CN115878186A - 一种基于plc与边缘计算寄存器点位查找的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，属于寄存器点位查找技术领域，包括以下步骤：S1、建立PLC控制模块与边缘计算模块的通信连接；S2、向云计算中心发送激活请求；S3、验证边缘计算模块的合法性并在验证通过后下发点位定位程序；S4、安装点位定位程序并重启；S5、点位定位程序扫描PLC控制系统并上传数据位表；S6、云计算中心生成规则引擎；S7、边缘计算模块进行数据采集及控制。本发明通过边缘计算模块与云计算中心共同协作完成整个数据的配对和定位工作，并形成有效的规则引擎并进行数据采集和系统控制，提升了数据采集匹配的效率，为工业互联网平台建设底层数据采集提供了保障与支撑。
Description
技术领域
本发明属于寄存器点位查找技术领域，具体涉及一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法。
背景技术
随着工业控制的不断发展，工业自动化成为工业控制的必然发展趋势。可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)由于其具有应用面广、功能强大、使用方便的特点，成为当代工业自动化中比较受欢迎的自动控制元件。现在工业上使用的PLC控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。工业系统的自动化也就意味着同时要完成生产设备的现场数据采集，数据采集是完成工业互联网平台或应用规划的重要保障，为生产制造企业数字化转型提供依据。
目前数据采集的工作，可以通过找到原设备点位表说明书，但是随着设备年代久远，市场上有90％的设备均无点位表说明书。基于上述背景，唯一的方法是将设备终端触摸屏的程序下载，通过分析程序，找到部分点位表及控制命令，但由于触摸屏的厂家、品牌、型号均不一致，且程序混乱，导致点位表很难定位，如果定位也面临较大的错误风险，严重时会导致设备故障，影响生产线的作业，耽误产线生产进度，若是将各个点位表进行尝试、分析完成基本的收集，会造成大量人力成本的上升。
因此，针对现有存在的问题，亟需提供一种能够快速定位点位表的方法，完成工业控制系统各个分区的自动化扫描、自动化分析和自动化汇总，实现数据有效的采集及设备终端的控制。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，通过边缘计算与云计算共同协作并应用点位定位程序自动完成信息的收集与匹配，形成有效的规则引擎并进行数据采集和系统控制，提升了数据采集匹配的效率，在无需停机、无需分析源程序、无需熟悉掌握各个触摸屏厂家工具的情况下完成整个数据的配对和定位工作，为工业互联网平台建设底层数据采集提供了保障与支撑。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，包括PLC控制系统、边缘计算模块和云计算中心；
所述PLC控制系统，通过串口的方式连接于边缘计算模块，用于完成工业数据的交互；所述边缘计算模块，通过有线或无线的方式连接于云计算中心，用于工业数据的收集和本地治理，并向云计算中心发送成品数据和接收远程程序更新；所述云计算中心，用于验证边缘计算模块的合法性以及生成规则引擎并下发至边缘计算模块；
所述点位查找方法包括以下步骤：
S1、将边缘计算模块与PLC控制系统建立通信连接；
S2、启动边缘计算模块，向云计算中心发送激活请求；
S3、云计算中心通过接收到的激活请求进行验证边缘计算模块的合法性，验证通过后，云计算中心下发点位定位程序至边缘计算模块；
S4、边缘计算模块安装接收到的点位定位程序并重启；
S5、边缘计算模块通过运行点位定位程序对PLC控制系统进行扫描，完成扫描后将记录汇总的数据位表发送给云计算中心；
S6、云计算中心通过接收到的数据位表生成数据采集的规则引擎并下发至边缘计算模块；
S7、边缘计算模块按照接收到的规则引擎进行数据采集及控制。
进一步地，所述边缘计算模块包括处理器模块、4G模块、WIFI模块、以太网模块、串口模块和电源模块，所述4G模块、WIFI模块、以太网模块、串口模块和电源模块均与处理器模块电连接；
所述电源模块，用于给处理器模块提供适配电压，保障边缘计算模块的正常运行；
所述4G模块、WIFI模块和以太网模块，用于通过有线和无线的方式连接云计算中心；
所述串口模块，提供通信接口，用于连接PLC控制系统。
进一步地，步骤S2中，发送激活请求是边缘计算模块通过启动自带的出厂程序来完成的。
