CN101853025A - 多工控系统平台的数据采集处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多工控系统平台的数据采集处理方法和装置，该处理方法是：第一步，通过数据输入接口连接工控控制网采集各种工控系统上的数据；第二步，根据采集的工控数据对数据进行静态配置，静态配置数据保存在数据存储模块中；第三步，在数据处理模块内对所采集到的实时数据按编码规则进行编码处理；第四步，按UDP协议对数据处理模块处理后的数据通过数据输出接口向第三方应用程序或系统进行发送。本发明能有效地改善第三方应用程序或系统对各种不同工控系统软件的数据采集和处理方式，解决了不同工控系统数据格式不统一所造成的数据采集、处理困难等问题，从而提高了软件的开发效率、降低了软件开发难度。

Description

多工控系统平台的数据采集处理方法及装置
技术领域
本发明涉及工业自动化控制的数据采集技术，尤其涉及多工控系统平台的数据采集处理方法及装置。
背景技术
现有工业控制系统品牌种类繁多，由于其数据格式不一致，导致其对外接口都不一致，主要接口有OPC接口、DDE接口、MODBUS接口以及其他一些非标准接口。现有第三方应用软件或系统与不同工控系统通讯必须选择不同的通讯方式以及处理数据的方式。
通讯中间件的应用虽然部分解决了通讯方式和处理数据方式统一的问题，但由于通讯中间件必须采用电文方式通讯，必须在工控系统中先将数据进行处理然后才能通讯，即必须在工控系统中编写电文发送程序。当有一应用程序或系统需要与多个不同工控系统通讯时，则必须针对不同的工控系统开发相应的电文发送程序会产生不同的电文。使用这种电文方式由于必需在每个工控系统和应用程序中都要设置电文处理程序，因此，通讯时数据处理速度相对较慢，而且由于各工控系统的开放性差异较大，因此电文方式不仅通用性较差而且开发难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多工控系统平台的数据采集处理方法及装置，该处理方法在对数据进行交换前，将工控系统输入的数据进行统一处理，将不同来源的数据以统一的数据格式进行编码再进行数据传送，方便了对数据的处理和应用。
本发明是这样实现的：一种多工控系统平台的数据采集处理方法，
第一步，通过数据输入接口连接工控控制网采集各种工控系统上的数据；
第二步，根据采集的工控数据对数据进行静态配置，静态配置由外接编程器设置或以文件形式导入，静态配置数据保存在数据存储模块中；静态配置信息包括发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期、输入接口号和输入数据原始变量名；其中发送数据标签名作为发送数据的唯一标识，发送数据类型用以区分所采集数据的变量类型，发送数据有效长度为发送数据的数值长度，发送周期为触发数据发送模块所需要的间隔时间，输入接口号用来区分不同的工控系统输入，输入数据原始变量名为所采集数据的变量名称；
第三步，在数据处理模块内对所采集到的实时数据按编码规则进行编码处理，处理过程如下：
A：将采集来的实时数据信息存入一维内存；
B：时间过几秒后将再次采集来的实时数据信息存入下一格一维内存；
C：将存入一维内存中的实时数据信息按原始数据变量名和数据值方式保存，一个原始数据变量名对应一个数据值；
D：以输入接口号和输入数据原始变量名作为索引将数据存储模块中保存的该数据的静态配置数据取出；
E：根据静态配置信息得到该数据的发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期；
F：根据该数据的发送周期对采集到的实时数据进行编码，编码规则内容包括数据标签、数据类型和数值三部分，其中数据标签为3个字节，数据类型为4个字节，内容为静态配置中的信息，数据值中的数值为一维内存中原始数据变量名对应的数据值，其长度根据静态配置中的有效长度进行处理不足，21个字节的补空格，最多不超过21个字节；
G：不断重复步骤A至F；
第四步，按UDP协议对数据处理模块处理后的数据通过数据输出接口向第三方应用程序或系统进行发送。
所述在第三步的B步骤时，时间为过1秒后将再次采集来的实时数据存入下一格一维内存。
一种多工控系统平台的数据采集处理装置，包括数据输入接口和数据输出接口，所述处理装置还包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块和数据发送模块，数据采集模块通过数据输入接口接工控控制网采集各种工控系统上的数据，数据采集模块输出接数据处理模块，数据处理模块与数据存储模块进行双向通信连接，数据处理模块输出接数据发送模块，数据发送模块通过数据输出接口输出。
所述数据输入接口有多个输入接口，数据输出接口有一个输出接口。所述数据存储模块设置有一个控制接口。
