读书笔记：本科毕设基于微服务的生产过程中质量品控系统的设计与实现后端

### 进程的同步与互斥，生产者与消费者同步机制问题 #### 一、基础知识概述 在操作系统中，进程的同步与互斥是两个重要的概念。这些概念主要用于解决多进程或多线程环境下资源访问冲突的问题。理解这些概念对于设计高效稳定的系统至关重要。 - **同步**：指的是多个进程之间按照某种预定义的顺序执行的过程。 - **互斥**：确保在任何时刻只有一个进程可以访问共享资源。这是通过锁或信号量等机制实现的。 #### 二、生产者与消费者问题 生产者与消费者问题是进程间通信的经典案例之一。这个问题涉及到一组生产者进程（负责生成数据）和一组消费者进程（负责处理数据）。所有进程都通过一个公共缓冲区进行交互。为了防止数据竞争和死锁，需要采用适当的同步机制。 #### 三、代码分析 给定的代码片段展示了如何使用C语言来实现一个简单的生产者与消费者模型。接下来，我们将深入分析这段代码的关键部分。 ##### 3.1 数据结构定义 ```c #define buffersize 5 int processnum=0; struct pcb { int flag; int numlabel; char product; char state; struct pcb* processlink; }*exe=NULL,*over=NULL; typedef struct pcb PCB; PCB* readyhead=NULL,* readytail=NULL; PCB* consumerhead=NULL,* consumertail=NULL; PCB* producerhead=NULL,* producertail=NULL; int productnum=0; int full=0,empty=buffersize; char buffer[buffersize]; int bufferpoint=0; ``` 这里定义了一个名为`pcb`的数据结构，用于表示进程控制块(PCB)，其中包括了进程的一些基本属性，如标识符(`flag`)、编号(`numlabel`)、当前状态(`state`)以及下一个进程的指针(`processlink`)。还定义了一些全局变量，如缓冲区大小、进程数量、产品数量等。 ##### 3.2 队列操作 ```c void linklist(PCB* p,PCB* listhead){ PCB* cursor=listhead; while(cursor->processlink!=NULL){ cursor=cursor->processlink; } cursor->processlink=p; } ``` `linklist`函数用于将一个新进程添加到就绪队列的末尾。`freelink`函数用于释放链表中的所有节点。`linkqueue`函数则用于初始化或扩展队列。 ##### 3.3 进程管理 ```c bool processproc(){ int i,f,num; char ch; PCB* p=NULL; PCB** p1=NULL; printf("\n请输入希望产生的进程个数："); scanf("%d",&num); getchar(); for(i=0;i生产者进程；输入2为消费者进程\n"); scanf("%d",&f); getchar(); p=(PCB*)malloc(sizeof(PCB)); if( !p) { printf("内存分配失败"); return false; } p->flag=f; processnum++; p->numlabel=processnum; p->state='w'; p->processlink=NULL; if(p->flag==1) { printf("您要产生的进程是生产者，它是第%d个进程。请您输入您要该进程产生的字符：\n",processnum); scanf("%c",&ch); getchar(); p->product=ch; productnum++; printf("您要该进程产生的字符是%c \n",p->product); } else { printf("您要产生的进程是消费者，它是第%d个进程。\n",p->numlabel); } linkqueue(p,&readytail); } return true; } ``` `processproc`函数负责创建进程并将其添加到就绪队列中。用户可以指定要创建的进程总数及每个进程的类型（生产者或消费者），并为生产者进程指定要生产的字符。 ##### 3.4 队列元素检查 ```c bool hasElement(PCB* pro){ // 代码缺失 } ``` `hasElement`函数用于检查队列是否包含元素，但代码片段中并未给出具体实现。 #### 四、关键概念解析 1. **缓冲区**: 在本例中，缓冲区用于存储生产者产生的数据，并供消费者读取。 2. **信号量**: `full`和`empty`变量实际上充当了信号量的角色，用于表示缓冲区中已填充的产品数量和空闲空间数量。 3. **互斥锁**: 缓冲区本身应当受到保护，以避免多个进程同时修改它而导致数据不一致。虽然本例中没有明确实现互斥锁，但在实际应用中通常会使用互斥锁来保证数据一致性。 #### 五、总结 生产者与消费者模型是一种经典的进程间通信方式，在实际系统开发中具有广泛的应用价值。通过上述分析，我们可以看到该模型是如何利用数据结构和简单的同步机制来协调不同进程之间的交互。理解和掌握这一模式有助于开发者设计出更高效、可靠的多进程应用程序。

