CN101794150A - 一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法和系统，其中，所述方法包括：获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。通过本发明，能够满足仪表管理系统运行过程中对数据的处理需求。

Description

一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法及系统

技术领域

本发明涉及工业自动化控制技术领域，更具体地说，涉及一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法及系统。

背景技术

为了提高过程控制和管理的水平，使得工厂能够满足越来越严格的质量标准以及法规的要求，人们对现场测量和控制设备的要求也随之提高，即不仅仅要求现场设备能提供过程测量信息，还应该能提供更多附加信息，包括设备自身及过程的诊断信息、管理信息等，这些信息通称为非控制信息。

在此背景下，为了充分利用现场智能设备出厂时具有的功能，尤其是其中丰富的非控制信息，优化过程控制，开发出了现场总线仪表管理系统，为工厂管理和工厂人员维护其设备网络和与现场总线通讯提供了有力的工具。

由于现场总线仪表管理系统在运行过程中必然输出大量的数据信息，因此，在实际应用过程中，必须依靠一套数据管理系统去维护和管理这些数据。

目前，仪表管理系统中，在维护和管理数据过程中应用较多的是MicrosoftSQL(Structured Query Language，结构化查询语言)Server关系型数据库，但是，通过发明人的研究发现，该系统存在着一定的缺陷，包括：

关系型数据库中数据通常存放在一个文件内，用户无法查看文件内部的存储机制和数据排列，因此，在开发和维护中会有困难；

关系数据库处理的主要是离散的、非连续的、非基于时间的二维关系数据表数据，而通常仪表管理系统需要处理一些基于时间的连续的数据信息；

此外，SQL Server数据库由于技术的垄断性，往往价格昂贵、维护费用高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法及系统，以便满足仪表管理系统运行过程中对数据的处理需求。

本发明实施例提供一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法，所述方法包括：

获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；

根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；

对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。

优选的，所述方法还包括：

为与所述各类数据相关的系统组件分配对外的操作接口。

优选的，所述根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类，包括：

根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；

根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

优选的，所述对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：

采用索引方式对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。

优选的，所述方法还包括：

实时监测外部对所述各类数据的访问状态，若当前数据已有组件访问，则当发现其他组件对当前数据进行访问时，自动中断其他组件对当前数据的访问。

一种现场总线仪表管理系统的数据管理系统，所述系统包括：

获取单元，用于获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；

分类单元，用于根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；

存储管理单元，用于对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。

优选的，所述系统还包括：

对外接口单元，用于为与所述各类数据相关的系统组件分配对外的操作接口。

优选的，所述分类单元包括：

分类规则获取子单元，用于根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；

分类操作子单元，用于根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

优选的，所述存储管理单元还用于：

采用索引方式对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。

优选的，所述系统还包括：

监测单元，用于实时监测外部对所述各类数据的访问状态，若当前数据已有组件访问，则当发现其他组件对当前数据进行访问时，自动中断其他组件对当前数据的访问。

同现有技术相比，本发明提供的技术方案通过对数据信息进行分类存储，并对数据信息采用独立管理的方式，使得各类数据信息相互之间可以独立运行，增加了数据的稳定性和扩展性；

当提供对外接口时，由于对外接口与访问组件一一对应，因此，对外接口模块可以灵活配置，根据仪表管理系统各功能组件的需求，可以方便的连接到对应数据管理操作相应的操作函数，当仪表管理系统增加新的组件或者功能、可以方便的在现有数据文件管理系统上增加新的数据文件、数据文件管理操作和新的接口，原有的数据文件、数据管理操作和接口函数不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的对应内嵌在管理操作中的冲突管理操作流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种现场总线仪表管理系统的数据管理系统结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种现场总线仪表管理系统的数据管理系统结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种现场总线仪表管理系统的数据管理系统结构示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先对本发明提供的现场总线仪表管理系统的数据管理方法进行说明，参照图1所示，所述方法包括：

步骤101、获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；

步骤102、根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；

步骤103、对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。

本发明提供的技术方案通过对数据信息进行分类存储，并对数据信息采用独立管理的方式，使得各类数据信息相互之间可以独立运行，增加了数据的稳定性和扩展性。

为了便于对现场总线仪表管理系统输出的数据进行管理，可以对现场总线仪表管理系统输出的数据进行分类管理。本发明实施例中，预置有具体的分类规则，根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；进而，根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

