CN112955296A - 一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统。本发明将工业设备中采集到的所有数据信息,依据配置的特征数据进行边缘计算,根据边缘计算结果进行信息决策和任务调度,只需将少量的处理结果发送至服务器,无需在每一个设备上分别设置单独的边缘计算控制装置来对数据信息进行处理,实现了数据的同步传输处理,大大降低了系统延迟;同时多个设备在数据信息传送至边缘计算控制装置前就将通信协议进行转换,从而避免了服务器将各设备基于不同通信协议发送的数据信息进行协议转换的步骤,只需在边缘计算控制装置处进行计算分析,从而实现了多协议的融合,便于数据处理和分析。
Description
技术领域
本发明涉及注塑机控制领域,具体涉及一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统。
背景技术
随着智能制造和工业自动化设备联网的改造升级,需要对注塑机设备及其周边辅助设备接入互联网,现有方案通常是将注塑机和辅机设备单独建立通道将数据信息发送至云服务器端,由云服务器分别对各种设备数据信息进行分析处理,从而做出决策以及任务调度。然而随着接入设备的不断增加,所有设备都需要将原始采集数据上传到服务器进行分析计算,那么服务器的负载不断加重,运算性能严重下降,响应超时,需要不断对服务器的带宽进行扩容,或对处理器性能进行升级。同时,不同设备之间因生产厂商以及工艺标准的不同,所采用的通信协议往往存在很大的区别,这就导致了现有注塑机控制还需配置不同通讯协议接口以接收并处理不同的数据,降低了注塑机控制器的整体运行效率。而本发明所述的边缘计算技术,是指在靠近物或数据源头的一侧,采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台,数据分析处理过程将在本地边缘计算层完成,将少量的处理结果发送至服务器,而无需将大量原始数据交由服务器。这无疑将大大提升处理效率,减轻服务器的负荷。由于更加靠近用户,还可为用户提供更快的响应,将大部分需求在边缘端解决。但现有采用边缘计算的注塑机大多采用点对点,单一的数据采集,无法实现多设备数据同时处理,这就导致了延时问题的存在,无法做到真正的实时同步控制。
然而现有的采用边缘计算技术的注塑机相关专利,如公开号为US20200089202A1的美国专利,公开了一种状态确定装置和状态确定方法,并且尤其涉及用于辅助注射成型机的维护的状态确定装置和状态确定方法。其状态确定装置获取与注塑机相关的数据,存储通过学习注塑机相对于数据的操作状态而获得的学习模型,并基于所述数据使用所述学习模型执行估计。此外,状态确定装置获得校正系数,其与连接到注塑机的注塑机和设备的类型相关联,并且使用应用所获得的校正系数的预定校正函数对估计结果进行数字转换和校正。该专利虽然也提出了类似于边缘计算的注塑机控制方法,但是通过其已公开内容,该专利无法实现多设备的同步计算与控制。
又如公开号为US20190049939A1的美国专利,其公开了一种生产设备的数据处理装置,其能够通过对收集的多种类型的数据执行处理来生成操作员或管理员可用的数据。一种数据处理装置,包括:参考数据获取单元,被配置为在生产设备中获取包括关于用于数据分组的参考操作的时间的信息的参考数据,目标数据获取单元,被配置为获取关于状态的目标数据。由生产设备中提供的检测器检测的生产设备,以及组合数据生成单元,被配置为针对每组参考数据生成通过与参考数据组合而获得的每个组的组合数据。作为目标数据中的参考数据的操作时间段的时间段。该专利虽然实现了多设备的数据采集与处理,但在其已公开内容中,可以发现其仍然无法避免多设备之间协议转换的问题,需要在数据接收端通过多种通信转换模块来接收数据。
发明内容
为解决上述问题,实现多设备多数据信息的处理,同时解决服务器端协议转换带来的运算压力,从而提高服务器端运行效率,降低系统延迟,本发明提出了一种基于边缘计算的注塑机控制方法,含有服务器、边缘计算控制装置、工业设备和伺服驱动器,所述工业设备包括所有注塑机和周边辅机设备,包括步骤:
S1:根据生产任务需求在服务器上配置设备所需的特征数据;
S2:在服务器与边缘计算控制装置进行初次同步连接时,传输特征数据至边缘计算控制装置;
