CN110286637B - 信息采集方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种信息采集方法、装置及系统，涉及数据采集与应用领域。该方法包括：获取OPC服务器的配置参数；配置参数包括：待采集的变量的信息；根据配置参数，通过OPC服务器建立上位机与PLC之间的传输链路；通过传输链路，获取变量的参数以及变量的参数对应的绝对时间，变量的参数为PLC所控制的设备的运行参数，绝对时间为获取变量的参数时上位机的时间。相对于现有技术，解决了不同PLC控制器的内置时钟往往存在时间偏差，这使得通过PLC控制器所采集的运行参数的时间点与实际时间不符，不便于后续数据分析统计，及设备异常状况的排故等问题。

Description

信息采集方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及数据采集与应用领域，具体而言，涉及一种信息采集方法、装置及系统。

背景技术

工业生产的过程中，除了采集设备的运行参数外，还需要采集该运行参数的绝对时间点，以便进行后续生产节拍的统计分析，设备异常状况的排故等。

现有技术中可通过硬件方式采集运行参数的绝对时间点，其中，硬件方式为：可通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)采集运行参数对应的PLC控制器的内置时钟的时间点，作为绝对时间点。

然而，不同PLC控制器的内置时钟往往存在时间偏差，这使得通过不同PLC控制器所采集的运行参数的时间点往往存在时间不统一的问题，导致相对时间出现偏差，不便于后续数据分析统计，尤其是与时序相关的设备异常排故，如对毫秒级分辨精度需求的联锁动作时序分析。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种信息采集方法、装置及系统，以解决不同PLC控制器的内置时钟往往存在时间偏差，使得通过PLC控制器所采集的运行参数的时间点与实际时间不符，不便于后续数据分析统计及设备异常排故的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请一实施例提供了一种信息采集方法，应用于安装有OPC服务器的上位机上，所述上位机连接可编程逻辑控制器PLC，包括：

获取所述OPC服务器的配置参数；所述配置参数包括：待采集的变量的信息；

根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路；

通过所述传输链路，获取所述变量的参数以及所述变量的参数对应的绝对时间，所述变量的参数为所述PLC所控制的设备的运行参数，所述绝对时间为获取所述变量的参数时所述上位机的时间。

进一步地，所述变量的信息包括：实体变量的信息，和关注变量的信息；所述实体变量为所述PLC所控制的设备，所述关注变量为所述PLC所控制的设备的状态；

所述配置参数还包括：实体通道的配置信息，以及模拟通道的配置信息；

根据所述实体变量的信息和所述实体通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的实体通道，使得所述OPC服务器的实体变量与所述PLC的实体变量一致；

根据所述关注变量的信息和所述模拟通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间对应的模拟通道，使得所述OPC服务器的关注变量与所述PLC的关注变量一致。

进一步地，所述变量的信息包括：实体变量的信息，和关注变量的信息；所述实体变量为所述PLC所控制的设备中的变量，所述关注变量为所述PLC所控制的设备的状态；

所述配置参数还包括：实体通道的配置信息，以及模拟通道的配置信息；

根据所述实体变量的信息和所述实体通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的实体通道，使得所述OPC服务器的实体变量与所述PLC的实体变量一致；

根据所述关注变量的信息和所述模拟通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的模拟通道，使得所述OPC服务器的关注变量与所述PLC的关注变量一致。

进一步地，所述变量的信息包括：实体变量的信息；所述实体变量为所述PLC所控制的设备，所述配置参数还包括：实体通道的配置信息；

根据所述实体变量的信息和所述实体通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的实体通道，使得所述OPC服务器的实体变量与所述PLC的实体变量一致。

进一步地，所述获取所述OPC服务器的配置参数之前，所述方法还包括：

根据预设周期，对所述PLC中的字符串变量进行周期性更新，所述字符串变量用于表征所述PLC的系统时间。

进一步地，所述根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路之后，所述方法还包括:

将所述上位机的系统时间设置为所述传输链路的数据输入源，将所述PLC中的字符串变量作为所述传输链路的数据输出源。

进一步地，所述方法还包括：

若满足预设条件，则通过所述OPC服务器进行反写清零操作。

第二方面，本申请另一实施例提供了一种信息采集装置，应用于安装有OPC服务器的上位机上，所述上位机连接可编程逻辑控制器PLC，所述装置包括：第一获取模块、建立模块、第二获取模块，其中：

