CN111221294A - 一种分布式超导回旋加速器控制系统及其生成数据报表方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式超导回旋加速器控制系统及其生成数据报表方法，包括设备层、控制层、信息层和应用层；所述设备层与控制层连接，所述控制层与信息层连接，所述信息层与应用层连接；所述控制层包括通用采集接口、PLC数据采集接口、专用数据采集接口和分布式控制中心，所述通用采集接口、PLC数据采集接口和专用数据采集接口均与分布式控制中心连接；所述信息层包括局域网、数据库、WEB数据报表、数据处理中心、监控站和以太网；所述局域网为连接设备层和控制层的网络桥接,本发明可以实现对超导回旋加速器中的数据或设备状态参数等进行处理，并周期性地自动生成用户所需的数据报表。

Description

一种分布式超导回旋加速器控制系统及其生成数据报表方法
技术领域
本发明涉及超导回旋加速数据处理技术领域，具体是一种分布式超导回旋加速器控制系统及其生成数据报表方法。
背景技术
超导回旋加速器是使用超导主磁铁的回旋加速器，由于等时性回旋加速器的发展，可以提供相同能量的加速器，其重量大大地减少了。随着粒子能量的提高，粒子的磁刚度越来越大，而通常的常温磁铁一般只能提供最高约2T的磁场，个别磁间隙很小的加速器可以更高一些。超导回旋加速器在进行工作时需要对数据进行统计处理。
然而现有的超导回旋加速器分布式数据控制系统及其方法一般不便对超导回旋加速器工作时的数据进行采集，同时不便对超导回旋加速器的生产数据或者设备状态参数等数据进行归档计算并生成出相应的用户报表，因此给工作人员对超导回旋加速器数据的统计带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式超导回旋加速器控制系统及其生成数据报表方法，以解决上述背景技术中提出的不便对超导回旋加速器工作时的数据进行采集，同时不便对超导回旋加速器的生产数据或者设备状态参数等数据进行归档计算并生成出相应的用户报表问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种分布式超导回旋加速器控制系统，包括设备层、控制层、信息层和应用层；
所述设备层与控制层连接，所述控制层与信息层连接，所述信息层与应用层连接；
所述控制层包括通用采集接口、PLC数据采集接口、专用数据采集接口和分布式控制中心，所述通用采集接口、PLC数据采集接口和专用数据采集接口均与分布式控制中心连接；
所述信息层包括局域网、数据库、WEB数据报表、数据处理中心、监控站和以太网；
所述局域网为连接设备层和控制层的网络桥接；
所述数据库用于保存WEB数据报表的数据；
所述数据处理中心将设备层发送给分布式控制中心的实时数据进行分类归档；
所述监控站连接数据处理中心用于实时监控设备层的数据。
作为本发明进一步的方案：所述设备层包括通用采集设备组件、PLC设备组件和专用数据采集组件；
所述通用采集接口连接采集设备组件和分布式控制中心，将实时数据发送给分布式控制中心；
所述PLC数据采集接口连接PLC设备组件和分布式控制中心，将实时数据发送给分布式控制中心；
所述专用数据采集接口连接专用数据采集组件和分布式控制中心，将实时数据发送给分布式控制中心。
作为本发明进一步的方案：所述通用采集设备组件包括通用串口设备、网口设备和总线设备组件；
所述总线设备组件为Profibus总线设备组件或Profinet总线设备组件；
所述专用数据采集组件为PXI接口协议专用接口组件。
作为本发明进一步的方案：所述以太网为含防火墙的以太网；
所述应用层包括英特网以及用户远程操作的移动平台；
所述分布式控制中心获取设备层的实时数据并将数据按照组件序列进行分布排列，利用OPCUA方式将数据发送给数据处理中心。
作为本发明进一步的方案：所述WEB数据报表包括报表生成工具及WEB联网工具。
作为本发明进一步的方案：所述报表生成工具包括组件数据获取模块、组件数据选择模块、组件数据存储模块和报表生成模块；
所述组件数据获取模块使用ODBC方式从数据库中的数据进行归档；
