CN107332736A - 基于ModBus协议的自动化集群检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于ModBus协议的自动化集群检测系统，包括ModBus主机和数个自动化检测设备，ModBus主机与自动化检测设备通过ModBus协议网络进行连接，ModBus主机包括基于ModBus的通讯协议模块、数据分析处理模块、用户交互及数据展示模块和检测仪器集群控制模块，基于ModBus的通讯协议模块，用于自动化检测设备与ModBus主机之间的信息传输，数据分析处理模块，用于收集、分析和处理自动化检测设备反馈的数据，用户交互及数据展示模块，用于将分析后的数据展示给用户和发送用户的生产指令，检测仪器集群控制模块，用于控制管理自动化检测设备，各模块间通过ModBus协议网络进行连接，自动化检测设备，用于对产品进行检测，生成检测数据，达到对自动化检测设备数据分析和集中控制的目的。
Description
技术领域
本发明涉及工业工件检测领域，具体涉及一种基于ModBus协议的自动化集群检测系统。
背景技术
在整个传统制造业向智能化升级的过程中，对产品良品率的控制一直是各个厂商竞争的焦点之一。当前市场上广泛采用是单一人工检测法，由人工将产品放置在传送装置上，启动自动工作过程，待检测装箱的产品向前移动，到达检测位置，检测传感器检测产品是否合格，依据检测结果，成品进入成品箱，次品进入次品箱。这种方式缺乏信息反馈机制，无法从全局的角度对产品生产情况进行监控。基于ModBus协议的自动化集群检测系统的实现就是为了解决生产过程中的这一问题。
现在市场上广泛运用的自动化检测设备的使用过程是人工选择待检测的工件并设定好探测参数，检测完成后，人工记录检测结果，自动化检测装置的工作原理是解析控制命令、控制检测过程并返回检测数据，目前工件检测系统的缺点是大量依靠人工操作，智能化水平较低，无法集中控制，对采集到的数据无法进行深入的分析，自动化检测装置的缺点是功能单一，智能化水平不高，不能形成数据网络，无法对各个装置进行统一的控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于ModBus协议的自动化集群检测系统，以达到对工件自动化检测设备的集中管理、数据分析和反馈的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
基于ModBus协议的自动化集群检测系统，包含有ModBus主机和数个自动化检测设备，所述ModBus主机与所述自动化检测设备通过ModBus协议网络进行连接，
所述ModBus主机包含有基于ModBus的通讯协议模块、数据分析处理模块、用户交互及数据展示模块和检测仪器集群控制模块，所述基于ModBus的通讯协议模块，用于自动化检测设备与ModBus主机之间的信息传输，所述信息传输基于标准的ModBus协议，所述数据分析处理模块，用于收集、分析和处理自动化检测设备所反馈的数据，所述用户交互及数据展示模块，用于将分析后的数据展示给用户和发送用户的生产指令，所述检测仪器集群控制模块，用于控制管理自动化检测设备，各模块间通过ModBus协议网络进行连接，
所述自动化检测设备，用于对待检测的产品进行检测，生成检测数据。
作为优选的，所述基于ModBus的通讯协议模块采用标准的工业通信ModBus协议，所述ModBus协议定义了自动化检测设备能识别并使用的消息结构，利用这种方法能够屏蔽设备间通讯方式差异化对设备组网的影响，每个自动化检测设备用唯一的地址来进行标记，设备间的每一个动作也同样对应唯一的功能码。
作为优选的，所述数据分析处理模块将接收所述自动化检测设备回传的数据，针对自动化检测设备回传数据的特点，可以利用Python强大的数据分析能力对这些数据进行分析，分析后的数据分为两种，一种是紧急状态数据，另一种是正常的数据。
作为优选的，所述用户交互及数据展示模块是利用PyQt技术开发的用户界面，所述用户交互及数据展示模块接收所述数据分析处理模块处理生成的数据并以报文的形式接通过主机显示器进行显示，管理人员可以根据生成的报文实时了解整个系统的运行状态，并以此为依据调节系统的运行参数。
作为优选的，所述检测仪器集群控制模块利用ModBus协议提升主机与各个自动化检测设备间通信的稳定性，统一管理不同区域的待检测设备，主机通过与自动化检测设备间的信息交互，将每个自动化检测设备机采集到的数据按照生产需求进行统一的处理。
