CN111586077A - 数据交互方法及装置、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据交互方法及装置、电子设备。其中，该方法包括：利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议；通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息；基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。本发明解决了相关技术中车间设备使用专有通讯协议，导致通讯障碍，无法实现数据采集和数据交互的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种数据交互方法及装置、电子设备。
背景技术
相关技术中，在生产生活中，大量的车间设备开始使用，尤其是机器人开始大量投入工厂，在同一个园区内，可能集成有不同品牌的车间设备，对于机器人，如ABB、库卡、安川、发那科等，在使用机器人进行工作时，往往只有在确认机器人正常开机后，才能过对机器人的关键数据进行数据采集、数据展示及监控。当前各品牌的机器人之间，存在通讯弊端，即不同通讯协议之间的车间设备无法互相配合工作，如对于机器人，各个机器人单独使用专有通用协议，较为繁琐，这样就无法对不同车间设备、机器人进行联网，也无法进行联网数据采集。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种数据交互方法及装置、电子设备，以至少解决相关技术中车间设备使用专有通讯协议，导致通讯障碍，无法实现数据采集和数据交互的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种数据交互方法，包括：利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，所述现场总线支持多种通讯协议；通过所述现场总线，读写所述车间设备的运行参数和状态信息；基于所述运行参数和所述状态信息，实现所述车间设备与目标服务器的数据交互。
可选地，在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，所述数据交互方法还包括：检测每个所述车间设备之间的网口协议是否一致；若确定车间设备之间的网口协议不一致，加载网关转换接口；利用所述网关转换接口，将车间设备之间的网口协议转换为同一协议。
可选地，在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，所述数据交互方法还包括：检测每个所述车间设备之间是否采用同一种串口通信；若确定车间设备之间未采用同一种串口通信，加装串口服务器；利用所述串口服务器，将不同串口通信转换为同种串口通信。
可选地，所述数据交互方法还包括：利用所述预设通信接口，实现预设客户端中的应用程序与所述目标服务器建立通信连接；利用所述预设通信接口，实现所述应用程序与所述目标服务器之间的同步读写操作或异步读写操作。
可选地，所述数据交互方法还包括：获取多个车间设备的采集需求信息，其中，所述采集需求信息包括下述至少之一：机器人移动指令、机器人笛卡尔坐标、机器人每个轴位置参数、机器人移动轨迹的末端速度、机器人故障报警信息、控制器运行状态；基于所述采集需求信息，分别对每个区域厂区内的车间层中的车间设备进行参数采集，其中，预先对机器人工作园区进行区域划分，得到多个区域厂区，每个所述区域厂区内包括至少一个车间层。
可选地，所述数据交互方法还包括：合并至少两个数据采集系统的服务器，其中，所述数据采集系统用于对每个车间设备进行参数采集；提取每个所述数据采集系统的服务器中相同的功能模块。
可选地，多种类型的车间设备包括下述至少之一：多种品牌机器人、车床、滑轨、感知传感器、可编程逻辑控制器PLC。
可选地，所述预设通信接口为应用于过程控制接口OPC。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种数据交互装置，包括：连接单元，用于利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，所述现场总线支持多种通讯协议；读写单元，用于通过所述现场总线，读写所述车间设备的运行参数和状态信息；交互单元，用于基于所述运行参数和所述状态信息，实现所述车间设备与目标服务器的数据交互。
可选地，所述数据交互装置还包括：第一检测单元，用于在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，检测每个所述车间设备之间的网口协议是否一致；加载单元，用于在确定车间设备之间的网口协议不一致时，加载网关转换接口；第一转换单元，用于利用所述网关转换接口，将车间设备之间的网口协议转换为同一协议。
可选地，所述数据交互装置还包括：第二检测单元，用于在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，检测每个所述车间设备之间是否采用同一种串口通信；加装单元，用于在确定车间设备之间未采用同一种串口通信时，加装串口服务器；第二转换单元，用于利用所述串口服务器，将不同串口通信转换为同种串口通信。
可选地，所述数据交互装置还包括：第一建立单元，用于利用所述预设通信接口，实现预设客户端中的应用程序与所述目标服务器建立通信连接；第一确定单元，用于利用所述预设通信接口，实现所述应用程序与所述目标服务器之间的同步读写操作或异步读写操作。