所述第一获取模块，用于获取所述OPC服务器的配置参数；所述配置参数包括：待采集的变量的信息；

所述建立模块，用于根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路；

所述第二获取模块，用于通过所述传输链路，获取所述变量的参数以及所述变量的参数对应的绝对时间，所述变量的参数为所述PLC所控制的执行设备的运行参数，所述绝对时间为获取所述变量的参数时所述上位机的时间。

进一步地，所述装置还包括：清零模块，所述清零模块，用于若满足预设条件，则通过OPC服务器进行反写清零操作。

第三方面，本申请另一实施例还提供了一种信息采集系统，所述系统包括：上位机、多个PLC、多个执行设备，其中：

所述上位机上安装有OPC服务器，所述上位机连接所述多个PLC；每个所述PLC控制一个所述执行设备；

所述上位机用于执行上述第一方面中任一项所述的方法。

本申请的有益效果是：采用本申请所述的信息采集方法，通过配置OPC服务器的配置参数，建立上位机与PLC之间的传输链路，通过传输链路获取变量的参数以及变量的参数对应的绝对时间，此处的绝对时间即为上位机的系统时间，从而解决了现有技术中不同PLC控制器的内置时钟往往存在时间偏差，从而导致变量的参数绝对时间不统一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的信息采集系统的结构示意图；

图2为本申请本申请一实施例提供的信息采集方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例提供的信息采集方法的流程示意图；

图4为本申请另一实施例提供的信息采集方法的流程示意图；

图5为本申请另一实施例提供的信息采集方法的流程示意图；

图6为本申请一实施例提供的信息采集装置的结构示意图；

图7为本申请另一实施例提供的信息采集装置的结构示意图；

图8为本申请另一实施例提供的信息采集装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请所提供的信息采集方法和装置，可适用于工业控制技术领域。

图1为本申请一实施例提供的信息采集系统的结构示意图。如图1所示，该信息采集系统可包括：

上位机501、多个PLC502、多个执行设备503，其中：

上位机501上安装有OPC服务器，上位机501连接多个PLC502；每个PLC控制一个执行设备503。上位机501可执行本申请下述各实施例所提供的任一信息采集方法。具体描述参见下述。

其中，OPC服务器可以为一种工业控制应用程序；执行设备503可以为工业设备。

举例说明：在本申请的一个实施例中，系统为孕育系统；OPC服务器为EPServerEXV6的OPC服务器；执行设备503为：多个电炉。

为方便理解与阐述，本申请一实施例中，以孕育系统作为上述工业控制系统的一个实例，通过采集孕育相关变量为例：通过一套自动孕育系统对两台电炉出铁过程进行孕育处理，其中，两台电炉包括：1号电炉和2号电炉。

采用本申请所述的系统，基于OPC服务器，通过各通道及相关参数的设置，以上位机系统时间作为绝对时间，对所关注变量的绝对时间点参数进行更新操作，将软件方式与硬件方式相结合，以一种便易的方式，使所关注变量绝对时间点参数的采集，具有统一的时间基准，可以避免在同一个控制系统中不同PLC的内置时钟的时间偏差，使得采集到的参数所对应的时间均为上位机的系统时间，便于数据分析以及统计，使得数据分析以及统计更准确，设备异常状况的排故更便捷等。

本申请中，可根据PLC的源程序工程文件是否可编辑，分为两种情况：即PLC的源程序工程文件可编辑的应用场合、PLC的源程序工程文件不可编辑的应用场合。

本申请下述各实施例提供的信息采集方法可由上述图1系统中的上位机执行。上位机可通过OPC服务器获取PLC采集到的信息，并将获取PLC采集到的信息时的上位机系统时间与采集到的信息进行匹配，从而获取采集到的信息以及采集对应的绝对时间。由于该方案中采集对应的绝对时间均为上位机的系统时间，使得上位机所采集的参数对应的时间均为绝对时间。

图2为本申请一实施例提供的一种信息采集方法的流程示意图，该方法应用于上述图1中安装有OPC服务器的上位机501上，上位机连接可编程逻辑控制器PLC。如图2所示，该方法包括：