分类之后的数据信息通常以数据文件形式进行存储，例如：复合文档的形式。

为了方便外部对数据的快速查找和管理，在数据的存储中，采用了索引方式，具体包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。因此，实际的数据文件中包括两部分内容：真实的数据信息和归属这部分数据信息的索引信息。通过索引信息，能够对需要查询的数据实现快速及准确的定位。

进一步，为了便于实现仪表管理系统与数据文件之间的交互，本发明实施例中实现了对外接口模块，该对外接口模块对应与所述各类数据相关的系统组件。由于仪表管理系统是由多个功能组件构成，因此接口模块为仪表管理系统中所有与数据文件关联的每个组件提供一个操作接口，根据组件的实际功能需求，通过操作接口调用相应数据管理操作对应的操作函数，此种实现方式的优点包括：

接口之间相互独立，减少了接口之间的耦合性；

当某组件接口变更时，不影响其它接口模块；

当仪表管理系统增加新的功能组件时，只需添加新的接口和相应数据管理操作的操作函数即可，方便升级和减少升级所需时间。

现场总线仪表管理系统在具体实现时，有可能出现多个组件同时访问同一数据文件的情形，这时，容易产生数据访问错误。为了避免这一缺陷，可以在为所述各类数据建立相应的管理操作中内嵌冲突管理机制，即：对外部对各类数据的访问状态进行实时监测，若获知当前数据已有组件访问，则当发现其他组件发起对当前数据的访问时，能够自动中断其他组件对当前数据的访问，使得对于每类数据，在同一时间段内，只有一个组件对其进行数据访问，从而避免多个组件同时访问同一数据文件时，容易产生数据访问错误的情形。

为了便于对本发明进一步的理解，下面结合本发明的具体实施方式对本发明进行详细描述。

在对获取到的现场总线仪表管理系统输出的数据信息进行分类时，首先，分析现场总线仪表管理系统的各功能组件，列举出仪表管理系统产生的所有数据及其属性，这些属性包括：数据结构、系统对该数据的操作需求如删除方式、该类数据与系统中每个功能组件的关系等。然后，在以上分析的基础上，以减少耦合性、方便存储和管理的原则，对数据进行分类。

进一步的，在对数据信息进行正确分类的基础上，可以将数据文件分为以下几类，例如：

日志数据文件，存储了仪表管理系统各个功能模块在运行过程中的生成的所有日志信息，如：用户登入登出、仪表参数修改、报警设置、系统维护等信息；

台帐数据文件，存储了仪表管理系统台帐管理组件输出的所有仪表台帐信息，如某一仪表的出厂时间、投运时间、型号、类型、位号、当前状态等；

未确认报警数据文件，存放了仪表在运行过程中产生的报警记录中用户未确认的部分，以及报警监视模块的报警设备监视列表信息；

区域信息数据文件，存放了仪表在厂区中的位置划分信息，如厂区1、装置2等；

物理网络数据文件，存放了设备组态过程中产生的工程拓扑、网络拓扑信息；

数据库接口数据文件，存放了仪表管理系统数据库接口组件的配置信息；

用户数据文件，存放了仪表管理系统用户模块产生的用户信息，包含：用户名、用户操作权限、用户密码等；

设备信息数据文件，此类数据是整个仪表管理系统的重要部分，存放了仪表管理系统所管理的所有仪表的参数等重要信息。

本发明实施例中，上述的数据文件采用的是复合文档的实现形式。

为了方便外部对数据的快速查找和管理，在数据的存储中，采用了索引方式，因此，实际的数据文件中包括两部分内容：真实的数据信息和归属这部分数据信息的索引信息，并且，数据信息与索引信息之间应该存在一一对应的逻辑关系。

在现场总线仪表管理系统中，索引信息通常可以包括：数据信息产生的时间信息、与该数据信息对应的设备标识信息以及数据信息在数据文件中的字节偏移量信息。为了便于对索引信息的管理，可以建立索引信息表，以对生成的索引信息进行存储记录。