可选地，所述数据交互装置还包括：获取单元，用于获取多个车间设备的采集需求信息，其中，所述采集需求信息包括下述至少之一：机器人移动指令、机器人笛卡尔坐标、机器人每个轴位置参数、机器人移动轨迹的末端速度、机器人故障报警信息、控制器运行状态；采集单元，用于基于所述采集需求信息，分别对每个区域厂区内的车间层中的车间设备进行参数采集，其中，预先对机器人工作园区进行区域划分，得到多个区域厂区，每个所述区域厂区内包括至少一个车间层。
可选地，所述数据交互装置还包括：合并单元，用于合并至少两个数据采集系统的服务器，其中，所述数据采集系统用于对每个车间设备进行参数采集；提取单元，用于提取每个所述数据采集系统的服务器中相同的功能模块。
可选地，多种类型的车间设备包括下述至少之一：多种品牌机器人、车床、滑轨、感知传感器、可编程逻辑控制器PLC。
可选地，所述预设通信接口为应用于过程控制接口OPC。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的数据交互方法。
本发明实施例中，利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议，通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息，基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。在该实施例中，可以实现各种不同的车间设备的协议通讯，互联互通，车间设备兼容多种现场总线，融合原有的功能模块，使整个数据采集系统架构具有交互性、扩展性和兼容性，能够实现数据采集和数据交互，从而解决相关技术中车间设备使用专有通讯协议，导致通讯障碍，无法实现数据采集和数据交互的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的数据交互方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的数据交互装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种数据交互方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例涉及的数据交互方法，可应用于各种数据采集系统中，该数据采集系统可以包括多种类型的车间设备，尤其是不同品牌(例如，ABB、库卡、安川、发那科、自行研发机器人)的机器人，实现各种机器人之间协议通讯，互联互通，实现机器人预设通信接口及关键参数信息采集，数据存储，同时本发明实施例还可实现各种机器人的远程监控及故障报警信息监控、数据显示。
图1是根据本发明实施例的一种可选的数据交互方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议；
步骤S104，通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息；
步骤S106，基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。
通过上述步骤，可以利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议，通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息，基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。在该实施例中，可以实现各种不同的车间设备的协议通讯，互联互通，车间设备兼容多种现场总线，融合原有的功能模块，使整个数据采集系统架构具有交互性、扩展性和兼容性，能够实现数据采集和数据交互，从而解决相关技术中车间设备使用专有通讯协议，导致通讯障碍，无法实现数据采集和数据交互的技术问题。
下面结合上述各步骤对本发明实施例进行详细说明。
步骤S102，利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议。
在本发明实施例中，多种类型的车间设备包括下述至少之一：多种品牌机器人、车床、滑轨、感知传感器、可编程逻辑控制器PLC。
从车间设备的底层角度，使车间现场的多种类型的车间设备连接至现场总线，该车间设备包括但不限于：自主研发机器人、各种不同品牌的机器人、辅助设备、控制器、PLC、滑轨、车床等设备连接到现场总线。
作为本发明可选的实施方式，预设通信接口为应用于过程控制接口OPC。该预设通信接口可以设置在网络服务层，利用网络服务层的OPC接口(兼容OPCUA、OPCDA)，该网络服务层与服务器连接，服务器实现以下功能模块：支持OPC服务器连接到多种协议的现场总线，并可以单独或批量配置底层设备的驱动程序，能有效读写相关设备的运行参数、状态信息，进行数据采集交互；向OPC客户端提供预设通信接口，以实现应用程序与OPC服务器的连接、同步读写、异步读写等功能。
可选的，在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，数据交互方法还包括：检测每个车间设备之间的网口协议是否一致；若确定车间设备之间的网口协议不一致，加载网关转换接口；利用网关转换接口，将车间设备之间的网口协议转换为同一协议。
当车间设备的网口协议不一致时，通过中途加网关转换为同一种协议，例如，转换为Modbus协议等。其中，网口协议包括但不限于：机器人专用协议(例如不同品牌机器人的协议)、Modbus协议(如自主研发机器人)、PLC品牌等各种协议驱动。
另一种可选的，在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，数据交互方法还包括：检测每个车间设备之间是否采用同一种串口通信；若确定车间设备之间未采用同一种串口通信，加装串口服务器；利用串口服务器，将不同串口通信转换为同种串口通信。
