plc溯源性生产数据记录系统
本人签名： 日期： 摘 要随着制造业的飞速发展，汽车零部件的工业生产自动化程度也越来越高，生产产品质量的控制成为其中一个必不可少的环节。在汽车零部件自动化生产过程中，产生大量生产数据，当发现质量问题时，通过相关数据定位生产出错的设备从而使企业及时解决质量问题、减少次品率、降低客户抱怨从而提高生产效益。但往往生产数据的信息量都过于庞大且繁杂多变，使用之处也太过繁多，传统的数据记录方式显然无法满足生产追溯的要求，而且难以确保其准确性。为解决这一问题，本课题提出一个基于PLC（可编程逻辑控制器）的生产追溯系统，并运用该系统解决生产数据难以追溯等问题。PLC是一种用于工业控制的电子装置，系统以PLC作为设备控制的核心，首先通过串口数据传输的方式，运用条形码技术获取汽车零部件的信息并加以处理；然后借助OPC技术建立硬件标准接口，再连接各个硬件构成工业以太网络，进行设备之间数据的传输、远程设备数据的获取以及设备现状的实时获取。通过本系统，企业可以高效的处理生产过程中产生的所有重要数据，在质量出现了问题之后可以快速定位出错的设备，及时解决问题所在减少效益损失，同时提高了信息管理水平。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 国内外产品追溯技术研究现状 1
1.2.1 条码技术发展现状 1
1.2.2 汽车零部件信息化发展现状 2
1.3课题研究意义 2
1.4 课题研究的内容及章节安排 3
第2章 课题整体介绍 4
2.1课题整体设计需求分析 4
2.2课题整体架构设计 4
2.2.1汽车零部件生产线流程设计 4
2.2.2设备模块设计 5
2.3本章小结 6
第3章 设备硬件设计 7
3.1 设备硬件的整体设计 7
3.2 设备选型 8
3.2.1 PLC选型 8
3.2.2 Proface设备显示屏 9
3.2.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3 条形码扫描枪 10
3.3 工业以太网数据传输模块构建 10
3.3.1 OPC接口的标准化 10
3.3.2 构建工业以太网 11
3.3.3 以太网IP配置 12
3.4 数据存储模块构建 14
3.5 本章小结 15
第4章 软件设计 16
4.1软件整体设计 16
4.2 PLC输入输出口分配 17
4.3设备运行控制程序 19
4.3.1自动/手动控制流程 19
4.3.2触发扫描模块 20
4.3.3数据串口收发模块 21
4.4数据读请求程序 24
4.5数据写请求程序 27
4.6 用户显示界面 28
4.7本章小结 30
第5章 信息追溯的实现 31
5.1 信息报文的生成 31
5.1.1连接以太网 31
5.1.2内置以太网端口设定 31
5.1.3 DeviceXPlorer的设定 32
5.2 提取报文信息内容 33
5.2.1标准化报文信息 33
5.2.2精确定位各站数据 34
5.3 本章小结 35
第6章 总结与展望 36
6.1 全文结论 36
6.2 展望 37
致 谢 38
参考文献 39
附件 40
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
随着制造业不断的发展，自动化程度的提高，质量控制逐渐在企业中扮演越来越重要的角色。对于一个制造企业，如果无法生产出质量合格的产品，那将必然面对着倒闭的风险，因此，质量问题成了每个企业生产过程中一个必不可少的环节。然而，在传统的工业控制中，厂家往往是在质量出现问题的时候才开始追溯是哪台设备出现问题或者是某个员工在生产制造中操作不当，但这时大部分的产品早已出售到客户端，企业就必须面临难以召回产品、产品质量形象受损等问题[1]。再加上生产过程产生的各种数据是由传统手工记录，庞大的数据量不仅浪费了员工宝贵的时间，还容易出现各种错误数据，这大大降低了企业生产效率和效益。