作为优选的，所述自动化检测设备由两部分功能组成：ModBus协议响应功能和设备自动检测功能，所述ModBus协议响应功能一方面用来实现对主机指令的解析及执行，另一方面对自动化检测设备收集的数据根据协议要求进行打包并上传，所述设备自动检测功能用来响应解析后的各种指令并执行相对应的检测动作，同时生成检测结果并为接下来的数据打包过程作准备。
作为优选的，所述自动化检测设备采用串行485接口或RJ45接口连接至ModBus主机。
本发明具有如下优点：
(1).本系统各个模块间的通信协议都采用标准的ModBus协议，这种架构方式可以实现统一的方式对各种待检测产品进行标准化数据采集、数据分析及管理。
(2).本系统的检测仪器集群控制模块对自动化检测设备进行了集中统一的管理，形成了数据网络，全方位的把控工件的工业检测，提高了检测效率。
(3).本系统的数据分析处理模块利用Python强大的数据处理能力对收集到的数据进行分析处理，高效的监控自动化检测设备的异常情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例公开的系统工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种基于ModBus协议的自动化集群检测系统，其工作原理是ModBus主机通过ModBus协议网络对自动化检测设备的数据进行采集分析，判断检测设备是否正常工作，并处理数据反馈给用户，用户可以根据数据发出相应指令，通过检测仪器集群控制块对自动化检测设备集中控制，达到分析自动化检测设备数据和集中控制自动化检测设备的目的。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，基于ModBus协议的自动化集群检测系统，包含有ModBus主机和数个自动化检测设备，所述ModBus主机与所述自动化检测设备通过ModBus协议网络进行连接，
所述ModBus主机包含有基于ModBus的通讯协议模块、数据分析处理模块、用户交互及数据展示模块和检测仪器集群控制模块3，所述基于ModBus的通讯协议模块，用于自动化检测设备与ModBus主机之间的信息传输，所述信息传输基于标准的ModBus协议，所述数据分析处理模块，用于收集、分析和处理自动化检测设备所反馈的数据，所述用户交互及数据展示模块，用于将分析后的数据展示给用户和发送用户的生产指令，所述检测仪器集群控制模块，用于控制管理自动化检测设备，各模块间通过ModBus协议网络进行连接，
所述自动化检测设备，用于对待检测的产品进行检测，生成检测数据。
基于ModBus的通讯协议模块采用标准的工业通信ModBus协议，所述ModBus协议定义了自动化检测设备能识别并使用的消息结构，利用这种方法能够屏蔽设备间通讯方式差异化对设备组网的影响，每个自动化检测设备用唯一的地址来进行标记，设备间的每一个动作也同样对应唯一的功能码。
数据分析处理模块将接收所述自动化检测设备回传的数据，针对自动化检测设备回传数据的特点，可以利用Python强大的数据分析能力对这些数据进行分析，分析后的数据分为两种，一种是紧急状态数据，另一种是正常的数据。
用户交互及数据展示模块是利用PyQt技术开发的用户界面，所述用户交互及数据展示模块接收所述数据分析处理模块处理生成的数据并以报文的形式接通过主机显示器进行显示，管理人员可以根据生成的报文实时了解整个系统的运行状态，并以此为依据调节系统的运行参数。
检测仪器集群控制模块利用ModBus协议提升主机与各个自动化检测设备间通信的稳定性；统一管理不同区域的待检测设备；主机通过与自动化检测设备间的信息交互，将每个自动化检测设备机采集到的数据按照生产需求进行统一的处理。
自动化检测设备由两部分功能组成：ModBus协议响应功能和设备自动检测功能。所述ModBus协议响应功能一方面用来实现对主机指令的解析及执行，另一方面对自动化检测设备收集的数据根据协议要求进行打包并上传。所述设备自动检测功能用来响应解析后的各种指令并执行相对应的检测动作，同时生成检测结果并为接下来的数据打包过程作准备。
自动化检测设备采用串行485接口或RJ45接口连接至ModBus主机。
