玩具制造执行系统：Rockwell Software二次开发_（4）.数据采集与处理技术.docx

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数据采集与处理技术

在玩具制造执行系统（MES）中，数据采集与处理技术是确保生产过程高效、准确和可追溯的关键环节。本节将详细介绍数据采集的方法、技术以及如何在RockwellSoftware平台上进行数据处理和分析。我们将从以下几个方面展开讨论：

数据采集方法

传感器与数据采集设备

数据采集的实现

数据处理与分析

数据存储与管理

数据可视化

1.数据采集方法

数据采集是MES系统的核心功能之一，它涉及从生产线上各种设备和系统中获取实时数据。常见的数据采集方法包括：

手动输入：操作员通过用户界面手动输入数据。

自动采集：通过传感器、PLC（可编程逻辑控制器）等自动化设备自动采集数据。

条形码/二维码扫描：通过扫描条形码或二维码来快速准确地采集数据。

RFID（射频识别）：使用RFID标签和读写器来实现数据的无接触采集。

机器视觉：通过摄像头和图像处理技术来采集和分析生产过程中的视觉数据。

1.1手动输入

手动输入是最基本的数据采集方法，操作员通过HMI（人机界面）输入生产数据。这种方法虽然简单，但容易出错且效率较低。因此，通常用于辅助数据采集或在某些特定情况下使用。

1.2自动采集

自动采集通过传感器和PLC等自动化设备实现，能够实时、准确地获取生产数据。常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、位置传感器等。PLC作为控制系统的中枢，负责收集这些传感器的数据并进行初步处理。

1.2.1传感器

传感器是自动采集系统的基础，它们可以检测各种物理参数并将这些参数转换为电信号。常见的传感器类型包括：

温度传感器：用于监测生产过程中的温度变化。

压力传感器：用于监测生产过程中的压力变化。

位置传感器：用于监测设备的运动状态和位置。

光电传感器：用于检测物体的存在或位置。

1.2.2PLC

PLC（可编程逻辑控制器）是自动化控制系统的核心部件，它负责采集传感器数据、执行控制逻辑并与其他系统进行通信。PLC通过I/O模块与传感器连接，采集到的数据可以通过通信协议（如Modbus、Ethernet/IP等）传输到上位机进行进一步处理。

1.3条形码/二维码扫描

条形码和二维码扫描技术可以快速准确地采集生产过程中的标识信息。通过扫描仪读取条形码或二维码，可以将产品的唯一标识符、生产批次等信息录入系统。这种方法常用于库存管理、质量追溯等场景。

1.4RFID（射频识别）

RFID技术通过无线射频信号自动识别和读取标签信息。RFID标签可以附着在产品或设备上，读写器通过无线信号读取这些标签，从而实现无接触的数据采集。RFID技术在物流、仓储和生产线上有着广泛的应用。

1.5机器视觉

机器视觉技术通过摄像头采集图像，并通过图像处理算法分析图像中的信息。这种方法可以用于质量检测、尺寸测量、颜色识别等复杂任务。机器视觉系统通常包括摄像头、图像处理软件和数据分析模块。

2.传感器与数据采集设备

在玩具制造执行系统中，传感器和数据采集设备的选择和配置至关重要。本节将详细介绍几种常见的传感器及其在MES中的应用，以及如何选择合适的数据采集设备。

2.1温度传感器

温度传感器用于监测生产过程中的温度变化。常见的温度传感器类型包括热电阻、热电偶和红外温度传感器。温度传感器通常安装在注塑机、烤箱等设备上，通过I/O模块与PLC连接。

2.1.1热电阻

热电阻是一种基于电阻随温度变化的原理进行温度测量的传感器。常见的热电阻材料包括铂、铜和镍。

#读取热电阻温度传感器数据的示例代码

importpycomm3

frompycomm3importLogixDriver

#连接PLC

withLogixDriver(0)asplc:

#读取温度传感器数据

temperature_data=plc.read(TempSensor1)

iftemperature_data.error:

print(fErrorreadingtemperaturedata:{temperature_data.message})

else:

print(fCurrenttemperature:{temperature_data.value}°C)

2.2压力传感器

压力传感器用于监测生产过程中的压力变化。常见的压力传感器类型包括压阻式、电容式和应变片式。

2.2.1压阻式压力传感器

压阻式压力传感器通过测量电阻的变化来检测压力。这种传感器常用于注塑机和气动系统中。

#读取压阻式压力传感器数据的示例代码

importpycomm3

frompycomm3importLogixDr