本课题是基于博世公司汽车零部件生产线上的质量追溯系统。众所周知，汽车零部件的质量控制对于汽车安全尤为重要，汽车零部件的质量问题必须是零缺陷，因此在生产过程中就需要花费大量的精力在零部件的质量控制。如果生产线上没有一套完整的生产过程数据的追溯系统，那么对产品质量的控制是非常困难的。在这样的情况下，课题基于可编程逻辑控制器（PLC）提出了一个溯源性生产数据记录系统，目的在于提供一套完整的数据追溯，用于汽车零部件的产品质量追溯，为企业提高信息化管理水平。
1.2 国内外产品追溯技术研究现状
目前，国内外用于追溯的技术的主要有条码技术、RFID射频技术等，以下主要介绍条形码技术的发展现状和汽车零部件信息化发展概况。
1.2.1 条码技术发展现状
条码技术是质量追溯的核心，所有的信息都通过条码建立起一个独立的ID，用于区分每条信息之间不同。目前，除了条码技术，在用于区分各类信息的技术还有DNA指纹技术、卡识别技术以及今年来应用也比较广泛的无线射频技术（RFID）[25]。然而在这些技术，条码技术以其采集方便、响应快速等特点得到业界广泛的应用。
相比于国际来说，国内的条码技术的发展与应用还是比较晚的，在应用范围领域也比国际上应用范围小的多。然而随着技术的进步，国内各企业甚至在一些零售店也用上了条码技术，不仅如此，条形码的样式经过多年技术的发展，现在已经逐渐从简单的一维码到如今的二维码[10,15]。相比于一维码，二维码记录的信息大大多于一维码。正因为这些标识技术，让信息有了各自的ID，让信息追溯跨入一个新的时代。
1.2.2 汽车零部件信息化发展现状
在现代化汽车零部件的生产过程中，产生的大量数据也将会被存储起来用于质量追溯，当出现质量问题时首先是通过之前记录的数据查询相关设备信息，确定出错环节，从而减少次品率[6]。然而，数据往往是动态的， 因此，如果没有一个可靠的系统实时追溯生产数据，是很难在出现次品时第一时间定位到出错环节，这样就无法最大程度地减少质量不过关的产品流向客户，影响企业的形象。近年来，条码技术的应用给汽车零部件信息化发展带来的新的信息管理模式。
通过条形码技术、计算机网络等技术结合信息系统，将各类测试仪、条码扫描枪、计算机等设备有机地连结在一起，组合成一个实时生产数据采集检测系统[710]。利用这个系统能够实现人工根本无法完成的任务，同时它又能够真实地记录汽车零部件生产全过程的自然情况，从而实现了数据全面记录的难题。?
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 国内外产品追溯技术研究现状 1
1.2.1 条码技术发展现状 1
1.2.2 汽车零部件信息化发展现状 2
1.3课题研究意义 2
1.4 课题研究的内容及章节安排 3
第2章 课题整体介绍 4
2.1课题整体设计需求分析 4
2.2课题整体架构设计 4
2.2.1汽车零部件生产线流程设计 4
2.2.2设备模块设计 5
2.3本章小结 6
第3章 设备硬件设计 7
3.1 设备硬件的整体设计 7
3.2 设备选型 8
3.2.1 PLC选型 8
3.2.2 Proface设备显示屏 9
3.2.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3 条形码扫描枪 10
3.3 工业以太网数据传输模块构建 10
3.3.1 OPC接口的标准化 10
3.3.2 构建工业以太网 11
3.3.3 以太网IP配置 12
3.4 数据存储模块构建 14
3.5 本章小结 15
第4章 软件设计 16
4.1软件整体设计 16
4.2 PLC输入输出口分配 17
4.3设备运行控制程序 19
4.3.1自动/手动控制流程 19
4.3.2触发扫描模块 20
4.3.3数据串口收发模块 21
4.4数据读请求程序 24
4.5数据写请求程序 27
