CN116027737A - 巨量数据汇流整合系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种巨量数据汇流整合系统，包含：一通讯单元、一可程序逻辑控制器、一信息整合模块及一供电单元；通过一输入界面输入一参数调整命令，该可程序逻辑控制器将该参数调整命令转换为一数据撷取设备可读取的一指令信号，并由该指令信号调整该数据撷取设备的一参数；该信息整合模块则根据一撷取数据格式及一接收数据格式，将多台该数据撷取设备各自对应的该撷取数据格式皆转换为相同的该接收数据格式。以此，无需修改该数据撷取设备本身的程序代码，方便工厂或使用者自行设定。

Description

巨量数据汇流整合系统

技术领域

本发明有关于一种数据整合系统，尤指一种可以汇流整合巨量数据(big data)的系统。

背景技术

以工厂来说，往往会有许多传感器设备或加工设备，这些传感器设备或加工设备会回传各自的数据，一般都是上传至电子信息撷取系统(electronic data capturesystem,EDC)或云端，以进行后续的设备控制或数据储存。

举例来说，例如有中国台湾专利公开号第201627871A号提供一种整合多功能测读设备，主要是通过UART模块连接至少一种外部传感器，而将至少一种外部传感器的测量作业整合为一体，并可实时无线传输至云端服务器储存。

然而，以电子信息撷取系统来说，一般电子信息撷取系统有一定的数据输入格式，而必须先转换设备取得的数据格式。虽然可以通过调整设备本身程序代码的方式改变数据格式，但各个设备本身的程序代码不一定有批注，若由工厂自行进行调整，将会因程序代码不易判读而提高调整难度；若由设备原厂进行调整，则需花费大量金钱与时间进行沟通。因此，在工厂要新增设备时，要将各种设备取得的数据转换为相同格式以便后续上传至电子信息撷取系统，仍十分不便。

发明内容

因此，本发明提供一种巨量数据汇流整合系统，用于取得多个数据撷取设备各自的一撷取数据，每笔该撷取数据皆有各自的一撷取数据格式，且上述数据撷取设备的该撷取数据至少有两种不同的该撷取数据格式，该巨量数据汇流整合系统包含：一通讯单元，信号连接所述数据撷取设备；一可程序逻辑控制器，信号连接该通讯单元，该可程序逻辑控制器有一输入界面及一输出界面；一信息整合模块，信号连接该通讯单元；以及一供电单元，供给电力至该通讯单元、该可程序逻辑控制器及该信息整合模块之一或其组合；通过该输入界面输入对应其中一数据撷取设备的一参数调整命令至该可程序逻辑控制器后，该可程序逻辑控制器将该参数调整命令转换为该其中一数据撷取设备可读取的一指令信号，并由该指令信号调整该其中一数据撷取设备的一参数；该信息整合模块通过该通讯单元取得该撷取数据后，分别根据该撷取数据格式及一接收数据格式，将每一数据撷取设备各自对应的该撷取数据格式皆转换为相同的该接收数据格式，再将转换后的该撷取数据，直接及/或以一图表的方式经由该输出界面输出。

进一步，有一提示单元信号连接该可程序逻辑控制器，该参数包含一提示范围分别对应该每一数据撷取设备的该撷取数据；当该撷取数据超出该提示范围时，该可程序逻辑控制器控制该提示单元发出一提示。

进一步，该通讯单元信号连接一后端系统，该后端系统支持该接收数据格式，且该后端系统信号连接对应所述数据撷取设备的一操作设备，该参数包含一警告范围分别对应该每一数据撷取设备的该撷取数据；该可程序逻辑控制器将转换后的该撷取数据及该警告范围传送至该后端系统，当该撷取数据超出该警告范围时，该后端系统控制对应该撷取数据的该操作设备停止作动。

其中，该可程序逻辑控制器通过在一测试时间中持续取得该撷取数据，再根据该撷取数据在该测试时间中的一最大值与一上限容许值的和，以及一最小值与一下限容许值的差，作为该提示范围及/或该警告范围的边界值。

其中，该通讯单元与该后端系统之间是通过以太网络或以下协议之一进行信号连接：Modbus及FTP。

进一步，该参数包含一测量范围，该可程序逻辑控制器根据该测量范围调整该撷取数据及该图表的边界值。

其中，该输入界面及该输出界面整合为一人机界面。

进一步，有一数据库信号连接该通讯单元，该信息整合模块将该每一数据撷取设备各自对应的该撷取数据格式皆转换为该接收数据格式，并将未转换及/或转换后的该撷取数据储存于该数据库。

其中，该通讯单元与所述数据撷取设备之间是通过以下方式之一进行信号连接：以太网络、输入/输出信号(I/O)及模拟信号输入/输出(AD/DA)，或是通过以下标准之一进行信号连接：RS232标准、RS422标准及RS485标准。

