CN110032106A

CN110032106A - 一种用于细纱机的智能网关系统及管理方法

Info

Publication number: CN110032106A
Application number: CN201910300554.6A
Authority: CN
Inventors: 陈伟伟; 娄云鸽; 张伟; 吕伟; 韩少恒
Original assignee: Shanghai Electric Group Corp
Current assignee: Shanghai Electric Group Corp
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-07-19

Abstract

本发明涉及工业物联网技术领域，尤其涉及一种用于细纱机的智能网关系统及管理方法，其中包括，数据采集模块，用以采集各类数字信号和模拟信号，处理模块，用以解析并处理数据采集模块采集到的数据，数据采集扩展模块，用以扩展各类采集卡，数据存储模块，用以存储实时数据以及处理模块处理后的数据，传输模块，用以向外界传输存储数据，报警模块，报警模块连接处理模块，用以对细纱机工作异常时发出警报，显示模块，用以显示细纱机工作中的各类实时数据，同时运用细纱机的智能网关管理方法，实现对细纱机智能化管理。上述技术方案的有益效果：满足了细纱机等工业设备系统中多样的信号采集要求，实现了边缘侧对实时数据的处理。

Description

一种用于细纱机的智能网关系统及管理方法

技术领域

本发明涉及工业物联网技术领域，尤其涉及一种用于细纱机的智能网关系统及管理方法。

背景技术

物联网技术是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。

随着物联网技术的不断成熟，物联网技术与工业领域相结合，使得现代工业得到快速发展，物联网技术对细砂机的状态监测以及纺纱生产的管控，需将细纱机控制器端的高频数据通过远程传输方式传输至服务器端进行数据筛选、数据统计分析与数据展示，或者人为进行后期汇总统计。

目前的运用到细纱机的智能网关存在数据采集单一化，没有针对工业领域特殊信号的拓展性，不适合细纱机等信号多样的场景应用，同时，网关侧计算能力较差，没有与数据分析等部分有效结合，智能化程度一般等问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题和弊端，现提出一种用于细纱机的智能网关系统及管理方法。

具体技术方案如下：

一种用于细纱机的智能网关系统，所述智能网关系统连接所述细纱机；

所述智能网关系统具体包括：

一数据采集模块，所述数据采集模块用以采集所述细纱机的状态信息；

一处理模块，所述处理模块连接所述数据采集模块，用以解析并处理所述数据采集模块采集到的数据；

一数据采集扩展模块，所述数据采集扩展模块连接所述处理模块，用以扩展各类采集卡；

一数据存储模块，所述数据存储模块连接所述处理模块，用以存储实时数据以及所述处理模块处理后的数据；

一传输模块，所述传输模块连接所述数据存储模块，用以向外界传输存储于所述数据存储模块的存储数据；

一报警模块，所述报警模块连接所述处理模块，用以显示所述细纱机的工作状态，并对所述细纱机工作异常时发出警报；

一显示模块，所述显示模块连接所述处理模块，用以显示所述细纱机工作中的各类实时数据。

进一步的，所述数据采集模块包括：以太网接口；和/或

RS485接口；和/或

RS232接口；和/或

USB接口。

进一步的，所述数据采集扩展模块包括：PCI接口；和/或

PCIE接口。

进一步的，所述传输模块包括：以太网接口；和/或

WIFI模块；和/或

2G/4G模块；和/或

Zigbee模块；和/或

蓝牙模块。

进一步的，所述存储模块包括：硬盘；和/或

TF/SD卡。

进一步的，所述实时数据包括：细纱机断头数；和/或

细纱机断头位置；和/或

细纱机实时生产效率；和/或

细纱机实时生产产量；和/或

落纱统计；和/或

下一次落纱时间。

进一步的，所述细纱机的工作状态包括：智能网关状态；和/或

细纱机启停状态；和/或

网络状态。

一种用于细纱机的智能网关管理方法，其中包括以下步骤：

步骤S1、所述数据采集模块收集来自细纱机控制系统的实时数据，并将所述实时数据发送至所述处理模块，进行数据解析和提取关键参数进行实时数据计算；

步骤S2、所述处理模块将处理后的所述实时数据进行分类发送，并发送至所述报警模块和所述显示模块以及所述数据存储模块，进行所述细纱机的状态监控以及生产管理；

步骤S3、所述数据存储模块暂存所述处理后的实时数据，并累计至一整台所述细纱机的实时数据后，进行数据打包处理，同时发送至所述传输模块，经过所述传输模块转发至远程数据平台。