详细的数据情况请查看csdn博客链接：http://t.csdnimg.cn/X5O5m 数据量 10万+, 标注支持三种格式 chemfig, ssml，ssml_sd满足你各类标注要求,因每个文件大小都大于2G，所以提供链接下载，请务必将所有文件下载完成后进行解压，下载完整后解压，下载完整后解压，下载完整后解压 本数据集收集了大量的手写化学式，旨在支持和促进化学式的自动识别技术的发展。数据集包含了多种化学元素和化合物的手写表示，适用于企业级应用，比如药品研发、教育、化工制造等行业。该数据集经过严格的质量控制和预处理，可以直接应用于实际生产环境，为机器学习模型的训练提供高质量的输入数据。 该手写化学式数据集包括以下特点和资源扩充说明： 数据多样性：数据集涵盖从小学到大学水平的手写化学式，包括不同书写风格、字迹清晰度和复杂度，以适应不同年龄段和教育背景的识别需求。 质量控制：每个样本都经过了多轮的审核和校正，确保其代表性和准确性。错误的或不清晰的样本被排除，确保了数据集的整体质量。 标注信息：每个手写化学式样本都附带了详细的标注信息，包括化学式的正确文本表示、

该数据是通过裁剪人员后的图片，进行图像中手机的标注，适用于业务场景为先进行人员检测，再对人员图像中手机进行二次检测。 里面含有打电话数据共8201张，已进行标注和调整，有VOC标注格式和yolo标注格式两种，可直接用于YOLO的训练。也可转为自己想用的其他格式。 另有人员未打电话数据集10000多张，无标注内容。结合打电话数据集，可适用于分类模型的训练。 数据场景种类多，数据量大，数据质量高，实测yolov5目标检测训练效果好，模型可通用于各种场景下的识别，实际现场识别准确率能达到90%。

最新版本地址：https://blog.csdn.net/dgthm/article/details/142102006?spm=1001.2014.3001.5501 一，框架简介 1，本套源码主要是用来开发企业应用系统如：erp ，mes，hrms，进销存等制造业内部应用系统；跟网上 常见的delphi中间件相比，功能更丰富，开发便捷（详细请看：https://blog.csdn.net/dgthm?type=blog） 2，此框架服务端没有使用任何第三方控件，相比其它中间件，使用很多第三方插件，且绑定一些自研控件，此框架使用更放心；也没有使用多少高大上的技术；主要依照本人从事企业erp 开发，维护多年的经验用最简单明了的方法封装一些常用的功能函数业务逻辑；反正是思路大于技术吧。 二，开发环境 ，本框架原是基于delphi2010开发的，为了发布到网上就把它升级到Delphi 11了；架构是data snap；服务器使用sqllite存储常用配置参数。客户端使用的是ms sql数据库，用到DevExpressVCL与FastReport控件，没有任何权限限制，可放心使用！

青岛发电厂PI实时生产信息系统采用Server/Client分布式结构，即在厂信息中心设置一台PI实时数据库服务器，该服务器负责集成所有装置控制系统的生产数据，接口机分布在各装置控制室现场，厂长、总工、科室和车间管理人员通过PI实时数据库来了解现场装置的生产情况，在与局域网相连的每个用户的PC机上安装PI客户端软件来浏览PI服务器中的生产数据。 【青岛发电厂PI实时生产信息系统】是一个基于Server/Client架构的电力行业生产数据管理系统，旨在实时集成和展示各个装置控制系统的生产数据。该系统的核心是PI实时数据库服务器，部署在厂信息中心，负责汇总所有装置的数据。接口机设在各个控制室，确保数据的即时传输。管理层和其他相关人员可以通过PI客户端软件在各自的PC上查看实时生产信息，实现数据同步，几乎无延迟。 系统采用双机Cluster结构，由两台RS6000/F80和RS6000/F50服务器组成，它们共享一个磁盘阵列，具有高可用性和容错性。操作系统为IBM AIX，配合IBM HACMP双机软件，确保服务在任何一台服务器出现故障时能自动切换到备用服务器，保持业务连续性。PI实时数据库和Sybase关系数据库文件位于共享存储上，仅需一次安装即可在两台服务器之间切换运行。 网络基础设施是千兆以太网，满足大数据量实时传输的需求，使得厂内及远程（如济南总部）的数据访问变得便捷。PI实时数据库目前整合了1#和2#发电机组的生产数据、关口表电量数据及状态监测数据，设有10G的数据存储空间，包含9000个测点Tag。 在通信接口技术方面，系统与Westhouse WDPF控制系统对接，通过两台PC作为接口机，确保控制网与管理网的安全隔离。WDPF工程师站上的数据发送程序持续运行，通过UDP/IP数据包将实时数据广播到接口机，接口软件使用Microsoft Visual C++6.0和OSI PI-API开发，具备高安全性、高性能和稳定性，避免了控制系统的安全风险和管理网的广播风暴影响。 总体而言，青岛发电厂的PI实时生产信息系统实现了高效、安全的数据采集、整合和展示，为电厂的运营决策提供了有力支持，并确保了在各种情况下数据服务的可靠性。