S101：获取OPC服务器的配置参数。

其中，配置参数包括：待采集的变量的信息。

需要说明的是，OPC服务器的配置参数为用户通过OPC服务器的应用界面进行输入的。当上位机接收到通过OPC服务器的应用界面所输入的配置操作时，上位机便可获取OPC服务器的配置参数，继而根据获取到的配置参数执行对应的操作。

S102：根据配置参数，通过OPC服务器建立上位机与PLC之间的传输链路。

具体地，传输链路建立完成后，还可根据OPC服务器的应用界面中的功能项，获取链路的配置参数，基于获取的配置参数，对该传输链路进行相关配置，其中，上述功能项可以为：高级标签(Advanced Tags)；链路的配置参数可以为：传输链路的数据输入源、数据输出源、触发类型和链接类型等配置参数。

其中，本申请所涉及的PLC可以包括：源程序工程文件可编辑的PCL、源程序文件不可编辑的PLC，两种类型的PLC；对于不同类型的PLC，该OPC服务器与不同PLC之间的传输链路的配置参数不同。

S103：通过传输链路，获取变量的参数以及变量的参数对应的绝对时间。

其中，变量的参数为PLC所控制的设备的运行参数，绝对时间为获取变量的参数时上位机的时间。

具体地，上位机通过传输链路，获取对应PLC上的变量的参数，同时获取当前获取变量的参数时，上位机的系统时间，并将该时间作为该变量的参数所对应的绝对时间。

本实施例中，通过配置OPC服务器的配置参数，建立上位机与PLC之间的传输链路，通过传输链路获取变量的参数以及变量的参数对应的绝对时间，此处的绝对时间即为上位机的系统时间，由于该方案中变量的参数对应的绝对时间均为上位机的系统时间，有效避免了不同PLC的内置时钟往往存在时间偏差，有效保障变量的参数所对应的时间的统一性，以便于后续的数据分析和统计，及设备异常状况的排故等。

进一步地，上述PLC可以是具有可编辑的源程序工程文件的PLC，或者是具有不可编辑的源程序工程文件的PLC。

若当前PLC是具有不可编辑的源程序工程文件的PLC时，此时的变量的信息包括：实体变量的信息，和关注变量的信息；其中，实体变量为PLC所控制的设备，关注变量为PLC所控制的设备的状态。

配置参数还包括：实体通道的配置信息，以及模拟通道的配置信息。

根据实体变量的信息和实体通道的配置信息，建立OPC服务器与PLC之间的实体通道，使得OPC服务器的实体变量与PLC的实体变量一致。

举例说明，实体变量可以为：1号电炉或2号电炉的孕育开始时刻、孕育结束时刻、孕育重量，实体通道所对应设备可以为自动孕育系统，那么，通过基于实体变量和实体通道所对应的设备建立的实体通道便可以获取到：

孕育电机的运行状态、当前孕育炉号的选择开关状态、孕育剂的实时称重重量。

根据关注变量的信息和模拟通道的配置信息，建立OPC服务器与PLC之间的模拟通道，使得OPC服务器的关注变量与PLC的关注变量一致。

举例说明，关注变量可以为：1号电炉的孕育开始时刻、孕育结束时刻、孕育重量等，模拟通道所对应的设备可以为：1号电炉孕育或2号电炉孕育，通过基于关注变量和模拟通道所对应的设备建立的模拟通道可以获取到：

1号电炉孕育开始的绝对时间点，1号电炉孕育结束的绝对时间点、2号电炉孕育开始的绝对时间点、2号电炉孕育结束的绝对时间点、1号电炉的孕育重量、2号电炉的孕育重量等，并按需求配置好读写权限。