S3:根据边缘计算控制装置采集到的工业设备的数据信息以及模腔内实时图像信息,利用特征数据进行筛选,获得筛选数据;
S4:根据筛选数据的类型进行分析计算获得边缘计算结果,并将边缘计算结果反馈至服务器;
S5:根据边缘计算结果通过服务器进行信息决策和任务调度。
进一步地,所述步骤S3中,边缘计算控制装置采用的是OPC UA通信协议,工业设备采用的是标准或私有通信协议,因此在数据信息采集之前还包括通信协议的转换,步骤S3之前还包括步骤:
S21:基于OPC UA规范,根据工业设备通信协议提供的数据生成配置文件;
S22:根据配置文件创建连接对象和数据表对象;
S23:通过标准或私有通信协议连接工业设备,连接成功后创建对应的OPC UA服务端进程与数据节点;
S24:按预设周期从工业设备读取数据信息,并将数据信息写入对应的OPC UA节点实现OPC UA客户端数据写入请求;
S25:判断OPC UA服务端数据节点接收的写入请求的合法性;
S26:若请求合法,将写入请求回写至工业设备。
进一步地,所述步骤S21至S251中还包括对于子步骤处理失败的判断,若连接工业设备失败或读取设备数据失败或请求违法,含有步骤:
S27:删除连接对象和数据表对象,回转步骤S22。
进一步地,所述步骤S3中,还包括对实时图像信息的处理步骤:
S31:将实时图像信息与预设合格图像模型进行比对分析,若出现异常图像信息,停止注塑机运行并上传异常数据至服务器。
进一步地,所述:
特征数据,包括:产品总数量、生产周期、计划任务完成时间和生产设备的运行状态信息、参数信息和警报信息;
数据信息,包括:注塑机的每一模产品信息、参数修改信息、警报信息、控制器参数信息,辅机设备的运行状态信息、过程参数信息和警报信息;
边缘计算结果,包括:任务进度、预测任务完成时间、生产设备的运行状态信息、参数信息、警报信息。
一种基于边缘计算的注塑机控制系统,其特征在于,含有服务器、边缘计算控制装置、工业设备和伺服驱动器,所述工业设备包括所有注塑机和周边辅机设备,其中:
服务器,用于根据用户端输入的生产任务需求配置设备所需的特征数据,并在于与边缘计算控制装置进行初次同步连接时,传输特征数据至边缘计算控制装置;
工业设备,用于发送自身的数据信息以及模腔内实时图像信息至边缘计算控制装置;
边缘计算控制装置,用于根据特征数据对工业设备的数据信息以及模腔内实时图像进行筛选,获得筛选数据;
边缘计算控制装置,还用于根据筛选数据的类型进行分析计算获得边缘计算结果,并将边缘计算结果反馈至服务器;
服务器,还用于根据边缘计算结果进行信息决策和任务调度。
进一步地,所述边缘计算控制装置采用的是OPC UA通信协议,工业设备采用的是标准或私有通信协议,因此在工业设备中还包括通信协议转换模块,用于将标准或私有通信协议转换为OPC UA通信协议,其原理如下:
基于OPC UA规范,根据工业设备通信协议提供的数据生成配置文件;
根据配置文件创建连接对象和数据表对象;
通过标准或私有通信协议连接工业设备,连接成功后创建对应的OPC UA服务端进程与数据节点;
按预设周期从工业设备读取数据信息,并将数据信息写入对应的OPC UA节点实现OPC UA客户端数据写入请求;
判断OPC UA服务端数据节点接收的写入请求的合法性;
若请求合法,将写入请求回写至工业设备。
进一步地,所述通信协议转换模块还包括对连接工业设备失败或读取设备数据失败或请求违法发生时的处理:
删除并重新创建连接对象和数据表对象。
进一步地,所述边缘计算控制装置中还包括:
图像处理单元,用于将实时图像信息与预设合格图像模型进行比对分析,若出现异常图像信息,停止注塑机运行并上传异常数据至服务器。
进一步地,所述:
特征数据,包括:产品总数量、生产周期、计划任务完成时间和生产设备的运行状态信息、参数信息和警报信息;
数据信息,包括:注塑机的每一模产品信息、参数修改信息、警报信息、控制器参数信息,辅机设备的运行状态信息、过程参数信息和警报信息;
边缘计算结果,包括:任务进度、预测任务完成时间、生产设备的运行状态信息、参数信息、警报信息。
与现有技术相比,本发明至少含有以下有益效果:
