CN113395180A - 一种工业实时大数据采集发布方法及工业实时大数据平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种工业实时大数据采集发布方法，包括以下步骤：创建多个数据传输接口；对每一数据传输接口进行配置；启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集；以及将实时采集到的工业数据进行发布。还公开了一种实现上述工业实时大数据采集发布方法的工业实时大数据平台。本发明能够将生产过程的实时数据进行采集，建立高效安全的工业实时大数据平台，并可将其作为网页Web、移动端发布平台数据源，满足不同的用户和应用程序为实现不同目的应用，可支持Windows、Linux、国产操作系统(UOS等)，为工厂对业务、生产分析提供大数据支持，使得实现智能生产和工业互联网发展愿景成为可能。

Description

一种工业实时大数据采集发布方法及工业实时大数据平台

技术领域

本发明涉及工业大数据平台技术领域，尤其涉及一种工业实时大数据采集发布方法及工业实时大数据平台。

背景技术

作为面向生产过程的生产信息系统，必须能够建立高效安全的工业实时大数据平台，它要求不仅能将生产过程的实时数据进行采集，同时要注重工业安全防护，建立整个工业大数据中心，并可将其作为网页Web及移动端发布平台数据源，还要将其转发至其它关系型数据库、工业实时历史数据库、时间序列数据库等，满足不同的用户和应用程序为实现不同目的而进行的应用。

增加现场设备生产信息响应和传递的效率，考虑到远程采集监控系统、各种数据库等随主系统不断扩展的特点，以及工业设备数据的安全要求特性，系统将在设计的各个方面实现以系统扩展的便利性和在线扩展的技术可行性为依托的数据单向传输。通过新建系统或对现有系统的扩展和升级，满足生产管理的变化对生产数据监视和管理的需要。

为此，本申请人进行了有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于：针对现有技术的不足而提供一种工业实时大数据采集发布方法。

本发明所要解决的技术问题之二在于：提供一种实现上述工业实时大数据采集发布方法的工业实时大数据平台。

作为本发明第一方面的一种工业实时大数据采集发布方法，包括以下步骤：

创建多个数据传输接口；

对每一数据传输接口进行配置；

启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集；以及

将实时采集到的工业数据进行发布。

在本发明的一个优选实施例中，所述对每一数据传输接口进行配置，包括以下步骤：

对每一数据传输接口的数据传输类型和数据源连接端口进行设置；

对每一数据传输接口的传输模式进行设置；

对每一数据传输接口的接口名称进行设置；

对每一数据传输接口的标签CSV配置文件进行配置；

对每一数据传输接口的发送方式进行设置；以及

对每一数据传输接口的Bad值进行配置。

在本发明的一个优选实施例中，所述数据传输接口的数据传输类型为OPC DA/UAServer、GE ProficyiFIX、GE Proficy Historian、OSIPI、InSmart tHistorian、InFluxDB、Modbus、DTU设备、关系数据库或者行业协议的数据传输类型中的一种或多种组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述数据传输接口的数据源连接端口为PLC通讯端口、DCS通讯端口、Robot通讯端口、CNC通讯端口中的一种或多种组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述数据传输接口的传输模式为TCP协议传输或者UDP协议传输的一种或两种组合。

在本发明的一个优选实施例中，所述启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集，包括以下步骤：

启动数据传输接口，数据传输接口从指定的数据源读取或接收工业数据；

对读取或接收到的工业数据进行解析，并将解析后的工业数据打包转化为统一模式的数据块，再将转化后的数据块转存至目标数据源内；以及

关闭数据传输接口，以停止每一数据传输接口的数据采集,实时数据将不可被访问。

在本发明的一个优选实施例中，当通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集时，任一数据传输接口的配置修改不会影响其他正在进行数据采集的数据传输接口。

在本发明的一个优选实施例中，所述将实时采集到的工业数据进行发布，包括以下步骤：

指定用于数据发布的内网访问IP和网络端口；

实时读取目标数据源内存储的数据块；以及

将实时读取到的数据块通过指定的内网访问IP和网络端口进行发布，为应用系统或者应用平台的开发与运行提供实时数据。

作为本发明第二方面的一种实现上述工业实时大数据采集发布方法的工业实时大数据平台，包括：

数据传输接口创建模块，所述数据传输接口创建模块用于创建多个数据传输接口，所述数据传输接口用于同步进行多端口多任务的工业数据采集和传输；

数据传输接口配置模块，所述数据传输接口配置模块用于对每一数据传输接口进行配置；

工业数据实时采集模块，所述工业数据实时采集模块用于启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集；以及