当车间设备之间未采用同一种串口通信时，可以加装串口服务器，将不同串口通信转为同种串口通信，比如将RS232串口通信转为RS485串口通信。
步骤S104，通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息。
步骤S106，基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。
通过本发明实施例，可以将各种类型的车间设备连接至现场总线，利用现场总线，可以实现车间设备参数、状态读写，进而实现车间设备与服务器之间的数据传输、数据交互。
可选的，数据交互方法还包括：利用预设通信接口，实现预设客户端中的应用程序与目标服务器建立通信连接；利用预设通信接口，实现应用程序与目标服务器之间的同步读写操作或异步读写操作。
在本发明可选的实施例中，数据交互方法还包括：获取多个车间设备的采集需求信息，其中，采集需求信息包括下述至少之一：机器人移动指令、机器人笛卡尔坐标、机器人每个轴位置参数、机器人移动轨迹的末端速度、机器人故障报警信息、控制器运行状态；基于采集需求信息，分别对每个区域厂区内的车间层中的车间设备进行参数采集，其中，预先对机器人工作园区进行区域划分，得到多个区域厂区，每个区域厂区内包括至少一个车间层。
本发明实施例，可以预先设置总部服务器与多个区域厂区连接，通过总部服务器对各个区域厂区进行控制，每个区域厂区实现对各个车间层的个性化控制，各个车间层对其所含有的各个车间设备进行数据采集，即本发明实施例中实现总部服务器-区域厂区-车间层-车间设备的四个层次控制。
车间设备的采集需求信息包括但不限于：机器人移动指令、机器人笛卡尔坐标、机器人每个轴位置参数、机器人移动轨迹的末端速度、机器人故障报警信息、控制器运行状态。机器人移动指令可以是指机器人在进行打磨、码垛、抛光等工作过程中各个移动点的坐标指令；机器人每个轴位置参数可以是指，六轴机器人中每个轴的坐标参数；机器人移动轨迹的末端速度可以是指机器人机械手末端的抓手工作速度；机器人故障报警信息可以是指机器人移动过程中的轨迹偏移故障报警。
可选的，数据交互方法还包括：合并至少两个数据采集系统的服务器，其中，数据采集系统用于对每个车间设备进行参数采集；提取每个数据采集系统的服务器中相同的功能模块。
本发明实施例中，可以采用TCP Server和TCP Client的方式，合并至少两个数据采集系统的服务器，提取每个数据采集系统的服务器相同的功能模块，并分别对系统提供特定的服务器接口。
通过本发明实施例，可实现各种不同车间设备(尤其是车间中的机器人)的协议互通，能够统一连接至现场总线，同时实现机器人预设通信接口及关键参数信息采集，数据存储，实现各种机器人的远程监控及故障报警信息监控、数据显示，能够通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。
下面通过另一种可选的实施例来说明本发明。
图2是根据本发明实施例的一种可选的数据交互装置的示意图，如图2所示，该数据交互装置可以包括：连接单元21、读写单元23、交互单元25，其中，
连接单元21，用于利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议；
读写单元23，用于通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息；
交互单元25，用于基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。
上述数据交互装置，可以通过连接单元21利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议，通过读写单元23通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息，通过交互单元25基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。在该实施例中，可以实现各种不同的车间设备的协议通讯，互联互通，车间设备兼容多种现场总线，融合原有的功能模块，使整个数据采集系统架构具有交互性、扩展性和兼容性，能够实现数据采集和数据交互，从而解决相关技术中车间设备使用专有通讯协议，导致通讯障碍，无法实现数据采集和数据交互的技术问题。
可选的，数据交互装置还包括：第一检测单元，用于在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，检测每个车间设备之间的网口协议是否一致；加载单元，用于在确定车间设备之间的网口协议不一致时，加载网关转换接口；第一转换单元，用于利用网关转换接口，将车间设备之间的网口协议转换为同一协议。
可选的，数据交互装置还包括：第二检测单元，用于在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，检测每个车间设备之间是否采用同一种串口通信；加装单元，用于在确定车间设备之间未采用同一种串口通信时，加装串口服务器；第二转换单元，用于利用串口服务器，将不同串口通信转换为同种串口通信。
另一种可选的，数据交互装置还包括：第一建立单元，用于利用预设通信接口，实现预设客户端中的应用程序与目标服务器建立通信连接；第一确定单元，用于利用预设通信接口，实现应用程序与目标服务器之间的同步读写操作或异步读写操作。
可选的，数据交互装置还包括：获取单元，用于获取多个车间设备的采集需求信息，其中，采集需求信息包括下述至少之一：机器人移动指令、机器人笛卡尔坐标、机器人每个轴位置参数、机器人移动轨迹的末端速度、机器人故障报警信息、控制器运行状态；采集单元，用于基于采集需求信息，分别对每个区域厂区内的车间层中的车间设备进行参数采集，其中，预先对机器人工作园区进行区域划分，得到多个区域厂区，每个区域厂区内包括至少一个车间层。