所述组件数据存储模块用于将组件数据选择模块所选择的数据以周期性存储在系统数据库的报表数据库中；
所述报表生成模块用于根据预设的组件次序进行报表生成，将数据库中存储的数据周期性地生成用户报表并以Excel格式输出。
一种分布式超导回旋加速器生成数据报表方法，包括如下步骤：
组件数据获取模块使用ODBC方式从数据库中读取所存储的数据；
组件数据选择模块将组件数据获取模块中获取的数据进行选择并用于生成后续用户报表；
组件数据存储模块将所选择数据以周期性从数据库转存到报表数据库中；
报表生成模块根据预设的数据报表模板将数据库中存储的数据周期性地生成数据报表；
报表生成模块生成数据报表后并对数据库中的数据进行备份保存。
作为本发明进一步的方案：组件数据获取模块使用ODBC方式从数据库中读取所存储的数据之前还包括：
设备层通过设备组件接口将数据发送给分布式控制中心；
分布式控制中心将数据通过局域网发送给信息层中的数据处理中心；
数据处理中心对数据进行分类处理并通过局域网将数据传输给数据库进行保存。
作为本发明进一步的方案：报表生成模块生成数据报表后并数据库中的数据进行备份保存之后还包括：
数据处理中心将数据库中的数据实时发送给监控站并进行远程监控；
应用层中的移动平台通过以太网对WEB数据报表和数据库进行信息共享。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置设备层，便于对超导回旋加速器中的数据进行采集并输入到该控制系统内；通过这设置控制层且，控制层包括通用采集接口、PLC数据采集接口、专用数据采集接口和分布式控制中心，通用采集接口、PLC数据采集接口和专用数据采集接口均与分布式控制中心连接，便于将设备层中的实时数据分别通过通用采集接口、PLC数据采集接口、专用数据采集接口发送至分布式控制中心；通过设置WEB数据报表、数据处理中心和监控站，便于将超导回旋加速器的实时数据进行处理并自动生成数据报表，给工作人员带来了便利；通过设置应用层，便于应用层中的移动平台通过以太网对WEB数据报表和数据库中的数据进行信息共享；本发明可以实现对超导回旋加速器中的数据或设备状态参数等进行处理，并周期性地自动生成用户所需的数据报表。
附图说明
图1为本发明的示意图一；
图2为本发明的示意图二；
图3为本发明中WEB数据报表的示意图；
图中：1、设备层；2、控制层；2-1、通用采集接口；2-2、数据采集接口；2-3、专用数据采集接口；2-4、专用数据采集接口；3、信息层；3-1、局域网；3-2、数据库；3-3、数据报表；3-4、数据处理中心；3-5、监控站；3-6、以太网；4、应用层；5、报表生成工具；5-1、组件数据获取模块；5-2、组件数据选择模块；5-3、组件数据存储模块；5-4、报表生成模块；6、联网工具。
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。
请参阅图1-3
本发明实施例中一种分布式超导回旋加速器控制系统，包括设备层1、控制层2、信息层3和应用层4；
设备层1与控制层2连接，控制层2与信息层3连接，信息层3与应用层4连接；
控制层2包括通用采集接口2-1、PLC数据采集接口2-2、专用数据采集接口2-3和分布式控制中心2-4，通用采集接口2-1、PLC数据采集接口2-2和专用数据采集接口2-3均与分布式控制中心2-4连接；
信息层3包括局域网3-1、数据库3-2、WEB数据报表3-3、数据处理中心3-4、监控站3-5和以太网3-6；
局域网3-1包括网络交换机、网络集线器、网线等网络连接设备。
局域网3-1为连接设备层1和控制层2的网络桥接；
数据库3-2用于保存WEB数据报表3-3的数据；
数据处理中心3-4将设备层1发送给分布式控制中心2-4的实时数据进行分类归档；
监控站3-5连接数据处理中心3-4用于实时监控设备层1的数据。
设备层1包括通用采集设备组件1-1、PLC设备组件1-2和专用数据采集组件1-3；
通用采集接口2-1连接采集设备组件1-1和分布式控制中心2-4，将实时数据发送给分布式控制中心2-4，通用采集设备组件1-1将采集到的实时数据通过数据采集接口2-1发送至分布式控制中心2-4；