工业数据实时发布模块，所述工业数据实时发布模块用于将实时采集到的工业数据进行发布。

由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明能够将生产过程的实时数据进行采集，建立高效安全的工业实时大数据平台，并可将其作为网页Web、移动端发布平台数据源，满足不同的用户和应用程序为实现不同目的应用，可支持Windows、Linux、国产操作系统(UOS等)，为工厂对业务、生产分析提供大数据支持，使得实现智能生产和工业互联网发展愿景成为可能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明的工业实时大数据采集发布方法的流程示意图。

图2是本发明的工业实时大数据平台的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，图中给出的是一种工业实时大数据采集发布方法，包括以下步骤：

步骤S10，创建多个数据传输接口。

步骤S20，对每一数据传输接口进行配置。

步骤S30，启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集。

步骤S40，将实时采集到的工业数据进行发布。

在步骤S10中，数据传输接口支持多种通讯协议、多数据源，其用于同步进行多端口多任务的工业数据采集和传输。

在步骤S20中，对每一数据传输接口进行配置，包括以下步骤：

步骤S21，对每一数据传输接口的数据传输类型和数据源连接端口进行设置。数据传输接口的数据传输类型为OPC DA/UA Server、GE ProficyiFIX、GE Proficy Historian、OSIPI、InSmart tHistorian、InFluxDB、Modbus、DTU设备、关系数据库或者行业协议的数据传输类型中的一种或多种组合。数据传输接口的数据源连接端口为PLC通讯端口、DCS通讯端口、Robot通讯端口、CNC通讯端口中的一种或多种组合。具体而言，数据传输接口可以从OPC DA/UA Server、GE ProficyiFIX、GE Proficy Historian、OSIPI、InSmarttHistorian、InFluxDB、Modbus、DTU设备、关系数据库、行业协议等数据源中读取实时数据，同时可将读取到的实时数据存储到GE Proficy Historian、OSIPI、InSmart tHistorian、InFluxDB、Huawei DIS、SQL Server、Oracle、MySQL等工业实时历史数据库、时间序列数据库或关系型数据库中，也可直接连接PLC、DCS、Robot、CNC等设备直接通讯(ModbusTCP、ModbusRTU、GE、Siemens、AB等)。

步骤S22，对每一数据传输接口的传输模式进行设置。数据传输接口的传输模式为TCP协议传输或者UDP协议传输的一种或两种组合。即可选择TCP协议传输，也可选择UDP协议传输；UDP协议可以跨单向物理隔离网闸/单向安全网关进行数据透传；同一局域网内一般选择TCP协议进行数据传输，否则选择UDP协议，满足不同的场景需求。

步骤S23，对每一数据传输接口的接口名称进行设置。可对数据传输接口的接口名称进行自定义设置；设置工作模式(读/写)，TCP协议的工作模式设置为“读写”，UDP协议的数据读取发送端，工作模式设置为“读”，UDP协议的数据接收端，工作模式设置为“写”；设置扫描频率(即数据采集频率)，单位为毫秒级别；设置超时时间，针对变化数据，若超过设定的超时时间数据未变化，也会自动更新采集的数据。

步骤S24，对每一数据传输接口的标签CSV配置文件进行配置。使用Excel配置待采集的标签名列表，可简便快速地配置待采集数据标签名、标签数据类型等，将采集的数据转换为FlowData流数据格式(标签名/TagName、时间/TimeStamp、值/Value、状态/Status)，任何数据源只要经过InSmart DataHub均可实现数据的相互交互，支持每秒万级以上大规模数据点快速采集和传输。为了让使用者方便的配置读取的数据源标签列表，在步骤S20中，标签CSV配置文件的主要结构包括以下几列，分别为TagName(From)、TagName(To)、Description、Unit、DataType。其中，TagName(From)为数据源标签名，TagName(To)为目标数据源标签名，或者称为在实时数据服务器中显示的名称，即Portal页面从实时数据服务器读取数据时对应的标签名称就是TagName(To)。

步骤S25，对每一数据传输接口的发送方式进行设置。变化数据发送指按设定的扫描频率只有标签数据有变化时才会进行数据采集更新；全数据发送值按设定的扫描频率，不管标签数据有无变化都会对数据进行采集更新。

步骤S26，对每一数据传输接口的Bad值进行配置。对于采集到的数据，可针对数据传输接口的Bad值进行设置是否发送Bad值，Bad值也可转为Good值识别采集。

在步骤S30中，启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集，包括以下步骤：

步骤S31，启动数据传输接口，数据传输接口从指定的数据源读取或接收工业数据。

步骤S32，对读取或接收到的工业数据进行解析，并将解析后的工业数据打包转化为统一模式的数据块，再将转化后的数据块转存至目标数据源内。

步骤S33，关闭数据传输接口，以停止每一数据传输接口的数据采集,实时数据将不可被访问。

在步骤S30中，当通过数据传输接口实时对工业数据进行采集时，任一数据传输接口的配置修改不会影响其他正在进行数据采集的数据传输接口。当数据传输接口启动后，可针对某一数据传输接口进行启停，在数据传输接口的列表中的第一列“启动”列，取消勾选，则当前的数据传输接口停止采集更新，修改配置后，重新勾选“启动”，当前的数据传输接口将按最新配置重新开始采集更新，不影响其他数据接口的正常数据采集和传输。