图3为本申请另一实施提供的一种信息采集方法的流程示意图，如图3所述，步骤S102之后，该方法还可包括：

S201：将上位机的系统时间设置为传输链路的数据输入源，将关注变量作为传输链路的数据输出源。

本实施例提供所提供的方法，可实现具有不可编辑的源程序工程文件的PLC场景下，传输链路的准确配置，从而实现数据的传输。

若当前PLC是具有可编辑的源程序工程文件的PLC时，此时的变量的信息包括：实体变量的信息；实体变量为PLC所控制的设备，配置参数还包括：实体通道的配置信息。

根据实体变量的信息和实体通道的配置信息，建立OPC服务器与PLC之间的实体通道，使得OPC服务器的实体变量与PLC的实体变量一致。

进一步地，配置变量的信息之前，还包括：在PLC控制器中建立关注变量绝对时间点参数，依据触发条件进行绝对时间点分配。

举例说明：如将孕育电机的运行状态与孕育炉号的选择开关状态取逻辑与操作，以操作结果的上升沿触发孕育开始绝对时间点记录与初始重量记录；将以操作结果的下降沿或孕育重量小于0.05Kg时的上升沿触发孕育结束绝对时间点记录与结束重量记录，并将初始重量记录与结束重量记录作差，作为本批次的孕育重量。

图4为本申请另一实施例提供的信息采集方法的流程示意图，如图4所示，步骤S101之前，该方法还可包括：

S301：根据预设周期，对PLC中的字符串变量进行周期性更新。

其中，字符串变量用于表征PLC的系统时间。

需要说明的是，字符串变量用于表征PLC的系统时间，对PLC中的字符串变量进行周期性更新，实际是对PLC的系统时间进行周期性更新，实现了PLC的系统时间与上位机的系统时间之间的同步，如此，可使得各PLC上的系统时间严格同步，当出现设备故障或报警时，所采集到的相关变量变化的绝对时间先后时序不会出现误差，从而有利于工程师分析、排查与改进问题。

其中，预设周期可以根据用户需要设置，在本申请的一个实施例中，预设周期设置为50ms，但是预设周期也可设置为100ms、1分钟或者5分钟，具体根据用户需要设计，在此并不做任何限制。

图5为本申请另一实施例提供的信息采集方法的流程示意图，如图5所示，步骤S102之后，还包括：

S302：将上位机的系统时间设置为传输链路的数据输入源，将PLC中的字符串变量作为传输链路的数据输出源。

本实施例提供所提供的方法，可实现具有可编辑的源程序工程文件的PLC场景下，传输链路的准确配置，从而实现数据的传输。

进一步地，无论PLC是否具有可编辑的源程序工程文件，若满足预设条件，则通过OPC服务器进行反写清零操作。

其中，预设条件可以为：如上位机已成功读取变量，为便于识别后续测试变量的更新，则通过OPC服务器进行反写清零操作；也可以为若两次读取的信息相同，则通过OPC服务器进行反写清零操作。具体预设条件可以根据用户需要设计，在此并不做任何限制。

需要说明的是，上位机可通过第三方软件对OPC服务器进行控制，以在适当时机读取所关注变量的绝对时间点参数后，进行反写清零操作，为下一轮数据更新做准备。否则，当触发条件满足时，OPC将自动更新相关变量的绝对时间点参数。

本实施例中，通过配置OPC服务器的配置参数，建立上位机与PLC之间的传输链路，通过传输链路获取上位机的系统时间为每一个PLC的系统时间，从而统一了不同PLC上的系统时间，解决了现有技术中不同PLC控制器的内置时钟往往存在时间偏差的问题。

图6为本申请一实施例提供的信息采集装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：第一获取模块401、建立模块402、第二获取模块403，其中：

第一获取模块401，用于获取OPC服务器的配置参数；配置参数包括：待采集的变量的信息。

建立模块402，用于根据配置参数，通过OPC服务器建立上位机与PLC之间的传输链路。

第二获取模块403，用于通过传输链路，获取变量的参数以及变量的参数对应的绝对时间，变量的参数为PLC所控制的执行设备的运行参数，绝对时间为获取变量的参数时上位机的时间。

图7为本申请一实施例提供的信息采集装置的结构示意图，如图7所示，该装置还包括：清零模块405，用于若满足预设条件，则通过OPC服务器进行反写清零操作。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路。

图8为本申请另一实施例提供的时间采集装置的结构示意图，如图8所示，该装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片。

该装置包括：存储器601、处理器602。

存储器601用于存储程序，处理器602调用存储器601存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本申请还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (7)