PLC数据采集接口2-2连接PLC设备组件1-2和分布式控制中心2-4，将实时数据发送给分布式控制中心2-4，PLC设备组件1-2将采集到的实时，设备组件1-2将采集到的实时数据通过PLC数据采集接口2-2发送至分布式控制中心2-4；
专用数据采集接口2-3连接专用数据采集组件1-3和分布式控制中心2-4，将实时数据发送给分布式控制中心2-4，通用专用数据采集组件1-3将采集到的实时数据通过专用数据采集接口2-3发送至分布式控制中心2-4。
通用采集设备组件1-1包括通用串口设备、网口设备和总线设备组件；
总线设备组件为Profibus总线设备组件或Profinet总线设备组件；
专用数据采集组件1-3为PXI接口协议专用接口组件。
以太网3-6为含防火墙的以太网，含防火墙的以太网包括防火墙，交换机，网线、网络集线器等连接设备，可以通过防火墙设置与英特网连接；
应用层4包括英特网4-1以及用户远程操作的移动平台4-2；
分布式控制中心2-4获取设备层1的实时数据并将数据按照组件序列进行分布排列，利用OPCUA方式将数据发送给数据处理中心3-4。
WEB数据报表3-3包括报表生成工具5及WEB联网工具6。
报表生成工具5包括组件数据获取模块5-1、组件数据选择模块5-2、组件数据存储模块5-3和报表生成模块5-4；
组件数据获取模块5-1使用ODBC方式从数据库3-2中的数据进行归档，组件数据获取模块5-1对数据库3-2中的数据归档分类便于对其数据进行操作；
组件数据存储模块5-3用于将组件数据选择模块5-2所选择的数据以周期性存储在系统数据库3-2的报表数据库中，组件数据存储模块5-3周期性的存储在系统数据库3-2中便于报表的生成；
报表生成模块5-4用于根据预设的组件次序进行报表生成，将数据库3-2中存储的数据周期性地生成用户报表并以Excel格式输出，数据裤3-1中的数据根据报表生成模块5-4能够按照预设组件次序生成报表，提高了效果。
一种分布式超导回旋加速器生成数据报表方法，包括如下步骤：
组件数据获取模块5-1使用ODBC方式从数据库3-2中读取所存储的数据；
组件数据选择模块5-2将组件数据获取模块5-1中获取的数据进行选择并用于生成后续用户报表；
组件数据存储模块5-3将所选择数据以周期性从数据库3-2转存到报表数据库中；
报表生成模块5-4根据预设的数据报表模板将数据库3-2中存储的数据周期性地生成数据报表；
报表生成模块5-4生成数据报表后并对数据库3-2中的数据进行备份保存。
组件数据获取模块5-1使用ODBC方式从数据库3-2中读取所存储的数据之前还包括：
设备层1通过设备组件接口将数据发送给分布式控制中心2-4；
分布式控制中心2-4将数据通过局域网3-1发送给信息层3中的数据处理中心3-4；
数据处理中心3-4对数据进行分类处理并通过局域网3-1将数据传输给数据库3-2进行保存。
报表生成模块5-4生成数据报表后并数据库3-2中的数据进行备份保存之后还包括：
数据处理中心3-4将数据库3-2中的数据实时发送给监控站3-5并进行远程监控，通过监控站3-5实时监控数据库3-2中的数据；
应用层4中的移动平台4-2通过以太网3-6对WEB数据报表3-3和数据库3-2中的数据进行信息共享。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种分布式超导回旋加速器控制系统,其特征在于，包括设备层(1)、控制层(2)、信息层(3)和应用层(4)；
所述设备层(1)与控制层(2)连接，所述控制层(2)与信息层(3)连接，所述信息层(3)与应用层(4)连接；
所述控制层(2)包括通用采集接口(2-1)、PLC数据采集接口(2-2)、专用数据采集接口(2-3)和分布式控制中心(2-4)，所述通用采集接口(2-1)、PLC数据采集接口(2-2)和专用数据采集接口(2-3)均与分布式控制中心(2-4)连接；
所述信息层(3)包括局域网(3-1)、数据库(3-2)、WEB数据报表(3-3)、数据处理中心(3-4)、监控站(3-5)和以太网(3-6)；
所述局域网(3-1)为连接设备层(1)和控制层(2)的网络桥接；