在步骤S40中，将实时采集到的工业数据进行发布，包括以下步骤：

步骤S41，指定用于数据发布的内网访问IP和网络端口，防止在数据发布时多网卡情况下的端口访问混乱。

步骤S42，实时读取目标数据源内存储的数据块。

步骤S43，将实时读取到的数据块通过指定的内网访问IP和网络端口进行发布，为应用系统或者应用平台的开发与运行提供实时数据，也可作为Live Data数据服务器为网页或移动端的开发提供实时数据，实现成百上千客户端同时并发而且数据毫秒级更新、毫秒级延迟。

在步骤S43中，在数据发布时，在数据发布栏中勾选“发布为OPCDA/UA Server”,可发布为名称为“InSmart DataHub OPCDA/UA Server”的OPCDA/UA Server；在数据发布栏中勾选“发布为Modbus Server”，可设置Modbus访问IP、访问端口(默认为502)，发布为ModbusServer，供客户端通过TCP连接。勾选“发布为Web API”，可发布为Web API Server。每个标签对应的功能码、访问地址、数据类型都可在S24中的标签配置文件csv中最后三列指定。

参见图2，图中给出的是一种工业实时大数据平台，包括数据传输接口创建模块100、数据传输接口配置模块200、工业数据实时采集模块300以及工业数据实时发布模块400。

数据传输接口创建模块100用于创建多个数据传输接口，所述数据传输接口用于同步进行多端口多任务的工业数据采集和传输。数据传输接口配置模块200用于对每一数据传输接口进行配置。工业数据实时采集模块300用于启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集。工业数据实时发布模块400用于将实时采集到的工业数据进行发布。

本发明的工业实时大数据平台由计算机设备或服务器构成，其包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库等。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储用户信息、记录信息和文件等数据。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，包括以下步骤：

创建多个数据传输接口；

对每一数据传输接口进行配置；

启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集；以及

将实时采集到的工业数据进行发布。

2.如权利要求1所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，所述对每一数据传输接口进行配置，包括以下步骤：

对每一数据传输接口的数据传输类型和数据源连接端口进行设置；

对每一数据传输接口的传输模式进行设置；

对每一数据传输接口的接口名称进行设置；

对每一数据传输接口的标签CSV配置文件进行配置；

对每一数据传输接口的发送方式进行设置；以及

对每一数据传输接口的Bad值进行配置。

3.如权利要求2所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，所述数据传输接口的数据传输类型为OPC DA/UA Server、GE Proficy iFIX、GE Proficy Historian、OSIPI、InSmart tHistorian、InFluxDB、Modbus、DTU设备、关系数据库或者行业协议的数据传输类型中的一种或多种组合。

4.如权利要求2所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，所述数据传输接口的数据源连接端口为PLC通讯端口、DCS通讯端口、Robot通讯端口、CNC通讯端口中的一种或多种组合。

5.如权利要求2所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，所述数据传输接口的传输模式为TCP协议传输或者UDP协议传输的一种或两种组合。

6.如权利要求1所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，所述启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集，包括以下步骤：

启动数据传输接口，数据传输接口从指定的数据源读取或接收工业数据；

对读取或接收到的工业数据进行解析，并将解析后的工业数据打包转化为统一模式的数据块，再将转化后的数据块转存至目标数据源内；以及

关闭数据传输接口，以停止每一数据传输接口的数据采集,实时数据将不可被访问。

7.如权利要求1所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，当通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集时，任一数据传输接口的配置修改不会影响其他正在进行数据采集的数据传输接口。

8.如权利要求1所述的工业实时大数据采集发布方法，其特征在于，所述将实时采集到的工业数据进行发布，包括以下步骤：

指定用于数据发布的内网访问IP和网络端口；

实时读取目标数据源内存储的数据块；以及

将实时读取到的数据块通过指定的内网访问IP和网络端口进行发布，为应用系统或者应用平台的开发与运行提供实时数据。

9.一种实现如权利要求1至8中任一项所述的工业实时大数据采集发布方法的工业实时大数据平台，其特征在于，包括：

数据传输接口创建模块，所述数据传输接口创建模块用于创建多个数据传输接口，所述数据传输接口用于同步进行多端口多任务的工业数据采集和传输；

数据传输接口配置模块，所述数据传输接口配置模块用于对每一数据传输接口进行配置；

工业数据实时采集模块，所述工业数据实时采集模块用于启动数据传输接口并通过所述数据传输接口实时对工业数据进行采集；以及

工业数据实时发布模块，所述工业数据实时发布模块用于将实时采集到的工业数据进行发布。

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