可选的，数据交互装置还包括：合并单元，用于合并至少两个数据采集系统的服务器，其中，数据采集系统用于对每个车间设备进行参数采集；提取单元，用于提取每个数据采集系统的服务器中相同的功能模块。
在本发明实施例中，多种类型的车间设备包括下述至少之一：多种品牌机器人、车床、滑轨、感知传感器、可编程逻辑控制器PLC。
可选的，预设通信接口为应用于过程控制接口OPC。
上述的数据交互装置还可以包括处理器和存储器，上述连接单元21、读写单元23、交互单元25等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。
上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的数据交互方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，现场总线支持多种通讯协议；通过现场总线，读写车间设备的运行参数和状态信息；基于运行参数和状态信息，实现车间设备与目标服务器的数据交互。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，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，可以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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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，在本发明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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种数据交互方法，其特征在于，包括：
利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，所述现场总线支持多种通讯协议；
通过所述现场总线，读写所述车间设备的运行参数和状态信息；
基于所述运行参数和所述状态信息，实现所述车间设备与目标服务器的数据交互。
2.根据权利要求1所述的数据交互方法，其特征在于，在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，所述数据交互方法还包括：
检测每个所述车间设备之间的网口协议是否一致；
若确定车间设备之间的网口协议不一致，加载网关转换接口；
利用所述网关转换接口，将车间设备之间的网口协议转换为同一协议。
3.根据权利要求1所述的数据交互方法，其特征在于，在利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线之前，所述数据交互方法还包括：
检测每个所述车间设备之间是否采用同一种串口通信；
若确定车间设备之间未采用同一种串口通信，加装串口服务器；
利用所述串口服务器，将不同串口通信转换为同种串口通信。
4.根据权利要求1所述的数据交互方法，其特征在于，所述数据交互方法还包括：
利用所述预设通信接口，实现预设客户端中的应用程序与所述目标服务器建立通信连接；
利用所述预设通信接口，实现所述应用程序与所述目标服务器之间的同步读写操作或异步读写操作。
5.根据权利要求1所述的数据交互方法，其特征在于，所述数据交互方法还包括：
获取多个车间设备的采集需求信息，其中，所述采集需求信息包括下述至少之一：机器人移动指令、机器人笛卡尔坐标、机器人每个轴位置参数、机器人移动轨迹的末端速度、机器人故障报警信息、控制器运行状态；
基于所述采集需求信息，分别对每个区域厂区内的车间层中的车间设备进行参数采集，其中，预先对机器人工作园区进行区域划分，得到多个区域厂区，每个所述区域厂区内包括至少一个车间层。
6.根据权利要求5所述的数据交互方法，其特征在于，所述数据交互方法还包括：
合并至少两个数据采集系统的服务器，其中，所述数据采集系统用于对每个车间设备进行参数采集；
提取每个所述数据采集系统的服务器中相同的功能模块。
7.根据权利要求1所述的数据交互方法，其特征在于，多种类型的车间设备包括下述至少之一：多种品牌机器人、车床、滑轨、感知传感器、可编程逻辑控制器PLC。
8.根据权利要求1所述的数据交互方法，其特征在于，所述预设通信接口为应用于过程控制接口OPC。
9.一种数据交互装置，其特征在于，包括：
连接单元，用于利用预设通信接口，将多种类型的车间设备连接至现场总线，其中，所述现场总线支持多种通讯协议；
读写单元，用于通过所述现场总线，读写所述车间设备的运行参数和状态信息；
交互单元，用于基于所述运行参数和所述状态信息，实现所述车间设备与目标服务器的数据交互。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至8中任意一项所述的数据交互方法。
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| CN202010471170.3A CN111586077A (zh) | 2020-05-28 | 2020-05-28 | 数据交互方法及装置、电子设备 |
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Cited By (2)
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