所述数据库(3-2)用于保存WEB数据报表(3-3)的数据；
所述数据处理中心(3-4)将设备层(1)发送给分布式控制中心(2-4)的实时数据进行分类归档；
所述监控站(3-5)连接数据处理中心(3-4)用于实时监控设备层(1)的数据。
2.根据权利要求1所述的一种分布式超导回旋加速器控制系统，其特征在于，所述设备层(1)包括通用采集设备组件(1-1)、PLC设备组件(1-2)和专用数据采集组件(1-3)；
所述通用采集接口(2-1)连接采集设备组件(1-1)和分布式控制中心(2-4)，将实时数据发送给分布式控制中心(2-4)；
所述PLC数据采集接口(2-2)连接PLC设备组件(1-2)和分布式控制中心(2-4)，将实时数据发送给分布式控制中心(2-4)；
所述专用数据采集接口(2-3)连接专用数据采集组件(1-3)和分布式控制中心(2-4)，将实时数据发送给分布式控制中心(2-4)。
3.根据权利要求2所述的一种分布式超导回旋加速器控制系统，其特征在于，所述通用采集设备组件(1-1)包括通用串口设备、网口设备和总线设备组件；
所述总线设备组件为Profibus总线设备组件或Profinet总线设备组件；
所述专用数据采集组件(1-3)为PXI接口协议专用接口组件。
4.根据权利要求1所述的一种分布式超导回旋加速器控制系统，其特征在于，所述以太网(3-6)为含防火墙的以太网；
所述应用层(4)包括英特网(4-1)以及用户远程操作的移动平台(4-2)；
所述分布式控制中心(2-4)获取设备层(1)的实时数据并将数据按照组件序列进行分布排列，利用OPC UA方式将数据发送给数据处理中心(3-4)。
5.根据权利要求1所述的一种分布式超导回旋加速器控制系统，其特征在于，所述WEB数据报表(3-3)包括报表生成工具(5)及WEB联网工具(6)。
6.根据权利要求5所述的一种分布式超导回旋加速器控制系统，其特征在于，所述报表生成工具(5)包括组件数据获取模块(5-1)、组件数据选择模块(5-2)、组件数据存储模块(5-3)和报表生成模块(5-4)；
所述组件数据获取模块(5-1)使用ODBC方式从数据库(3-2)中的数据进行归档；
所述组件数据存储模块(5-3)用于将组件数据选择模块(5-2)所选择的数据以周期性存储在系统数据库(3-2)的报表数据库中；
所述报表生成模块(5-4)用于根据预设的组件次序进行报表生成，将数据库(3-2)中存储的数据周期性地生成用户报表并以Excel格式输出。
7.一种分布式超导回旋加速器生成数据报表方法，其特征在于，包括如下步骤：
组件数据获取模块(5-1)使用ODBC方式从数据库(3-2)中读取所存储的数据；
组件数据选择模块(5-2)将组件数据获取模块(5-1)中获取的数据进行选择并用于生成后续用户报表；
组件数据存储模块(5-3)将所选择数据以周期性从数据库(3-2)转存到报表数据库中；
报表生成模块(5-4)根据预设的数据报表模板将数据库(3-2)中存储的数据周期性地生成数据报表；
报表生成模块(5-4)生成数据报表后并对数据库(3-2)中的数据进行备份保存。
8.根据权利要求7所述的一种分布式超导回旋加速器生成数据报表方法，其特征在于，组件数据获取模块(5-1)使用ODBC方式从数据库(3-2)中读取所存储的数据之前还包括：
设备层(1)通过设备组件接口将数据发送给分布式控制中心(2-4)；
分布式控制中心(2-4)将数据通过局域网(3-1)发送给信息层(3)中的数据处理中心(3-4)；
数据处理中心(3-4)对数据进行分类处理并通过局域网(3-1)将数据传输给数据库(3-2)进行保存。
9.根据权利要求7所述的一种分布式超导回旋加速器生成数据报表方法，其特征在于，报表生成模块(5-4)生成数据报表后并数据库(3-2)中的数据进行备份保存之后还包括：
数据处理中心(3-4)将数据库(3-2)中的数据实时发送给监控站(3-5)并进行远程监控；
应用层(4)中的移动平台(4-2)通过以太网(3-6)对WEB数据报表(3-3)和数据库(3-2)进行信息共享。
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