(1)本发明所述的一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统,将工业设备中采集到的所有数据信息,依据配置的特征数据进行边缘计算,根据边缘计算结果进行信息决策和任务调度,只需将少量的处理结果发送至服务器,无需对所有的数据信息进行处理,提升了服务器的处理效率,降低了服务器负荷;
(2)各注塑机和周边辅机设备在数据信息传送至边缘计算控制装置前就将通信协议转换为基于OPC UA通信协议的配置格式,从而避免了服务器需要将各设备基于不同通信协议发送的数据信息进行进一步地协议转换,而只需在边缘计算控制装置处进行计算分析,从而实现了多协议的融合,便于数据处理和分析;
(3)基于协议转换,使得所有注塑机和周边辅机设备可以共用同一个边缘计算控制装置进行统一的计算分析,而无需每一个设备上分别设置单独的边缘计算控制装置来对数据信息进行处理,实现了数据的同步传输处理,大大降低了系统延迟。
附图说明
图1为一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统的方法步骤示意图;
图2为一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统的系统模块示意图。
图3为数据加密步骤示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
随着注塑生产任务的复杂化、批量化,在实际生产中我们需要越来越多的注塑机和辅机设备加入,以满足各式各样的注塑生产任务需求,而如果按照以往的控制方式,将所有原始采集数据上传至服务器进行分析处理已经无法满足生产任务需求,同时服务器运算性能也不足以满足要求,因此以传统方法来控制注塑机已是不现实且效率极低的一种方法了。基于上述问题,如图1所示,本发明提出了一种基于边缘计算的注塑机控制方法,含有服务器、边缘计算控制装置、工业设备和伺服驱动器,所述工业设备包括所有注塑机和周边辅机设备,包括步骤:
S1:根据生产任务需求在服务器上配置设备所需的特征数据;
S2:在服务器与边缘计算控制装置进行初次同步连接时,传输特征数据至边缘计算控制装置;
S3:根据边缘计算控制装置采集到的工业设备的数据信息以及模腔内实时图像信息,利用特征数据进行筛选,获得筛选数据;
S4:根据筛选数据的类型进行分析计算获得边缘计算结果,并将边缘计算结果反馈至服务器;
S5:根据边缘计算结果通过服务器进行信息决策和任务调度。
因注塑任务要求的复杂化,在很多时候需要多种辅机设备和不同型号的注塑机来实现同一注塑任务,而这些设备所配备的控制芯片,因其可能并不是由同一家公司提供,亦或是不同型号的设备所采用的可能是不同标准的通信协议,所以需要对不同的通信协议进行一个转换。而传统的处理方式是,在设备端配置边缘计算模块对该设备数据信息进行预处理,并在服务器端设置多种协议的通信接口,由服务器将不同协议传输过来的预处理信息进行协议转换,这种处理方式加大了服务器的运算压力。同时,因为通信协议中信息的传输有一个收发顺序先后的问题,传统处理方法中多个设备中的边缘计算模块不能同时向服务器发送预处理信息,这就导致了时序差的存在,而这个差值的存在极有可能导致注塑成品的细微偏差,这在高精度生产任务中是一个不可忽视的问题。
针对上述问题,本发明提出了在设备端预先进行协议转换,并由同一边缘计算控制装置对多个设备上传的数据信息进行特征数据的筛选和分析计算,而其中具体的通信协议转换,包括步骤:
S21:基于OPC UA规范,根据工业设备通信协议提供的数据生成配置文件;
S22:根据配置文件创建连接对象和数据表对象;
S23:通过标准或私有通信协议连接工业设备,连接成功后创建对应的OPC UA服务端进程与数据节点;
S24:按预设周期从工业设备读取数据信息,并将数据信息写入对应的OPC UA节点实现OPC UA客户端数据写入请求;
S25:判断OPC UA服务端数据节点接收的写入请求的合法性;
S26:若请求合法,将写入请求回写至工业设备。
进一步地,为了避免子步骤过程出错导致数据信息的缺失,还包括对连接工业设备失败或读取设备数据失败或请求违法的判断步骤:
S27:删除连接对象和数据表对象,回转步骤S22。