进一步地，步骤S2中，激活请求包含数字签名及SN序列号信息，用于云计算中心验证边缘计算模块的合法性。
进一步地，步骤S3中，点位定位程序按照配置的PLC控制系统品牌、型号、地址位进行遍历，在遍历数据过程中，程序将自动过滤为空或为0的数据位。
进一步地，步骤S5中，点位定位程序扫描的范围是地址位0-5000位，开始地址位为0位。
进一步地，步骤S5中，点位定位程序扫描的类型包含线圈/位状态、16位整数有符号、16位整数无符号、32位整数有符号、32位整数无符号和浮点数。
进一步地，步骤S5中，记录的数据位表是在扫描过程中连续出现5-10次的数据位表。
进一步地，步骤S6中，生成规则引擎前可通过人工校验，对比原触摸屏程序数据进行比对、校验，进一步保障接收的数据位表的准确性。
进一步地，在点位查找的过程中，PLC控制系统无需停机。
本发明的有益效果为：
本发明基于边缘计算，通过边缘计算与云计算共同协作并应用点位定位程序自动完成信息的收集与匹配，形成有效的规则引擎并进行数据采集和系统控制，提升了数据采集匹配的效率，在无需停机、无需分析源程序、无需熟悉掌握各个触摸屏厂家工具的情况下完成整个数据的配对和定位工作，为工业互联网平台建设底层数据采集提供了保障与支撑。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的查找方法流程示意图；
图2为本发明的模块结构示意图；
图3为本发明中边缘计算模块的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1-3，一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，包括PLC控制系统、边缘计算模块和云计算中心；
所述PLC控制系统，通过串口的方式连接于边缘计算模块，用于完成工业数据的交互；所述边缘计算模块，通过有线或无线的方式连接于云计算中心，用于工业数据的收集和本地治理，并向云计算中心发送成品数据和接收远程程序更新；所述云计算中心，用于验证边缘计算模块的合法性以及生成规则引擎并下发至边缘计算模块；
所述点位查找方法包括以下步骤：
S1、将边缘计算模块与PLC控制系统建立通信连接；
S2、启动边缘计算模块，向云计算中心发送激活请求；
S3、云计算中心通过接收到的激活请求进行验证边缘计算模块的合法性，验证通过后，云计算中心下发点位定位程序至边缘计算模块；
S4、边缘计算模块安装接收到的点位定位程序并重启；
S5、边缘计算模块通过运行点位定位程序对PLC控制系统进行扫描，完成扫描后将记录汇总的数据位表发送给云计算中心；
S6、云计算中心通过接收到的数据位表生成数据采集的规则引擎并下发至边缘计算模块；
S7、边缘计算模块按照接收到的规则引擎进行数据采集及控制。
进一步地，所述边缘计算模块包括处理器模块、4G模块、WIFI模块、以太网模块、串口模块和电源模块，所述4G模块、WIFI模块、以太网模块、串口模块和电源模块均与处理器模块电连接；
所述电源模块，用于给处理器模块提供适配电压，保障边缘计算模块的正常运行；
所述4G模块、WIFI模块和以太网模块，用于通过有线和无线的方式连接云计算中心；
所述串口模块，提供通信接口，用于连接PLC控制系统。
本实施例中，边缘计算模块与PLC控制系统之间通过RS422、RS232、RS485等通信端口建立连接，边缘计算模块通过串口模块提供通信端口，PLC控制系统在只集成有一个编程端口的情况下，通过添加通信模块完成与边缘计算模块之间的连接；边缘计算模块与云计算中心通过以太网模块提供的RJ45端口建立有线连接，还可通过4G模块和WIFI模块以无线连接的方式接入云计算中心。
进一步地，步骤S2中，发送激活请求是边缘计算模块通过启动自带的出厂程序来完成的。
进一步地，步骤S2中，激活请求包含数字签名及SN序列号信息，用于云计算中心验证边缘计算模块的合法性。
进一步地，步骤S3中，点位定位程序按照配置的PLC控制系统品牌、型号、地址位进行遍历，在遍历数据过程中，程序将自动过滤为空或为0的数据位。
进一步地，步骤S5中，点位定位程序扫描的范围是地址位0-5000位，开始地址位为0位。
进一步地，步骤S5中，点位定位程序扫描的类型包含线圈/位状态、16位整数有符号、16位整数无符号、32位整数有符号、32位整数无符号和浮点数。
进一步地，步骤S5中，记录的数据位表是在扫描过程中连续出现5-10次的数据位表。
进一步地，步骤S6中，生成规则引擎前可通过人工校验，对比原触摸屏程序数据进行比对、校验，进一步保障接收的数据位表的准确性。
进一步地，在点位查找的过程中，PLC控制系统无需停机。