### 基于PLC的自动化生产线关键技术与应用 #### 一、绪论 ##### 自动化生产线概述 自动化生产线是指在生产过程中采用自动化技术，实现物料搬运、加工、装配等生产活动的自动进行，从而提高生产效率和产品质量。随着工业自动化水平的不断提高，自动化生产线在制造业中的应用越来越广泛。 ##### PLC的应用现状 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是现代自动化控制领域的重要组成部分，广泛应用于各种自动化生产线中。PLC以其可靠性高、编程灵活、易于维护等特点，在工业自动化控制中占据着重要地位。当前，PLC技术不断进步，不仅能够完成传统的逻辑控制功能，还能实现复杂的运动控制、过程控制等功能。 ##### 生产线工艺过程 自动化生产线通常包括多个单元，每个单元负责特定的工序，通过这些单元的协同工作来完成整个生产过程。例如，一个典型的自动化生产线可能包括原材料处理单元、加工单元、组装单元、质量检测单元以及成品包装单元等。 1. **连续生产线**：指产品按照预定的工艺路线连续不断地经过各个加工阶段，直至最终产品的生产线形式。这种生产线的特点是速度快、效率高。 2. **控制系统组成框图**：主要包括PLC、输入设备（如传感器）、输出设备（如执行器）、人机界面（HMI）等部分。其中，PLC作为核心控制单元，接收来自传感器的信息，并根据预设的程序控制执行器的动作，从而实现自动化控制。 ##### 课题研究内容与意义 本课题主要研究基于PLC的自动化生产线的设计与实现，重点探讨如何利用PLC技术实现生产线各单元的自动化控制。通过对生产线各单元的详细分析与设计，旨在提高生产线的整体效率和产品质量，降低生产成本，具有重要的理论和实践意义。 #### 二、各单元硬件设备的说明 ##### 1. 电感式接近开关 - **设备说明**：电感式接近开关是一种非接触式位置传感器，主要用于金属物体的检测。 - **基本工作原理**：当有金属物体靠近时，电感式接近开关内部的感应线圈会产生变化，进而触发开关动作。 ##### 2. 电容式接近开关 - **设备说明**：电容式接近开关适用于检测各种材质的物体，不仅限于金属。 - **使用方法**：电容式接近开关通过检测物体与传感器之间的电容变化来触发开关动作。 ##### 3. 继电器与微动开关 - **继电器**：用于放大信号或切换电路，可以实现小电流控制大电流的功能。 - **微动开关**：一种简单的机械开关，常用于检测物体的位置或者状态变化。 ##### 4. 电磁阀 - **设备说明**：电磁阀是利用电磁原理控制流体通断的一种装置，广泛应用于各种自动化系统中，用于控制气体或液体的流动方向、流量等。 #### 三、S7-200 PLC在自动化生产线中的应用 西门子S7-200系列PLC因其体积小巧、功能强大而被广泛应用于小型自动化控制系统中。在自动化生产线的设计中，S7-200系列PLC可以通过编程实现对生产线各单元的精确控制。 #### 四、各单元控制系统的设计 ##### 下料单元 - **控制要求**：根据生产线的需求，自动控制原料的供应量。 - **控制流程图**：包括启动、停止、原料检测、供料控制等步骤。 - **I/O分配表**：详细列出了各传感器、执行器与PLC输入输出端口的连接情况。 - **梯形图**：通过图形化的编程方式实现了下料单元的控制逻辑。 ##### 加盖单元 - **控制要求**：实现成品盖子的自动放置，确保成品的完整性。 - **控制流程图**：包括启动、盖子检测、定位、放置等步骤。 - **I/O分配表**：明确了传感器和执行器与PLC之间的连接关系。 - **梯形图**：具体实现了加盖单元的控制逻辑。 ##### 穿销单元 - **控制要求**：实现零件间的准确装配。 - **控制流程图**：包括启动、零件检测、定位、穿销等步骤。 - **I/O分配表**：详细记录了各部件与PLC的连接情况。 - **梯形图**：通过梯形图编程实现了穿销单元的控制逻辑。 ##### 检测单元 - **控制要求**：对成品进行质量检测，确保产品质量。 - **控制流程图**：包括启动、产品检测、合格与否判断等步骤。 - **I/O分配表**：记录了检测设备与PLC之间的连接关系。 - **梯形图**：通过编程实现了检测单元的逻辑控制。 基于PLC的自动化生产线设计涵盖了从硬件选型到软件编程的各个环节，通过合理的设计和优化，可以有效提高生产效率和产品质量。此外，对于不同类型的生产线单元，还需要根据实际需求进行定制化设计，以满足特定的生产工艺要求。