如上所述,本发明的边缘计算控制装置支持多种通讯接口及工业控制通讯协议。通过通讯接口与协议接收与发送对应的工业设备数据信息,支持各种设备数据的上传下载、命令下发;为专用设备配置数据采集端口,安全的从工业现场设备里实时获取数据并进行传输,解决不同设备制造商之间设备的互联互通,实现设备的泛在连接。
针对不同的工业设备协议通过基于OPC UA设计,将现场各种工业设备、装置采用的标准或私有通信协议转化成标准OPC UA通信协议。针对异构现场总线及以太网总线的不同报文结构的数据,通过数据接入模块,进行标准化报文拆解。通信协议转换主要目的是完成应用系统和现场设备间的通信,顺利地将数据源的数据转换成符合OPC UA技术标准的数据,实现多协议的融合,便于数据处理和分析。
在本实施例中,之所以采用OPC UA通讯协议,是因为OPC UA能够实现:
统一的访问:
传统OPC COM特性将不同的功能分布于多个COM服务器,通过接口连接代表不同特性的功能。OPC COM服务器提供报警但不连续的提供触发报警的数据的访问。例如,提供存储历史数据的OPC COM服务器不允许当前数据被读和更新。这种特性造成了集成的问题,因为单一系统的信息不能通过一致的方式访问。OPC UA解决了包含多种可用信息的通用地址通过单一服务访问的集成问题。这无疑更好的提高了服务器的资源利用率和处理效率。
从嵌入式系统到企业级的单一的解决方案:
轻量级的OPC UA可以作为有效的二进制通信协议,例如OPC UA已经移植到很多嵌入式系统包括VxWorks,Linux和专有的RTOSs(Real Time Operating Systems)。顶级的OPCUA应用支持企业级标准的XML页面服务协议。通过一个公用的架构可以降低系统集成的成本。
不丢失性能的同时实现平台独立
OPC UA架构设计为提供最佳性能的同时提供平台独立。这意味着开发者可以使用他们熟悉的语言和操作系统开发基于OPC UA的应用,而不只有一种通过http使用SOAP/XML的选择。对于Windows用户来说,平台独立性也十分具有价值,因为允许应用迁移到下一代的微软通信技术。这也意味着OPC UA产品在以前的通信技术过时或有类似不可配置的较长的超时时间等技术问题时可以有更多的选择。
高性能的通信协议:
OPC UA特性定义基于TCP的二进制通信协议通过最小的开销提供最快的性能。对于企业环境SOAP/XML是通信协议中通常使用的。OPC UA提供在打包到SOAP/XML兼容的消息中之前通过UA二进制编码消息,提升通常XML消息10倍以上的性能。这种架构的优点是提供使用SOAP/XML的格式,但是在发送之前降低其复杂性和XML的大小。
标准安全模型:
在过去,安全问题时最后才考虑的,很多供应商没有测试他们产品的安全许可。这意味着对于最终用户很难配置安全性,或根本不可能。OPC UA架构通过标准的UA应用必须实施的安全模型解决了这个问题,这增强了互操作性和降低了配置和维护成本。OPC UA同时有利于适合多种平台的多种OPC UA产品的安全设置管理的标准工具的开发。
基于上述有益点,在本发明提出的多协议融合的思路下,采用OPC UA作为统一的通讯协议,进一步提高了服务器的运行效率和运行效果,同时也为后期的维护降低的运营成本。
上述主体步骤中,还提到实时图像信息的采集,其目的在于,对产品进行实时把控,在出现异常情况时能够及时停运注塑机系统,避免更多的损失,基于此,本发明在步骤S3中还包括步骤:
S31:将实时图像信息与预设合格图像模型进行比对分析,若出现异常图像信息,停止注塑机运行并上传异常数据至服务器。
上述所述内容中,所述:
特征数据,包括:产品总数量、生产周期、计划任务完成时间和生产设备的运行状态信息、参数信息和警报信息;
数据信息,包括:注塑机的每一模产品信息、参数修改信息、警报信息、控制器参数信息,辅机设备的运行状态信息、过程参数信息和警报信息(其中最主要的数据有位置、速度和压力指令数据);
边缘计算结果,包括:任务进度、预测任务完成时间、生产设备的运行状态信息、参数信息、警报信息(驱动单元根据边缘计算结果中的位置、速度和扭矩指令进行调整)。
实施例二
本发明还提出了一种基于边缘计算的注塑机控制系统,含有服务器、边缘计算控制装置、工业设备和伺服驱动器,所述工业设备包括所有注塑机和周边辅机设备,其中:
