CN107329410B - 一种工业过程控制的快速数据存储方法 - Google Patents

Abstract

一种工业过程控制的快速数据存储方法，属控制技术领域，用于解决控制系统压力大，数据相应速度慢的问题，其技术方案是，该方法根据交互量的大小和对响应速度要求的高低将数据分为两类，对于交互量大和响应速度要求高的一类数据，通过建立对应的数据结构，开辟对应的内存空间和建立共享内存映射文件，在内存区域和内存映射文件中进行即时操作；对于另一类数据，则直接即时写入数据库中。本发明将交互量大和响应速度要求高的数据直接写入内存空间和共享内存映射文件中，待系统不繁忙时，再将数据写入数据库。由于内存响应速度要远高于硬盘的I/O速度，这样既能保证数据的响应速度，又能缓解计算机控制系统的压力，从而确保了生产的正常进行。

Description

一种工业过程控制的快速数据存储方法

技术领域

本发明涉及一种工业过程控制的快速数据存储方法，可缓解计算机控制系统压力，增加数据吞吐速度，属于控制技术领域。

背景技术

随着国家两化融合（即信息化和工业化的高层次的深度结合）的发展，计算机过程控制的发展势在必行，在工业过程控制中，生产控制数据和生产实绩数据的控制和存储管理尤为关键。目前钢铁行业的过程计算机控制系统都是选择将数据存储到实时数据库中，在现代化快节奏的生产过程中，在数据交互量大、响应速度要求很高的情况下，这种数据存储方法会造成系统压力增大、负荷增高、响应速度减慢，严重时还会导致过程计算机控制程序的崩溃，影响工业生产的正常进行，制约生产的稳定。因此，有必要开发一种更加安全、高效、合理的数据存储方法，保证过程计算机系统应用程序的正常运行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种工业过程控制的快速数据存储方法，以缓解计算机控制系统的压力，增加数据的吞吐速度，确保工业生产的正常进行。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种工业过程控制的快速数据存储方法，所述方法根据交互量的大小和对响应速度要求的高低将数据分为两类，对于交互量大和响应速度要求高的一类数据，通过建立对应的数据结构，开辟对应的内存空间和建立共享内存映射文件，在内存区域和内存映射文件中进行即时操作；对于另一类数据，则直接即时写入数据库中。

上述工业过程控制的快速数据存储方法，所述方法包括以下步骤：

a.筛选数据，开辟内存空间；

①将交互量和响应速度要求超过设定的阈值的数据筛选出来归为类A，其它数据归为类B；

②建立与所筛选数据对应的数据结构；

③开辟与所筛选数据对应的内存空间；

b.建立A类数据的共享内存映射文件；

①确定A类数据中每块的最大容量；

②建立A类数据的共享内存映射文件，每个文件的大小不小于对应数据块的最大容量；

c.将开辟的内存空间与共享内存映射文件进行映射关联；

①确定内存空间中的各数据结构类型及大小；

②确定共享内存映射文件已存在；

③内存空间与共享内存映射文件进行映射关联；

d.选择数据存储方式和时机，对两类数据进行存储；

①确定数据类型，即确定待存储的数据是A类数据还是B类数据；

②为A类数据和B类数据分别选择存储方式和时机：A类数据即时存储在共享内存和共享内存映射文件中；B类数据直接存储到数据库中。

上述工业过程控制的快速数据存储方法，A类数据存储到共享内存和共享内存映射文件中后，计算机控制系统实时检测自身的负荷状态，若系统处于非满负荷状态，则将存储的A类数据转存到数据库中。

上述工业过程控制的快速数据存储方法，筛选数据时，数据的交互量和响应速度要求的阈值由过程控制实绩数据的存储需要和过程控制系统中对于实时控制数据的使用要求确定，也可以根据工厂的工艺生产人员的要求进行确定。

本发明将一些交互量大和响应速度要求高的数据直接写入内存空间和共享内存映射文件中，待系统不繁忙时，再将数据写入数据库。由于内存响应速度要远高于硬盘的I/O速度，这样既能保证数据的响应速度，又能缓解计算机控制系统的压力，从而确保了工业生产的正常进行。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明数据存储方法的流程图；

图2为本发明数据存储系统的结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种工业过程控制的快速数据存储方法，该方法将各种控制数据进行分类和分时存储，对于交互量大和响应速度要求高的数据，在内存区域和内存映射文件中进行即时操作，保证数据存储的安全和高效，而对于其它数据，直接即时将数据写入数据库中，这样能很大程度上缓解系统的压力，增加数据的吞吐速度。