【WEINVIEW触摸屏在纸箱生产行业中的应用】 在纸箱制造成型行业中，WEINVIEW触摸屏扮演了至关重要的角色。它能够实现一台触摸屏同时控制多达6台PLC，以此来完成复杂的机械控制任务。这样的设计极大地简化了现场操作，使得工作人员能够通过触摸屏轻松监控和操作生产流程，并且能进行关键数据的传输和设置。 **一、系统设计要求** 纸箱包装机械依赖精确的机械定位来成型和生产纸箱。在早期，这些操作往往由独立的设备和手动控制完成，效率较低。而现在，通过集成的系统，如WEINVIEW触摸屏，可以显著提高自动化程度和生产效率。系统的核心是通过PLC（可编程逻辑控制器）接收和处理来自触摸屏的控制信号，以驱动现场的机械设备，如变频电机和小型电机，这些电机通过丝杆进行精确的定位。 **二、系统硬件配置** 本系统采用了三菱FX1N系列的PLC，因其具备接收编码器脉冲的能力，能对电机进行有效控制。6台PLC通过485BD模块并行连接，与触摸屏交互，实现数据的发送和接收。触摸屏作为主站，可以向PLC发送命令并接收响应，而PLC之间则通过触摸屏进行数据交换。 **三、系统软件设计与参数设置** 软件设计中，触摸屏与PLC之间的通信协议需保持一致，包括波特率、奇偶校验等。触摸屏的站号设置只需包含1至6台PLC的任意一站号，选择合适的驱动程序，并在系统参数中设定扩展地址模式。数据传输是关键，通过触摸屏的宏指令进行算术运算，将数据传输到PLC，以提高通讯速率。 **四、现场调试与通讯测试** 在实际应用中，电机启动产生的磁场可能干扰通讯，解决方案是采用屏蔽线并增加通讯线与电机的距离。通讯故障可通过调整触摸屏参数2的值和PLC的超时常数来解决，最佳范围分别为2-5和0.3-0.6。波特率通常设置为19200，过高可能导致通讯问题。调试时需依据PLC数量和数据传输量进行参数调整。 **五、总结** WEINVIEW触摸屏在纸箱包装行业的应用展示了其在自动化控制领域的强大能力。通过优化系统设计和参数设置，不仅提高了生产效率，还简化了操作，确保了数据的准确传输。这种解决方案为其他类似行业提供了有效的参考，体现了现代工业自动化技术的潜力和优势。

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MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）是一种智能制造解决方案，旨在提高制造业的生产效率、质量和降低成本。该系统 能够对生产过程进行实时监控、数据采集和分析，并提供了智能化的生产计划、质量控制和供应链管理等功能。 MES 的核心价值观包括管理核心价值、组织价值、工作价值、效率价值、系统价值和信息价值等六个方面。其中，管理核心价值是指MES 能够提高制造运营的决策质量、凝聚制造管理协同工作能力和协助操作工降低作业出错率等。组织价值是指MES 能够降低不良率、提升产量、产值和聚焦生产车间改善等。工作价值是指MES 能够协助操作工降低作业出错率和提高作业效率等。效率价值是指MES 能够降低不良率、提升产量、产值和聚焦生产车间改善等。系统价值是指MES 能够聚焦生产车间改善和提高制造系统的整体效率等。信息价值是指MES 能够提供智能化的生产数据分析和改善生产过程等。 MES 的发展趋势包括智能制造、 Industrial Internet of Things（IIoT）、Cyber-Physical Systems（CPS）、Big Data 和人工智能等技术的融合应用。MES 也将与其他系统集成，如ERP、PLM、SCM 等，以形成一个更加完善的智能制造系统。 在制造行业数字化蓝图中，MES 将扮演着核心角色，旨在提高制造业的生产效率、质量和降低成本。MES 将与其他系统集成，如ERP、PLM、SCM 等，以形成一个更加完善的智能制造系统，并提供智能化的生产计划、质量控制和供应链管理等功能。 MES 是一种智能制造解决方案，旨在提高制造业的生产效率、质量和降低成本。其核心价值观包括管理核心价值、组织价值、工作价值、效率价值、系统价值和信息价值等六个方面。MES 的发展趋势包括智能制造、 Industrial Internet of Things（IIoT）、Cyber-Physical Systems（CPS）、Big Data 和人工智能等技术的融合应用。