进一步的，发送至所述报警模块的实时数据包括：网关状态、细纱机启停状态、网络状态；

发送至所述显示模块的实时数据包括：细纱机断头数、细纱机断头位置、实时生产效率、实时生产产量、落纱统计、下一次落纱时间；

发送至所述数据存储模块的实时数据包括：提取的关键参数、处理后的全部实时数据。

上述技术方案的有益效果：

通过数据采集模块采集各类数字信号和模拟信号，利用处理模块解析并处理数据采集模块采集到的数据，同时利用数据采集扩展模块用以扩展各类采集卡，通过数据存储模块存储实时数据以及处理模块处理后的数据，进一步的，利用传输模块向外界传输存储于数据存储模块的存储数据，同时运用报警模块，显示细纱机的工作状态，并对细纱机工作异常时发出警报，通过显示模块，显示所述细纱机工作中的各类实时数据，使得物联网技术成熟的运用于细纱机的生产管理中，推动工业化进程的快速发展。

进一步的，智能网关系统具有的数据采集扩展模块，适用于市场上大多数的采集卡，满足了细纱机等工业设备系统中多样的信号采集要求，场景应用柔性高；智能网关系统通过处理模块集成了研发智能算法实现了边缘侧对实时数据的处理，可用于断头、产量、生产效率、落纱等关键参数计算与预测，满足了细纱机的高频数据传输，减少了数据上传的带宽要求以及实时性要求。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于细纱机的智能网关系统框图；

图2为本发明提供的一种用于细纱机的智能网关管理方法步骤流程图。

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，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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，一种用于细纱机的智能网关系统连接细纱机，其中包括：

一数据采集模块1，数据采集模块1用以采集所述细纱机的状态信息；

一处理模块2，处理模块2连接数据采集模块1，用以解析并处理数据采集模块采集到的数据；

一数据采集扩展模块3，数据采集扩展模块3连接处理模块2，用以扩展各类采集卡；

一数据存储模块4，数据存储模块4连接处理模块3，用以存储实时数据以及处理模块处理后的数据；

一传输模块5，传输模块5连接数据存储模块4，用以向外界传输存储于数据存储模块的存储数据；

一报警模块6，报警模块6连接处理模块2，用以显示细纱机的工作状态，并对细纱机工作异常时发出警报；

一显示模块7，显示模块7连接处理模块2，用以显示细纱机工作中的各类实时数据。

上述技术方案中，通过数据采集模块1采集各类数字信号和模拟信号，利用处理模块2解析并处理数据采集模块采集到的数据，同时利用数据采集扩展模块3用以扩展各类采集卡，满足了细纱机等工业设备系统中多样的信号采集要求，场景应用柔性高，通过数据存储模块4存储实时数据以及处理模块处理后的数据。

进一步的，利用传输模块5向外界传输存储于数据存储模块4的存储数据，同时运用报警模块6，显示细纱机的工作状态，并对细纱机工作异常时发出警报，通过显示模块7，显示所述细纱机工作中的各类实时数据，使得物联网技术成熟的运用于细纱机的生产管理中，实现细纱机的状态监控以及纺纱生产的管控，推动工业化进程的快速发展。

作为优选的实施例，数据采集模块1包括：以太网接口，RS485接口，RS232接口，USB接口。

上述技术方案中，数据采集模块1通过采用多种网络接口实现，不用类型的信号采集，满足不同类型的信号传输，使得网络速传输度和使用效率最大，实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法，加快了细纱机的数据采集速度，推动工业智能化进程的发展。

作为优选的实施例，数据采集扩展模块3包括：PCI接口，PCIE接口。

上述技术方案中，通过采用数据采集扩展模块3用以扩展各类采集卡，满足了细纱机等工业设备系统中多样的信号采集要求，场景应用柔性高，使得细纱机工业智能化程度得到快速发展。

作为优选的实施例，传输模块5包括：以太网接口，WIFI模块，2G/4G模块，Zigbee模块，蓝牙模块；存储模块包括：硬盘，TF/SD卡。

上述技术方案中，通过采用不同的传输模块5，满足细纱机的不同类型的信号传输的同时，也满足了对支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性，而且经济高效的标准型无线网络解决方案的需求，使得细纱机信号传输内容丰富且经济高效，推动了工业智能化的进程。