本发明包含如下步骤：

①筛选数据，开辟内存空间；

1.1将交互量大、响应速度要求高的数据分为类A，其它数据分为类B；

1.2建立所筛选数据对应的数据结构；

1.3开辟对应的内存空间；

②建立A类数据共享内存映射文件；

2.1确定A类数据中每块的最大容量；

2.2建立A类数据的共享内存映射文件，每个文件大小不小于对应数据块的最大容量；

③将开辟的内存空间与共享内存映射文件进行映射关联；

3.1确定内存空间中的各数据结构类型及大小；

3.2确定共享内存映射文件已存在；

3.3内存空间与共享内存映射文件进行映射关联，保证数据的同步；

④选择数据存储方式和时机；

4.1确定数据类型（A\B）；

4.2为A、B类数据分别选择存储方式和时机：A类数据（选定此类数据存储方式为M1，时机为T1）即时存储在共享内存和共享内存映射文件中，待系统不繁忙时，再将数据写入数据库中；B类数据（选定此类数据存储方式为M2，时机为T2）直接存储到数据库中。

图1是本发明的一个实施例的数据存储方法流程图。

如图1所示，详细的存储步骤如下：

步骤101、计算机进行过程控制开始操作；

步骤102和步骤103、根据具体生产工艺要求，对于生产过程控制中的数据进行分析判断，确定数据类型；

若是交互量大、响应要求高的数据定为A类，进入104步骤；否则，定为B类，进入步骤115；

步骤104、进入此步后，将数据存储方式设定为M1，存储时机设定为T1；根据设定好的类型和时机，进入步骤105，在内存中开辟相应内存数据空间；进入步骤106，确定此类控制数据的最大缓存容量；进入107步，对共享内存映射文件大小进行检查确认，确认通过后进入步骤108，否则，需要返回步骤106，重新确定最大容量，重新进行共享内存映射文件大小的检查；

步骤108、确认共享内存映射文件是否已经存在，如果是第一次创建共享内存，则会直接进入步骤109，进行创建；如果控制系统已经运行，则文件已经创建，此步跳过，直接进入步骤110；

步骤110、建立内存空间与共享内存映射文件的映射关系，保持两者数据的同步，这样当程序关闭后，将最近设定的状态安全及时地保存在共享内存映射文件中，便于再次恢复；

步骤111、过程控制计算机应用程序进行数据存储时，进入步骤112，首先将数据写入内存空间和共享内存映射文件中；然后进入步骤113，如果系统没有满负荷（负荷状态可以预先进行设定），否则回到步骤112，进行等待，直到系统负荷降下来，进入步骤117，将工艺所需要的各种数据保存到传统数据库表中；

步骤115、如果数据类型被判定为B类，那么直接进行数据保存，即进入步骤116，建立对应数据结构，连接数据库，将数据保存到传统数据库表中；

步骤118、数据存储结束。

本发明提供的快速数据存储方法，能够很好地解决工业过程控制计算机系统对于交互量大、响应速度要求高的数据的处理难题，利用本发明，可以有效避免数据卡死、丢失等现象，保证数据安全高效存储，降低过程控制计算机系统的压力，进而保证工业生产过程的安全稳定。需要说明的是，以上描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明内容的基础上，还可以对实施例进行各种改进。因此，本发明的保护范围应当由权利要求书的内容确定。

Claims (3)

1.一种工业过程控制的快速数据存储方法，其特征是，所述方法根据交互量的大小和对响应速度要求的高低将数据分为两类，对于交互量大和响应速度要求高的一类数据，通过建立对应的数据结构，开辟对应的内存空间和建立共享内存映射文件，在内存区域和内存映射文件中进行即时操作；对于另一类数据，则直接即时写入数据库中，所述方法包括以下步骤：

a.筛选数据，开辟内存空间；

①将交互量和响应速度要求超过设定的阈值的数据筛选出来归为类A，其它数据归为类B；

②建立与所筛选数据对应的数据结构；

③开辟与所筛选数据对应的内存空间；

b.建立A类数据的共享内存映射文件；

①确定A类数据中每块的最大容量；

②建立A类数据的共享内存映射文件，每个文件的大小不小于对应数据块的最大容量；

c.将开辟的内存空间与共享内存映射文件进行映射关联；

①确定内存空间中的各数据结构类型及大小；

②确定共享内存映射文件已存在；

③内存空间与共享内存映射文件进行映射关联；

d.选择数据存储方式和时机，对两类数据进行存储；

①确定数据类型，即确定待存储的数据是A类数据还是B类数据；

②为A类数据和B类数据分别选择存储方式和时机：A类数据即时存储在共享内存和共享内存映射文件中；B类数据直接存储到数据库中。

2.根据权利要求1所述的工业过程控制的快速数据存储方法，其特征是，A类数据存储到共享内存和共享内存映射文件中后，计算机控制系统实时检测自身的负荷状态，若系统处于非满负荷状态，则将存储的A类数据转存到数据库中。

3.根据权利要求2所述的工业过程控制的快速数据存储方法，其特征是，筛选数据时，数据的交互量和响应速度要求的阈值由过程控制实绩数据的存储需要和过程控制系统中对于实时控制数据的使用要求确定，也可以根据工厂的工艺生产人员的要求进行确定。