本发明通过对各种不同类型的工控系统进行数据采集，然后对采集的数据进行处理，使得各类工控系统的数据具有统一的输出格式，最后有效利用UDP(UserDatagramProtocol用户数据报协议)协议，使得不同类型工控系统的数据能够以唯一的接口和统一的格式向第三方应用程序或系统提供不同工控系统上的实时数据。
采用本发明处理装置后，能有效地改善第三方应用程序或系统对各种不同工控系统软件的数据采集和处理方式，解决了不同工控系统数据格式不统一所造成的数据采集、处理困难等问题，通过应用本发明处理装置，使得第三方应用程序可以不用考虑与之进行通讯的工控系统是哪个厂家或哪种通讯方式，只要用一个接口与本发明处理装置的输出接口连接，即可与多种工控系统进行数据通讯，使用同一种方法即可处理不同工控系统的数据，提高了软件的开发效率、降低了软件开发难度。
附图说明
图1为本发明的编码规则示意图；
图2为本发明的处理装置连接示意图；
图3为本发明的处理装置模块连接示意图；
图4为本发明的处理方法流程图。
图中：1数据采集处理装置，2数据采集模块，3数据处理模块，4数据存储模块，5数据发送模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
一种多工控系统平台的数据采集处理方法，其步骤是：参见图2、图3和图4，
第一步，通过数据输入接口连接工控控制网采集各种工控系统上的数据；可以使用的接口方式包括OPC方式、DDE方式、MODBUS方式、FTP方式；
第二步，用户根据采集的工控数据对数据进行静态配置，静态配置由外接编程器设置或以文件形式导入，静态配置数据保存在数据存储模块中。静态数据配置的目的是将不同工控系统中的实时数据以统一的格式进行分类，以及按设定要求触发数据发送模块。
静态配置信息包括发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期、输入接口号(组名)和输入数据原始变量名(点名)；其中发送数据标签名作为发送数据的唯一标识，发送数据类型用以区分所采集数据的变量类型，发送数据有效长度为发送数据的数值长度，发送周期为触发数据发送模块所需要的间隔时间，输入接口号用来区分不同的工控系统输入，输入数据原始变量名为所采集数据的变量名称。
第三步，在数据处理模块内对所采集到的实时数据按编码规则进行编码处理，处理过程如下：
A：将采集来的实时数据信息存入一维内存；
B：时间过几秒后将再次采集来的实时数据信息存入下一格一维内存；
C：将存入一维内存中的实时数据信息按原始数据变量名和数据值方式保存，一个原始数据变量名对应一个数据值；
D：以输入接口号和输入数据原始变量名作为索引将数据存储模块中保存的该数据的静态配置数据取出；
E：根据静态配置信息得到该数据的发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期；
F：根据该数据的发送周期对采集到的实时数据进行编码，编码规则内容包括数据标签、数据类型和数值三部分，其中数据标签为3个字节，数据类型为4个字节，内容为静态配置中的信息，数据值中的数值为一维内存中原始数据变量名对应的数据值，其长度根据静态配置中的有效长度进行处理，不足21个字节的补空格，最多不超过21个字节；参见图1；
G：不断重复步骤A至F；
第四步：按UDP(UserDatagramProtocol，即用户数据报协议)协议对数据处理模块处理后的数据通过数据输出接口向第三方应用程序或系统进行发送。
参见图2、图3，一种实施上述多工控系统平台的数据采集处理方法的处理装置1，包括数据输入接口、数据采集模块2、数据存储模块4、数据处理模块3、数据发送模块5和数据输出接口，数据采集模块2通过数据输入接口接工控控制网采集各种工控系统上的数据，数据采集模块2输出接数据处理模块3，数据处理模块3与数据存储模块4进行双向通信连接，数据处理模块3输出接数据发送模块5，数据发送模块5通过数据输出接口输出。所述数据输入接口有多个输入接口，数据输出接口只有一个输出接口，数据存储模块4设置有一个配置接口。
所述数据采集模块2，通过工控控制网采集各种工控系统上的数据。可以使用的接口方式包括OPC方式、DDE方式、MODBUS方式、FTP方式，其中OPC、DDE、MODBUS为标准工业通讯方式；FTP为文件传输协议，用于文件的双向传输；其目的是将各种工控系统中的实时数据采集到本处理装置1中。
所述数据存储模块4，用以对数据的存储。根据采集的工控数据对数据进行静态配置，静态配置通过配置接口由外接编程器设置或以文件形式导入，静态配置数据保存在数据存储模块4中；采集的实时数据也存储在数据存储模块4中。