1.一种信息采集方法，应用于安装有OPC服务器的上位机上，所述上位机连接可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述方法包括：

获取所述OPC服务器的配置参数；所述配置参数包括：待采集的变量的信息；

根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路；

通过所述传输链路，获取所述变量的参数以及所述变量的参数对应的绝对时间，所述变量的参数为所述PLC所控制的设备的运行参数，所述绝对时间为获取所述变量的参数时所述上位机的时间；

所述变量的信息包括：实体变量的信息，和关注变量的信息；所述实体变量为所述PLC所控制的设备，所述关注变量为所述PLC所控制的设备的状态；

所述配置参数还包括：实体通道的配置信息，以及模拟通道的配置信息；

根据所述实体变量的信息和所述实体通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的实体通道，使得所述OPC服务器的实体变量与所述PLC的实体变量一致；

根据所述关注变量的信息和所述模拟通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间对应的模拟通道，使得所述OPC服务器的关注变量与所述PLC的关注变量一致；

所述根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路之后，所述方法还包括:

将所述上位机的系统时间设置为所述传输链路的数据输入源，将所述关注变量作为所述传输链路的数据输出源；

所述获取所述OPC服务器的配置参数之前，所述方法还包括：

根据预设周期，对所述PLC中的字符串变量进行周期性更新，所述字符串变量用于表征所述PLC的系统时间；

所述周期性更新使所述PLC的系统时间与所述上位机的系统时间同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变量的信息包括：实体变量的信息；所述实体变量为所述PLC所控制的设备中的变量，所述配置参数还包括：实体通道的配置信息；

根据所述实体变量的信息和所述实体通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的实体通道，使得所述OPC服务器的实体变量与所述PLC的实体变量一致。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路之后，所述方法还包括:

将所述上位机的系统时间设置为所述传输链路的数据输入源，将所述PLC中的字符串变量作为所述传输链路的数据输出源。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若满足预设条件，则通过所述OPC服务器进行反写清零操作。

5.一种信息采集装置，应用于安装有OPC服务器的上位机上，所述上位机连接可编程逻辑控制器PLC，其特征在于，所述装置包括：第一获取模块、建立模块、第二获取模块，其中：

所述第一获取模块，用于获取所述OPC服务器的配置参数；所述配置参数包括：待采集的变量的信息；

所述建立模块，用于根据所述配置参数，通过所述OPC服务器建立所述上位机与所述PLC之间的传输链路；

所述第二获取模块，用于通过所述传输链路，获取所述变量的参数以及所述变量的参数对应的绝对时间，所述变量的参数为所述PLC所控制的执行设备的运行参数，所述绝对时间为获取所述变量的参数时所述上位机的时间；

所述变量的信息包括：实体变量的信息，和关注变量的信息；所述实体变量为所述PLC所控制的设备，所述关注变量为所述PLC所控制的设备的状态；

所述配置参数还包括：实体通道的配置信息，以及模拟通道的配置信息；

所述建立模块，用于根据所述实体变量的信息和所述实体通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间的实体通道，使得所述OPC服务器的实体变量与所述PLC的实体变量一致；

根据所述关注变量的信息和所述模拟通道的配置信息，建立所述OPC服务器与所述PLC之间对应的模拟通道，使得所述OPC服务器的关注变量与所述PLC的关注变量一致；

所述装置还包括：设置单元；

所述设置单元，用于将所述上位机的系统时间设置为所述传输链路的数据输入源，将所述关注变量作为所述传输链路的数据输出源；

所述装置还包括：更新单元；

所述更新单元获取所述OPC服务器的配置参数之前，还包括：

根据预设周期，对所述PLC中的字符串变量进行周期性更新，所述字符串变量用于表征所述PLC的系统时间；

所述周期性更新使所述PLC的系统时间与所述上位机的系统时间同步。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：清零模块，所述清零模块，用于若满足预设条件，则通过所述OPC服务器进行反写清零操作。

7.一种信息采集系统，其特征在于，所述系统包括：上位机、多个PLC、多个执行设备，其中：

所述上位机上安装有OPC服务器，所述上位机连接所述多个PLC；每个所述PLC控制一个所述执行设备；

所述上位机用于执行上述权利要求1-4中任一项所述的方法。

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