下面以日志索引为例，说明上述索引结构的实现：

在日志数据信息存储阶段，数据文件管理系统每接收到一条日志记录，自动生成该条日志的索引信息，该索引信息可以包括：该条日志记录携带的时间戳信息、相关的仪表标识信息以及该条日志在日志数据文件中的字节偏移量信息，并将该条索引信息保存到日志索引信息表中，保证日志数据信息与索引信息之间存在一一对应的逻辑关系。

在日志数据查询阶段时，数据文件管理系统依据接收到的查询条件(包括：单条件查询或者复合条件查询)进入日志索引信息表，顺序比较每条日志信息的时间信息和设备标识，并记录下所有符合查询条件的日志记录在数据文件中存储位置，然后进入日志数据文件读取出符合条件的日志信息，并整理发送给仪表管理系统。可见，通过索引信息，能够实现对数据的快速查找和管理。

相应上述的数据文件分类，本发明实施例为各类数据建立相应的管理操作，包括：

日志数据管理类，根据日志的数据结构特性和仪表管理系统需求，提供保存、读取、查找和删除操作，更提供了基于时间点、时间段、特定仪表或者是时间和仪表组合条件下的查找和删除；

台帐数据管理类，依据台帐的数据特性以及仪表管理系统相应组件的功能需求，提供了读取、保存的基本操作，更提供了基于覆盖模式的保存方式；

未确认报警管理类，依据未确认报警记录的数据特性以及仪表管理系统对应组件的功能需求，除实现基本的保存、读取，删除的操作，也提供了增量保存、覆盖保存两种不同的保存方式；

区域信息管理类，依据区域信息的数据特性以及仪表管理系统相应组件的功能需求，实现了读取、保存、修改和删除的基本操作；

物理网络管理类，依据物理网络数据的特殊性以及仪表管理系统相应组件功能需求，实现了数据的保存、读取和删除操作；

数据库接口管理类，依据数据库接口配置信息的特性和该模块功能要求，为其实现了对数据的保存、读取、修改操作；

用户数据管理类，依据用户数据的特性以及用户管理模块的功能需求，除为其实现了读取、保存操作外，更提供了覆盖模式的保存方式；

设备信息管理类，依据本类数据的数据特性以及仪表管理系统相应组件功能需求，实现了创建、保存、读取、修改和删除的基本操作。

除此之外，需要说明的是，本发明实施例中，对应内嵌在管理操作中的冲突管理操作可以采用如图2所示的实现方式：首先，可以在数据文件管理系统中设置计数器这一功能插件，在没有组件访问当前数据文件时，计数器初值通常可以设为0；当有组件访问当前数据文件时，计数器开始累加计数；

步骤201、组件发起对当前数据文件的访问请求，计数器nTimerCount开始累加计数；

步骤202、判断是否有其他组件已经对当前数据访问成功，如果否，则继续步骤203；如果是，则继续步骤204；

步骤203、打开数据文件，执行相应的操作；

步骤204、判断计数器nTimerCount的计数值是否大于预置的计数器最大数值MAX_TIMER；如果是，则结束；如果否，则继续步骤205；

步骤205、计数器nTimerCount加1，等待WAIT_TIMER时间之后，判断已实现对当前数据访问成功的组件是否退出访问，如果是，则继续步骤206；如果否，则返回步骤204；

步骤206、组件打开数据文件成功，执行相应的操作。

其中，需要说明的是，计数器存在于冲突解决的始末，其主要作用是防止死循环的产生，即：防止当前发起请求的组件长期处于等待状态。当在当前组件等待期间，如果先于其发起访问请求的组件退出访问，则该组件能够实现对数据文件的访问。最大计数值MAX_TIMER与程序等待时间WAIT_TIMER相互独立，可以在实际应用时分别进行设置。

相应上述现场总线仪表管理系统的数据管理方法，本发明实施例还提供了一种现场总线仪表管理系统的数据管理系统，如图3所示，为该系统的结构示意图，该系统具体可以包括：

获取单元301，用于获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；

分类单元302，用于根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；

存储管理单元303，用于对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。

本发明提供的技术方案通过分类单元和存储管理单元实现对数据信息进行分类存储，并对数据信息采用独立管理的方式，使得各类数据信息相互之间可以独立运行，增加了数据的稳定性和扩展性。