系统对不同的工件采用不同的自动化检测设备，这些自动化检测设备作为整个系统的数据采集点，每个检测设备通过标准的ModBus协议并联到主机，从而实现对整个系统内的从机进行集群化控制，系统的数据分析处理模块对数据进行采集、分析并处理，数据分析处理模块利用Python强大的数据处理能力对采集到的数据进行分析，分析出待检测仪器的异常内容和不同异常的发生比例，并且在对多种设备进行联合检测时分析待检测仪器之间的关系，从而从整体对待检测设备进行参数调校和异常分析等操作，系统通过用户交互及数据展示模块将分析后的数据以界面的形式展现给用户，用户交互界面采用PyQt技术进行开发，用户根据这些数据的分析结果发送相应的生产指令通过检测仪器集群控制模块实现对整个系统内的自动化检测设备进行集群化控制，从而实现系统的柔性制造能力。
通过以上的方式，本发明所提供的基于ModBus协议的自动化集群检测系统，通过ModBus 主机对自动化检测设备的集群控制，达到分析自动化检测设备数据和集中控制自动化检测设备的目的。
以上所述的仅是本发明所公开的基于ModBus协议的自动化集群检测系统的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，包含有ModBus主机和数个自动化检测设备，所述ModBus主机与所述自动化检测设备通过ModBus协议网络进行连接，
所述ModBus主机包含有基于ModBus的通讯协议模块、数据分析处理模块、用户交互及数据展示模块和检测仪器集群控制模块，所述基于ModBus的通讯协议模块，用于自动化检测设备与ModBus主机之间的信息传输，所述信息传输基于标准的ModBus协议，所述数据分析处理模块，用于收集、分析和处理自动化检测设备所反馈的数据，所述用户交互及数据展示模块，用于将分析后的数据展示给用户和发送用户的生产指令，所述检测仪器集群控制模块，用于控制管理自动化检测设备，各模块间通过ModBus协议网络进行连接，
所述自动化检测设备，用于对待检测的产品进行检测，生成检测数据。
2.根据权利要求1所述的基于ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，所述基于ModBus的通讯协议模块采用标准的工业通信ModBus协议，所述ModBus协议定义了自动化检测设备能识别并使用的消息结构，利用这种方法能够屏蔽设备间通讯方式差异化对设备组网的影响，每个自动化检测设备用唯一的地址来进行标记，设备间的每一个动作也同样对应唯一的功能码。
3.根据权利要求1所述的基于ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，所述数据分析处理模块将接收所述自动化检测设备回传的数据，针对自动化检测设备回传数据的特点，可以利用Python强大的数据分析能力对这些数据进行分析，分析后的数据分为两种，一种是紧急状态数据，另一种是正常的数据。
4.根据权利要求1所述的ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，所述用户交互及数据展示模块是利用PyQt技术开发的用户界面，所述用户交互及数据展示模块接收所述数据分析处理模块处理生成的数据并以报文的形式接通过主机显示器进行显示，管理人员可以根据生成的报文实时了解整个系统的运行状态，并以此为依据调节系统的运行参数。
5.根据权利要求1所述的ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，所述检测仪器集群控制模块利用ModBus协议提升主机与各个自动化检测设备间通信的稳定性，统一管理不同区域的待检测设备，主机通过与自动化检测设备间的信息交互，将每个自动化检测设备机采集到的数据按照生产需求进行统一的处理。
6.根据权利要求1所述的ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，所述自动化检测设备由两部分功能组成：ModBus协议响应功能和设备自动检测功能，所述ModBus协议响应功能一方面用来实现对主机指令的解析及执行，另一方面对自动化检测设备收集的数据根据协议要求进行打包并上传，所述设备自动检测功能用来响应解析后的各种指令并执行相对应的检测动作，同时生成检测结果并为接下来的数据打包过程作准备。
7.根据权利要求1所述的ModBus协议的自动化集群检测系统，其特征在于，所述自动化检测设备采用串行485接口或RJ45接口连接至ModBus主机。
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