本实施例中，处理器模块由复位监控电路、时钟单元电路、CPU芯片、DDR3芯片、eMMC芯片等组成。其中CPU芯片一般采用性价比高、功耗低、集成度高的通信处理器；复位监控电路具有电压复位和硬件看门狗复位功能，提高系统长时间运行的可靠性；DDR3芯片采用为CPU程序高速运行提供外部内存；eMMC芯片提供系统程序和应用数据的存储空间。
本发明基于Linux系统的边缘计算模块，首先通过与PLC控制系统建立通信连接并运行点位查找程序完成对PLC控制系统的数据位扫描，然后经过本地治理将生成的成品数据发送至云计算中心，最后通过云计算中心处理生成数据采集的规则引擎。
本发明在无需停机、无需分析源程序、无需熟悉掌握各个触摸屏厂家工具的情况下完成整个数据的配对和定位工作，实现了本地数据的实时处理和分析，在边缘计算模块与云计算中心的共同协作有效减少数据传输、合理分配计算负载和高效进行任务调度，为工业互联网平台建设底层数据采集提供了保障与支撑。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：包括PLC控制系统、边缘计算模块和云计算中心；
所述PLC控制系统，通过串口的方式连接于边缘计算模块，用于完成工业数据的交互；所述边缘计算模块，通过有线或无线的方式连接于云计算中心，用于工业数据的收集和本地治理，并向云计算中心发送成品数据和接收远程程序更新；所述云计算中心，用于验证边缘计算模块的合法性以及生成规则引擎并下发至边缘计算模块；
所述点位查找方法包括以下步骤：
S1、将边缘计算模块与PLC控制系统建立通信连接；
S2、启动边缘计算模块，向云计算中心发送激活请求；
S3、云计算中心通过接收到的激活请求进行验证边缘计算模块的合法性，验证通过后，云计算中心下发点位定位程序至边缘计算模块；
S4、边缘计算模块安装接收到的点位定位程序并重启；
S5、边缘计算模块通过运行点位定位程序对PLC控制系统进行扫描，完成扫描后将记录汇总的数据位表发送给云计算中心；
S6、云计算中心通过接收到的数据位表生成数据采集的规则引擎并下发至边缘计算模块；
S7、边缘计算模块按照接收到的规则引擎进行数据采集及控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：所述边缘计算模块包括处理器模块、4G模块、WIFI模块、以太网模块、串口模块和电源模块，所述4G模块、WIFI模块、以太网模块、串口模块和电源模块均与处理器模块电连接；
所述电源模块，用于给处理器模块提供适配电压，保障边缘计算模块的正常运行；
所述4G模块、WIFI模块和以太网模块，用于通过有线和无线的方式连接云计算中心；
所述串口模块，提供通信接口，用于连接PLC控制系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S2中，发送激活请求是边缘计算模块通过启动自带的出厂程序来完成的。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S2中，激活请求包含数字签名及SN序列号信息，用于云计算中心验证边缘计算模块的合法性。
5.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S3中，点位定位程序按照配置的PLC控制系统品牌、型号、地址位进行遍历，在遍历数据过程中，程序将自动过滤为空或为0的数据位。
6.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S5中，点位定位程序扫描的范围是地址位0-5000位，开始地址位为0位。
7.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S5中，点位定位程序扫描的类型包含线圈/位状态、16位整数有符号、16位整数无符号、32位整数有符号、32位整数无符号和浮点数。
8.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S5中，记录的数据位表是在扫描过程中连续出现5-10次的数据位表。
9.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：步骤S6中，生成规则引擎前可通过人工校验，对比原触摸屏程序数据进行比对、校验，进一步保障接收的数据位表的准确性。
10.根据权利要求1所述的一种基于PLC与边缘计算寄存器点位查找的方法，其特征在于：在点位查找的过程中，PLC控制系统无需停机。
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