所述分类单元可以包括：

分类规则获取子单元，用于根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；

分类操作子单元，用于根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

本发明实施例中，预置有具体的分类规则，根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；进而，根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

分类之后的数据信息通常以数据文件形式进行存储，例如：复合文档的形式。

所述存储管理单元还用于：

采用索引方式对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。

为了方便外部对数据的快速查找和管理，在数据的存储中，采用了索引方式，具体包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。因此，实际的数据文件中包括两部分内容：真实的数据信息和归属这部分数据信息的索引信息。通过索引信息，能够对需要查询的数据实现快速及准确的定位。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，所述系统还包括：

对外接口单元304，用于为与所述各类数据相关的系统组件分配对外的操作接口。

进一步，为了便于实现仪表管理系统与数据文件之间的交互，本发明实施例中实现了对外接口模块，该对外接口模块对应与所述各类数据相关的系统组件。当提供对外接口时，由于对外接口与访问组件一一对应，因此，对外接口模块可以灵活配置，根据仪表管理系统各功能组件的需求，可以方便的连接到对应数据管理操作相应的操作函数，当仪表管理系统增加新的组件或者功能、可以方便的在现有数据文件管理系统上增加新的数据文件、数据文件管理操作和新的接口，原有的数据文件、数据管理操作和接口函数不受影响。

在本发明的又一个实施例中，如图5所示，所述系统还包括：

监测单元305，用于实时监测外部对所述各类数据的访问状态，若当前数据已有组件访问，则当发现其他组件对当前数据进行访问时，自动中断其他组件对当前数据的访问。

现场总线仪表管理系统在具体实现时，有可能出现多个组件同时访问同一数据文件的情形，这时，容易产生数据访问错误。为了避免这一缺陷，可以在为所述各类数据建立相应的管理操作中内嵌冲突管理机制，即：对外部对各类数据的访问状态进行实时监测，若获知当前数据已有组件访问，则当发现其他组件发起对当前数据的访问时，能够自动中断其他组件对当前数据的访问，使得对于每类数据，在同一时间段内，只有一个组件对其进行数据访问，从而避免多个组件同时访问同一数据文件时，容易产生数据访问错误的情形。

对于系统实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种现场总线仪表管理系统的数据管理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；

根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；

对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。

2.根据权利要求1所述的现场总线仪表管理系统的数据管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

为与所述各类数据相关的系统组件分配对外的操作接口。

3.根据权利要求1所述的现场总线仪表管理系统的数据管理方法，其特征在于，所述根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类，包括：

根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；

根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

4.根据权利要求1所述的现场总线仪表管理系统的数据管理方法，其特征在于，所述对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：

采用索引方式对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的现场总线仪表管理系统的数据管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

实时监测外部对所述各类数据的访问状态，若当前数据已有组件访问，则当发现其他组件对当前数据进行访问时，自动中断其他组件对当前数据的访问。

6.一种现场总线仪表管理系统的数据管理系统，其特征在于，所述系统包括：

获取单元，用于获取现场总线仪表管理系统输出的数据信息；

分类单元，用于根据预置分类规则，对所述数据信息进行分类；

存储管理单元，用于对分类之后的各类数据分别进行存储，为所述各类数据建立相应的管理操作。

7.根据权利要求6所述的现场总线仪表管理系统的数据管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

对外接口单元，用于为与所述各类数据相关的系统组件分配对外的操作接口。

8.根据权利要求6所述的现场总线仪表管理系统的数据管理系统，其特征在于，所述分类单元包括：

分类规则获取子单元，用于根据所述数据信息包含的属性信息，获取相应的分类规则；

分类操作子单元，用于根据所述分类规则，对所述数据信息进行分类。

9.根据权利要求6所述的现场总线仪表管理系统的数据管理系统，其特征在于，所述存储管理单元还用于：

采用索引方式对分类之后的各类数据分别进行存储，包括：在存储所述数据信息时，同时为所述数据信息分配相应的索引信息。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的现场总线仪表管理系统的数据管理系统，其特征在于，所述系统还包括：

监测单元，用于实时监测外部对所述各类数据的访问状态，若当前数据已有组件访问，则当发现其他组件对当前数据进行访问时，自动中断其他组件对当前数据的访问。

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