服务器,用于根据用户端输入的生产任务需求配置设备所需的特征数据,并在于与边缘计算控制装置进行初次同步连接时,传输特征数据至边缘计算控制装置;
工业设备,用于发送自身的数据信息以及模腔内实时图像信息至边缘计算控制装置;
边缘计算控制装置,用于根据特征数据对工业设备的数据信息以及模腔内实时图像进行筛选,获得筛选数据;
边缘计算控制装置,还用于根据筛选数据的类型进行分析计算获得边缘计算结果,并将边缘计算结果反馈至服务器;
服务器,还用于根据边缘计算结果进行信息决策和任务调度。
如上所述,用户端输入(通过无线以太网、WIFI无线网络、通信基站信号中一种或多种与服务器进行连接)的输入源包括WEB、APP端等;辅机设备(通过CAN/RS485与边缘计算控制装置进行连接)包括机械手、模温机、冷水机、吸料机等。
所述边缘计算控制装置(通过无线以太网、WIFI无线网络、通信基站信号中一种或多种与服务器进行连接)采用的是OPC UA通信协议,工业设备采用的是标准或私有通信协议,因此在工业设备中还包括通信协议转换模块,用于将标准或私有通信协议转换为OPCUA通信协议,其原理如下:
基于OPC UA规范,根据工业设备通信协议提供的数据生成配置文件;
根据配置文件创建连接对象和数据表对象;
通过标准或私有通信协议连接工业设备,连接成功后创建对应的OPC UA服务端进程与数据节点;
按预设周期从工业设备读取数据信息,并将数据信息写入对应的OPC UA节点实现OPC UA客户端数据写入请求;
判断OPC UA服务端数据节点接收的写入请求的合法性;
若请求合法,将写入请求回写至工业设备。
所述通信协议转换模块还包括对连接工业设备失败或读取设备数据失败或请求违法发生时的处理:删除并重新创建连接对象和数据表对象。
所述边缘计算控制装置中还包括:
图像处理单元,用于将实时图像信息与预设合格图像模型进行比对分析,若出现异常图像信息,停止注塑机运行并上传异常数据至服务器。
进一步地,为了保证数据的安全性,避免干扰,在边缘计算控制装置将数据发送至服务器前,还需要对数据进行加密,数据经过DES加密后发送至服务器,所述DES是对称的,使用同一个密钥来加密和解密数据。
DES加解密需要KEY、DATA、MODE三个参数,其中KEY为8字节供64位的工作密钥;DATA为8个字节共64位的需要被加密或被解密的数据;MODE为DES工作方式,加密或者解密。
如图3所示,具体加密过程如下:
边缘计算控制装置分析、计算后发送至服务器的数据为DATAN。将DATAN按8字节分成n段DATA1、DATA2、……、DATAn,最后一个数据不足8字节进行补0,每个DATA进行以下步骤加密得到密文MDATA再进行重新组合为加密后的数据MDATAN。
A1:64位秘钥产生16轮的48位子秘钥,所述密钥使用64位中的56位,将56位密钥分成同为28位的两块C0和D0;通过将C0和D0进行循环左移变化,变换后生成C1和D1,将C1和D1合并,并通过选择置换表生成子密钥K1;重复经过循环左移变换,得到K16和R16,最后将R16与L16合并;
A2:R0进行扩展置换之后与子秘钥进行异或运算;数据的右半部分Rn从32位扩展到48位;
A3:Rn扩展置换之后与子秘钥Kn异作为输入块进行S盒替代运算,将48位数据变为32位数据;
A4:将每一位输入位映射到输出位,经过P盒置换的结果与最初64位分组的左半部分异或,然后左右两部分交换,开始下一轮迭代;
A5:完成16轮迭代后,将得到的两部分数据合在一起,将L16与R16交换,在经过一个IP逆置换即可得到64位的密文MDATA。
服务器端收到加密后的密文数据采用同样的加密算法和配对密钥,进行逆向解密即可获取明文数据。
综上所述,本发明所述的一种基于边缘计算的注塑机控制方法及系统,将工业设备中采集到的所有数据信息,依据配置的特征数据进行筛选并分析计算,根据边缘计算结果进行信息决策和任务调度,只需将少量的处理结果发送至服务器,无需对所有的数据信息进行处理,提升了服务器的处理效率,降低了服务器负荷。
各注塑机和周边辅机设备在数据信息传送至边缘计算控制装置前就将通信协议转换为基于OPC UA通信协议的配置格式,从而避免了服务器需要将各设备基于不同通信协议发送的数据信息进行进一步地协议转换,而只需在边缘计算控制装置处进行计算分析,从而实现了多协议的融合,便于数据处理和分析。