4.6 用户显示界面 28
4.7本章小结 30
第5章 信息追溯的实现 31
5.1 信息报文的生成 31
5.1.1连接以太网 31
5.1.2内置以太网端口设定 31
5.1.3 DeviceXPlorer的设定 32
5.2 提取报文信息内容 33
5.2.1标准化报文信息 33
5.2.2精确定位各站数据 34
5.3 本章小结 35
第6章 总结与展望 36
6.1 全文结论 36
6.2 展望 37
致 谢 38
参考文献 39
附件 40
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
随着制造业不断的发展，自动化程度的提高，质量控制逐渐在企业中扮演越来越重要的角色。对于一个制造企业，如果无法生产出质量合格的产品，那将必然面对着倒闭的风险，因此，质量问题成了每个企业生产过程中一个必不可少的环节。然而，在传统的工业控制中，厂家往往是在质量出现问题的时候才开始追溯是哪台设备出现问题或者是某个员工在生产制造中操作不当，但这时大部分的产品早已出售到客户端，企业就必须面临难以召回产品、产品质量形象受损等问题[1]。再加上生产过程产生的各种数据是由传统手工记录，庞大的数据量不仅浪费了员工宝贵的时间，还容易出现各种错误数据，这大大降低了企业生产效率和效益。
本课题是基于博世公司汽车零部件生产线上的质量追溯系统。众所周知，汽车零部件的质量控制对于汽车安全尤为重要，汽车零部件的质量问题必须是零缺陷，因此在生产过程中就需要花费大量的精力在零部件的质量控制。如果生产线上没有一套完整的生产过程数据的追溯系统，那么对产品质量的控制是非常困难的。在这样的情况下，课题基于可编程逻辑控制器（PLC）提出了一个溯源性生产数据记录系统，目的在于提供一套完整的数据追溯，用于汽车零部件的产品质量追溯，为企业提高信息化管理水平。
1.2 国内外产品追溯技术研究现状
目前，国内外用于追溯的技术的主要有条码技术、RFID射频技术等，以下主要介绍条形码技术的发展现状和汽车零部件信息化发展概况。
1.2.1 条码技术发展现状
条码技术是质量追溯的核心，所有的信息都通过条码建立起一个独立的ID，用于区分每条信息之间不同。目前，除了条码技术，在用于区分各类信息的技术还有DNA指纹技术、卡识别技术以及今年来应用也比较广泛的无线射频技术（RFID）[25]。然而在这些技术，条码技术以其采集方便、响应快速等特点得到业界广泛的应用。
相比于国际来说，国内的条码技术的发展与应用还是比较晚的，在应用范围领域也比国际上应用范围小的多。然而随着技术的进步，国内各企业甚至在一些零售店也用上了条码技术，不仅如此，条形码的样式经过多年技术的发展，现在已经逐渐从简单的一维码到如今的二维码[10,15]。相比于一维码，二维码记录的信息大大多于一维码。正因为这些标识技术，让信息有了各自的ID，让信息追溯跨入一个新的时代。
1.2.2 汽车零部件信息化发展现状
在现代化汽车零部件的生产过程中，产生的大量数据也将会被存储起来用于质量追溯，当出现质量问题时首先是通过之前记录的数据查询相关设备信息，确定出错环节，从而减少次品率[6]。然而，数据往往是动态的， 因此，如果没有一个可靠的系统实时追溯生产数据，是很难在出现次品时第一时间定位到出错环节，这样就无法最大程度地减少质量不过关的产品流向客户，影响企业的形象。近年来，条码技术的应用给汽车零部件信息化发展带来的新的信息管理模式。
通过条形码技术、计算机网络等技术结合信息系统，将各类测试仪、条码扫描枪、计算机等设备有机地连结在一起，组合成一个实时生产数据采集检测系统[710]。利用这个系统能够实现人工根本无法完成的任务，同时它又能够真实地记录汽车零部件生产全过程的自然情况，从而实现了数据全面记录的难题。?
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