作为优选的实施例，实时数据包括：细纱机断头数，细纱机断头位置，细纱机实时生产效率，细纱机实时生产产量，落纱统计，下一次落纱时间；细纱机的工作状态包括：智能网关状态，细纱机启停状，网络状态。

上述技术方案中，通过实时监控细纱机断头位置，实时生产效率，实时生产产量，落纱统计，下一次落纱时间以及细纱机的智能网关状态、启停状态和网络状态，提高了细纱机的智能运维水平，同时提高了产品的质量。

如图2所示，一种用于细纱机的智能网关管理方法，其中包括以下步骤：

步骤S1、数据采集模块收集来自细纱机控制系统的实时数据，并将实时数据发送至处理模块，进行数据解析和提取关键参数进行实时数据计算；

步骤S2、处理模块将处理后的实时数据进行分类发送，并发送至报警模块和显示模块以及数据存储模块，进行细纱机的状态监控以及生产管理；

步骤S3、数据存储模块暂存处理后的实时数据，并累计至一整台细纱机的实时数据后，进行数据打包处理，同时发送至传输模块，经过传输模块转发至远程数据平台。

上述技术方案中，通过智能网关的数据采集模块，数据采集模块将采集到的数据发送给智能处理模块，智能处理模块将数据进行解析筛选，提取出关键参数进行实时计算，并分类传输给报警模块、显示模块、数据存储模块。具体的：

一、实时计算参数

定义T1表示上一时刻，T2表示当前时刻；

单个细纱机实时状态参数：

单个细纱机实时断头数＝落纱周期内累计断头数(T1时刻正常—>T2时刻断头标志为1触发加一)落纱周期结束，下一落开始时，实时断头数清零；

整机生产效率＝((整机生产时间*锭数-单锭断头停止时间之和))/(整机生产时间*锭数)*100％；

单个细纱机实时产量中间量＝单个细纱机所有锭子产量中间量之和；

落纱时间＝落纱结束时间-落纱开始时间；

停车时间＝停车开始时间-停车结束时间；

二、锭子实时运行参数：

单锭子断头次数(落纱周期内T1时刻正常—>T2时刻断头触发)加一；

单锭子生产效率＝锭子实际运行时间/(锭子实际运行时间+锭子断头时间)*100％；

单锭产量中间量＝((锭速))/(10*1000)*100％*运行时间；(g)；

弱捻(连续接收N个数据锭速<指定速度)；

注：指定速度＝当前锭速*(100-弱捻系数)

其中，处理模块将网关状态(正常/故障)、细纱机启停状态、网络状态(正常/断网)等数据转发给报警模块显示；将细纱机断头数、断头位置、实时生产效率、实时生产产量、落纱统计以及下一次落纱的预测时间转发给显示模块显示；处理模块从数据中筛选的关键参数、处理后的数据统计转发至数据存储模块暂存，累计至一整台细纱机数据后再打包成数据包转发至传输模块，传输模块再将数据包转发至远程数据平台。实现了细纱机智能化的管理，提高了细纱机的智能运维水平，同时提高了产品的质量。

作为优选的实施例，发送至报警模块的实时数据包括：网关状态、细纱机启停状态、网络状态；

上述技术方案中，通过显示模块实时显示细纱机断头数、细纱机断头位置、实时生产效率、实时生产产量、落纱统计、下一次落纱时间，使得细纱机的工作进程得到有效监控，同时利用报警模块实时监测网关状态，细纱机启停状态、网络状态使得细纱机智能化水平进一步提高，保证了产品的质量。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于细纱机的智能网关系统，其特征在于，所述智能网关系统连接所述细纱机；

所述智能网关系统具体包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于细纱机的智能网关系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：以太网接口；和/或

RS485接口；和/或

RS232接口；和/或

USB接口。

3.根据权利要求1所述的一种用于细纱机的智能网关系统，其特征在于，所述数据采集扩展模块包括：PCI接口；和/或

PCIE接口。

4.根据权利要求1所述的一种用于细纱机的智能网关系统，其特征在于，所述传输模块包括：以太网接口；和/或