基于协议转换,使得所有注塑机和周边辅机设备可以共用同一个边缘计算控制装置进行统一的计算分析,而无需每一个设备上分别设置单独的边缘计算控制装置来对数据信息进行处理,实现了数据的同步传输处理,大大降低了系统延迟。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种基于边缘计算的注塑机控制方法,其特征在于,含有服务器、边缘计算控制装置、工业设备和伺服驱动器,所述工业设备包括所有注塑机和周边辅机设备,包括步骤:
S1:根据生产任务需求在服务器上配置设备所需的特征数据;
S2:在服务器与边缘计算控制装置进行初次同步连接时,传输特征数据至边缘计算控制装置;
S3:根据边缘计算控制装置采集到的工业设备的数据信息以及模腔内实时图像信息,利用特征数据进行筛选,获得筛选数据;
S4:根据筛选数据的类型进行分析计算获得边缘计算结果,并将边缘计算结果反馈至服务器;
S5:根据边缘计算结果通过服务器进行信息决策和任务调度。
2.如权利要求1所述的一种基于边缘计算的注塑机控制方法,其特征在于,所述步骤S3中,边缘计算控制装置采用的是OPC UA通信协议,工业设备采用的是标准或私有通信协议,因此在数据信息采集之前还包括通信协议的转换,步骤S3之前还包括步骤:
S21:基于OPC UA规范,根据工业设备通信协议提供的数据生成配置文件;
S22:根据配置文件创建连接对象和数据表对象;
S23:通过标准或私有通信协议连接工业设备,连接成功后创建对应的OPC UA服务端进程与数据节点;
S24:按预设周期从工业设备读取数据信息,并将数据信息写入对应的OPC UA节点实现OPC UA客户端数据写入请求;
S25:判断OPC UA服务端数据节点接收的写入请求的合法性;
S26:若请求合法,将写入请求回写至工业设备。
3.如权利要求2所述的一种基于边缘计算的注塑机控制方法,其特征在于,所述步骤S21至S251中还包括对于子步骤处理失败的判断,若连接工业设备失败或读取设备数据失败或请求违法,含有步骤:
S27:删除连接对象和数据表对象,回转步骤S22。
4.如权利要求1所述的一种基于边缘计算的注塑机控制方法,其特征在于,所述步骤S3中,还包括对实时图像信息的处理步骤:
S31:将实时图像信息与预设合格图像模型进行比对分析,若出现异常图像信息,停止注塑机运行并上传异常数据至服务器。
5.如权利要求1所述的一种基于边缘计算的注塑机控制方法,其特征在于,所述:
特征数据,包括:产品总数量、生产周期、计划任务完成时间和生产设备的运行状态信息、参数信息和警报信息;
数据信息,包括:注塑机的每一模产品信息、参数修改信息、警报信息、控制器参数信息,辅机设备的运行状态信息、过程参数信息和警报信息;
边缘计算结果,包括:任务进度、预测任务完成时间、生产设备的运行状态信息、参数信息、警报信息。
6.一种基于边缘计算的注塑机控制系统,其特征在于,含有服务器、边缘计算控制装置、工业设备和伺服驱动器,所述工业设备包括所有注塑机和周边辅机设备,其中:
服务器,用于根据用户端输入的生产任务需求配置设备所需的特征数据,并在于与边缘计算控制装置进行初次同步连接时,传输特征数据至边缘计算控制装置;
工业设备,用于发送自身的数据信息以及模腔内实时图像信息至边缘计算控制装置;
边缘计算控制装置,用于根据特征数据对工业设备的数据信息以及模腔内实时图像进行筛选,获得筛选数据;
边缘计算控制装置,还用于根据筛选数据的类型进行分析计算获得边缘计算结果,并将边缘计算结果反馈至服务器;
服务器,还用于根据边缘计算结果进行信息决策和任务调度。
7.如权利要求6所述的一种基于边缘计算的注塑机控制系统,其特征在于,所述边缘计算控制装置采用的是OPC UA通信协议,工业设备采用的是标准或私有通信协议,因此在工业设备中还包括通信协议转换模块,用于将标准或私有通信协议转换为OPC UA通信协议,其原理如下:
基于OPC UA规范,根据工业设备通信协议提供的数据生成配置文件;
根据配置文件创建连接对象和数据表对象;
通过标准或私有通信协议连接工业设备,连接成功后创建对应的OPC UA服务端进程与数据节点;
