网段与中间网络例如，办公网络相连实现与MES系统和SCADA系统的通讯。设备交换机40组成冗余环网以实现生产设备的通讯，在车间内部建立通讯网络，办公网络与底层生产设备处于不同的网络段。SCADA系统、MES系统和可编程控制器30均采用标准化的程序和接口，对于输入参数和输出参数均有对应的数据分类，因此，有利于设备的重复使用，便于客户维护和功能扩展。具体的，MES系统可以接入办公网络，与主控PLC交互实现对生产线全面管控。MES系统下发生产指令至主控PLC，主控PLC将收到的生产指令后转化为机器指令，再经过通讯网络同步下发至底层的设备PLC。SCADA系统是处于设备层和MES系统的中间层，本发明并未改变SCADA的层级。SCADA系统与MES系统对接后，SCADA系统可获得MES系统的生产信息。SCADA属于TIA层，在第一模式下运行时SCADA系统是连接设备层和MES系统的枢纽，SCADA系统通过主控PLC实现对生产线数据的实时采集及监控，同时将MES控制生产线运转的必备数据同步到SCADA系统。在一个具体的实施例中，设备交换机40和第二系统20SCADA系统的服务器设置于第一生产位置，而第一系统10MES系统设置于第二生产位置，上述的第一生产位置可以是例如生产车间，上述第二生产位置可以是例如机房。由于SCADA服务器部署在生产现场，因此SCADA系统所以与主控PLC的通讯更加稳定可靠。在第二模式下，SCADA系统可以独立运行以控制底层设备执行生产作业。作为设备层和MES系统的连接纽带，SCADA系统的服务器部署在车间现场，所以SCADA系统与生产设备的通讯更有保障，一旦MES系统发生故障例如，MES系统所连接的网络发生中断，SCADA系统可以替代MES系统对生产设备进行控制。在本发明提供的实施例中，SCADA系统可以及时切换至第二模式以独立地控制生产设备，具体的，SCADA系统可与主控PLC实时通讯，使生产设备继续执行生产指令，实现生产线的正常流转。第二系统20SCADA系统切换至第二模式运行时，第二系统20接收可编程逻辑控制器30的实时数据以判断当前生产的产品类型，并根据从第一系统10获取的生产信息将对应的加工参数传输至可编程逻辑控制器30。在一个优选的实施例中，第二系统20SCADA系统还能够接收指定信息，并根据指定信息来指定一个或多个生产设备继续执行生产指令。也就是说，SCADA系统可以可根据生产需求，选择控制特定的单台设备重新恢复运转，或者控制整条生产线上所有设备的重新运转，实现精准地控制，进一步提高生产效率。更进一步地，第二系统20SCADA系统还包括用户界面,用户界面可以是例如HMI触摸屏。用户界面适于向用户提供系统中生产设备的运行状态，同时可以接收用户输入的控制命令。具体的，设备PLC可以上传运行数据至HMI触摸屏，同时HMI触摸屏通过人机交互向PLC下达控制命令，PLC继而向生产设备下达生产指令，从而使生产设备根据特定的工艺操作流程执行生产动作。用户界面的前端元素可以包括参数显示区域、控件显示区域、文字显示区域，其中，控件显示区域包括模式切换控件，用于操控第二系统20在第一模式和第二模式之间切换。当MES服务器或办公网络出现故障时，现场操作人员可根据需求，将SCADA界面上的“MES控制”模式切换至“SCADA控制”模式。当系统切换至“SCADA控制”模式后，SCADA系统会与主控PLC通过数据交互，实时判断生产线上产品的类型，并根据之前同步的MES系统的生产信息数据，针对不同的产品将不同的工艺数据下发至主控PLC，进而控制生产线的正常运转及清线，避免由于MES系统服务器故障或办公网络故障造成的生产线长时间停线。当MES系统恢复正常后，将模式切换至“MES控制”，即可恢复MES控制的功能。优选地，操作人员需要有相应的权限用户名、密码才可以激活“SCADA控制”的动能，以提高系统的安全性。在该实施例中，用户界面适于接收用户权限信息，第二系统20根据用户权限信息判断是否开启第二模式，其中，用户权限信息包括用户名和或密码。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；本文描述中的“第一”、“第二”仅为描述方便区分不同的对象，不具有实际意义，不表示这两个对象之间有实质的不同，而且也并不表示任何特定的顺序。本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

权利要求：1.一种生产管理系统，其特征在于，所述生产管理系统包括：第一系统10，用于控制至少一个生产设备执行生产指令，以及，第二系统20，运行于实时监控所述生产设备的第一模式或者控制所述至少一个生产设备执行所述生产指令的第二模式，其中，当所述第一系统10正常运行时，所述第二系统20以所述第一模式运行并同步所述第一系统10中的生产信息；当所述第一系统10中断时，所述第二系统20从所述第一模式切换至第二模式运行。2.如权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述生产信息包括：订单批次信息、产品类型、加工参数、生产指令中的至少一种。3.如权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述第二系统20在所述第一模式下运行时，所述第二系统20实时采集所述生产设备的数据并传输至所述第一系统10，并且，所述第一系统10将所述生产指令同步传输至所述第二系统20。4.如权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述生产管理系统包括：可编程逻辑控制器30，所述可编程逻辑控制器30包括：主控PLC32和设备PLC34，其中，所述主控PLC32与所述设备PLC34连接，所述设备PLC34控制一台或多台所述生产设备。5.如权利要求4所述的生产管理系统，其特征在于，所述主控PLC32包括内网口网段和外网口网段，其中，所述内网口网段与所述生产设备连接，所述外网口网段与中间网络相连以实现与所述第一系统10和所述第二系统20的通讯。6.如权利要求4所述的生产管理系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器30通过PROFINET通讯协议连接至设备交换机40，所述设备交换机40组成冗余环网以实现所述生产设备的通讯，其中，所述设备交换机40和所述第二系统20的服务器设置于第一生产位置，且所述第一系统10设置于第二生产位置。7.如权利要求4所述的生产管理系统，其特征在于，所述第二系统20切换至所述第二模式运行时，所述第二系统20接收所述可编程逻辑控制器30的实时数据以判断当前生产的产品类型，并根据从第一系统10获取的所述生产信息将对应的加工参数传输至所述可编程逻辑控制器30。8.如权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述第二系统20切换至所述第二模式运行时，所述第二系统20能够指定一个或多个生产设备继续执行所述生产指令。9.如权利要求1所述的生产管理系统，其特征在于，所述第二系统20进一步包括用户界面,所述用户界面适于向用户提供所述生产设备的运行状态并接收用户输入的控制命令，所述用户界面的前端元素包括：参数显示区域、控件显示区域、文字显示区域，其中，所述控件显示区域包括模式切换控件，用于操控所述第二系统20在所述第一模式和第二模式之间切换。10.如权利要求9所述的生产管理系统，其特征在于，所述用户界面适于接收用户权限信息，所述第二系统20根据所述用户权限信息判断是否开启所述第二模式，其中，所述用户权限信息包括用户名和或密码。

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