所述数据处理模块3，对所采集到的实时数据按编码规则进行编码处理。以输入接口号和输入数据原始变量名作为索引将数据存储模块4中保存的该数据的静态配置数据取出，根据静态配置中的发送周期对采集到的实时数据进行编码，编码规则内容包括数据标签、数据类型和数值三部分，在编码过程中以数据标签作为索引将数据存储模块4中的数据类型、有效长度、数据值信息读出，其中数据类型、有效长度、数据值参与编码；完成后的编码数据交由数据发送模块5进行发送。
所述数据发送模块5，按UDP(User Datagram Protocol，即用户数据报协议)协议对数据处理模块3处理后的数据通过数据输出接口向第三方应用程序或系统发送。
所述数据输出接口，数据输出接口为标准以太网网卡接口。
实施例
某铁厂1号烧结机采用Honeywell PKS DCS，其控制系统提供了OPC数据接口；2号、3号烧结机采用横河CS1000DCS，其控制系统提供了DDE数据接口。
首先，将1号烧结机和2号、3号烧结机的控制系统数据接口通过局域网方式连接到本发明的数据采集处理装置1的数据输入接口，参见图2。1号、2号和3号烧结机的控制系统实时数据提供方式分别为OPC方式和DDE方式，对应本处理装置1数据输入接口的OPC Client和DDE Client。
然后，根据对不同实时数据的采集要求，用户设置发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期、输入接口号(组名)和输入数据原始变量名(点名)等参数。
最后，本处理装置1将自动对采集获得的数据进行编码，将编码后的数据按用户设定要求自动提供至数据输出接口。用户只需将网线连接至本处理装置1数据输出接口，即可按标准UDP方式接收不同控制系统提供的实时数据。
通过本处理装置1对两个完全不同的过程控制系统的实时数据进行采集，经处理后将统一格式的数据以UDP协议方式提供给第三方应用系统以及其他需要工控系统数据的程序或系统中。

Claims (5)

1.一种多工控系统平台的数据采集处理方法，其特征是：
第一步，通过数据输入接口连接工控控制网采集各种工控系统上的数据；
第二步，根据采集的工控数据对数据进行静态配置，静态配置由外接编程器设置或以文件形式导入，静态配置数据保存在数据存储模块中；静态配置信息包括发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期、输入接口号和输入数据原始变量名；其中发送数据标签名作为发送数据的唯一标识，发送数据类型用以区分所采集数据的变量类型，发送数据有效长度为发送数据的数值长度，发送周期为触发数据发送模块所需要的间隔时间，输入接口号用来区分不同的工控系统输入，输入数据原始变量名为所采集数据的变量名称；
第三步，在数据处理模块内对所采集到的实时数据按编码规则进行编码处理，处理过程如下：
A：将采集来的实时数据信息存入一维内存；
B：时间过几秒后将再次采集来的实时数据信息存入下一格一维内存；
C：将存入一维内存中的实时数据信息按原始数据变量名和数据值方式保存，一个原始数据变量名对应一个数据值；
D：以输入接口号和输入数据原始变量名作为索引将数据存储模块中保存的该数据的静态配置数据取出；
E：根据静态配置信息得到该数据的发送数据标签名、发送数据类型、发送数据有效长度、发送周期；
F：根据该数据的发送周期对采集到的实时数据进行编码，编码规则内容包括数据标签、数据类型和数值三部分，其中数据标签为3个字节，数据类型为4个字节，内容为静态配置中的信息，数据值中的数值为一维内存中原始数据变量名对应的数据值，其长度根据静态配置中的有效长度进行处理，不足21个字节的补空格，最多不超过21个字节；
G：不断重复步骤A至F；
第四步，按UDP协议对数据处理模块处理后的数据通过数据输出接口向第三方应用程序或系统进行发送。
2.根据权利要求1所述的多工控系统平台的数据采集处理方法，其特征是：所述在第三步的B步骤时，时间为过1秒后将再次采集来的实时数据存入下一格一维内存。
3.一种多工控系统平台的数据采集处理装置，包括数据输入接口和数据输出接口，其特征是：所述处理装置还包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块和数据发送模块，数据采集模块通过数据输入接口接工控控制网采集各种工控系统上的数据，数据采集模块输出接数据处理模块，数据处理模块与数据存储模块进行双向通信连接，数据处理模块输出接数据发送模块，数据发送模块通过数据输出接口输出。
4.根据权利要求3所述的多工控系统平台的数据采集处理方法，其特征是：所述数据输入接口有多个输入接口，数据输出接口有一个输出接口。
5.根据权利要求3所述的多工控系统平台的数据采集处理方法，其特征是：所述数据存储模块设置有一个配置接口，用于外接编程器对静态数据进行配置。
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