按预设周期从工业设备读取数据信息,并将数据信息写入对应的OPC UA节点实现OPCUA客户端数据写入请求;
判断OPC UA服务端数据节点接收的写入请求的合法性;
若请求合法,将写入请求回写至工业设备。
8.如权利要求7所述的一种基于边缘计算的注塑机控制系统,其特征在于,所述通信协议转换模块还包括对连接工业设备失败或读取设备数据失败或请求违法发生时的处理:
删除并重新创建连接对象和数据表对象。
9.如权利要求6所述的一种基于边缘计算的注塑机控制系统,其特征在于,所述边缘计算控制装置中还包括:
图像处理单元,用于将实时图像信息与预设合格图像模型进行比对分析,若出现异常图像信息,停止注塑机运行并上传异常数据至服务器。
10.如权利要求6所述的一种基于边缘计算的注塑机控制系统,其特征在于,所述:
特征数据,包括:产品总数量、生产周期、计划任务完成时间和生产设备的运行状态信息、参数信息和警报信息;
数据信息,包括:注塑机的每一模产品信息、参数修改信息、警报信息、控制器参数信息,辅机设备的运行状态信息、过程参数信息和警报信息;
边缘计算结果,包括:任务进度、预测任务完成时间、生产设备的运行状态信息、参数信息、警报信息。
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CN117527923B (zh) * | 2024-01-04 | 2024-05-03 | 中控技术股份有限公司 | 一种电力系统数据采集系统及方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106597991A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-04-26 | 北京兰光创新科技有限公司 | 数控机床远程监控方法及装置 |
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CN108828409A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于边缘计算的故障检测系统 |
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KR20150052538A (ko) * | 2013-11-06 | 2015-05-14 | 한국전력공사 | Opc ua 노드 관리 장치 및 그 방법 |
CN205015691U (zh) * | 2015-08-11 | 2016-02-03 | 深圳瑞德贝尔科技有限公司 | 注塑机智能管理系统 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106597991A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-04-26 | 北京兰光创新科技有限公司 | 数控机床远程监控方法及装置 |
CN108804668A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-13 | 珠海格力智能装备有限公司 | 数据处理方法及装置 |
CN108828409A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种基于边缘计算的故障检测系统 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115086362A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-09-20 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法 |
CN115086362B (zh) * | 2022-05-18 | 2023-08-18 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 异构边缘设备多种复杂模式下的智能传输控制方法 |
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