其中，该通讯单元包含一路由器及一网络端口，该可程序逻辑控制器与所述数据撷取设备之间是通过CC-Link协议并经由该通讯单元信号连接，使得所述数据撷取设备在该输出界面上分别呈现为一站点。

根据上述技术特征较佳地可达成以下功效：

1.通过巨量数据汇流整合系统，在取得撷取数据后可以直接转换为适当的格式，无需修改数据撷取设备本身的程序代码，方便工厂自行设定。

2.除了将撷取数据转换为相同的格式，也可以将数据撷取设备的参数设定整合在同一个输入界面上。

3.转换后的撷取数据可以通过图表的方式输出，让使用者更直观地观察到撷取数据的变化。

4.参数包含提示范围与警告范围，可以实时监控制程中的各项撷取数据，确保产线的稳定，防止制程偏移。

5.使用一段测试时间后，还可以根据撷取数据自动设定提示范围与警告范围，确保边界值符合实际需求。

6.参数包含测量范围，确保撷取数据及图表可以更聚焦于所需的范围。

7.输入界面及输出界面整合为人机界面，方便使用者的操作。

8.数据库可以储存撷取数据，不仅可以备份撷取数据，更方便日后评估产线的长期合格率，或作为提示范围与警告范围的参考。

9.可程序逻辑控制器可以直接设定CC-Link，不仅无需通过计算机连线，更大幅缩短配线工时。

10.无论是模拟信号还是数字信号，皆可通过巨量数据汇流整合系统汇整上传至后端系统。

附图说明

图1为本发明实施例的立体外观图。

图2为本发明实施例的系统方块图。

图3为本发明实施例的实施示意图一，示意在巨量数据汇流整合系统上监控各个数据撷取设备。

图4为本发明实施例的实施示意图二，示意在巨量数据汇流整合系统上调整各个数据撷取设备的参数。

图5为本发明实施例的实施示意图三，示意在巨量数据汇流整合系统上调整各个数据撷取设备的提示范围与警告范围。

图6为本发明实施例的实施示意图四，示意在巨量数据汇流整合系统上设定站点。

图7为本发明实施例的实施示意图五，示意在巨量数据汇流整合系统上以图表的方式显示各个数据撷取设备的撷取数据。

图8为本发明实施例的实施示意图六，示意在巨量数据汇流整合系统上显示各个站点的连线状态。

附图标记说明：100-巨量数据汇流整合系统；1-壳体；2-通讯单元；21-路由器；22-网络端口；3-可程序逻辑控制器；31-人机界面；4-信息整合模块；5-供电单元；6-提示单元；7-数据库；A-后端系统；B-数据撷取设备；C-操作设备。

具体实施方式

综合上述技术特征，本发明巨量数据汇流整合系统的主要功效将可于下述实施例清楚呈现。

请参阅图1及图2，揭示本发明实施例巨量数据汇流整合系统100，包含：一壳体1、一通讯单元2、一可程序逻辑控制器3、一信息整合模块4、一供电单元5、一提示单元6，以及一数据库7。

其中，该通讯单元2、该可程序逻辑控制器3、该信息整合模块4及该供电单元5都可以整合在该壳体1中而成为单一机台，以便将该巨量数据汇流整合系统100装设在任何适当的地方。该提示单元6可以整合在使用者的行动装置、该壳体1外部等等，以便让使用者注意到该提示单元6的作动；而该数据库7则可以是云端数据库，或是实体的硬盘、内存，并同样整合在该壳体1中。

该通讯单元2包含一路由器21及一网络端口22，该可程序逻辑控制器3、该信息整合模块4、该数据库7皆信号连接该通讯单元2。该可程序逻辑控制器3有一输入界面及一输出界面，该提示单元6信号连接该可程序逻辑控制器3，较佳地，该输入界面及该输出界面整合为一人机界面31，以便使用者的操作。该供电单元5可以供给电力至该巨量数据汇流整合系统100中任何需要电力的元件。

于实际实施时，还可以有一扩充模块，以扩充不同种类或数量的该网络端口22，但未于本发明图式中绘出该扩充模块。

请参阅图2至图4，该巨量数据汇流整合系统100经由该通讯单元2信号连接一后端系统A及多个数据撷取设备B，用于取得所述数据撷取设备B各自的一撷取数据，每笔该撷取数据皆有各自的一撷取数据格式，且上述数据撷取设备B的该撷取数据至少有两种不同的该撷取数据格式。该后端系统A支持一接收数据格式，且该后端系统A信号连接对应所述数据撷取设备B的一操作设备C。

该后端系统A例如可以是电子信息撷取系统，或是其他如统计制程管制系统(Statistical Process Control,SPC)等工厂产线后端用于管理、控制的系统。所述数据撷取设备B可以是产在线的各种传感器，该操作设备C则例如是产线本身的加工设备，其种类皆可以根据工厂的类型而有所不同。

该通讯单元2与该后端系统A之间是通过以太网络或以下协议之一进行信号连接：Modbus及FTP。该通讯单元2与所述数据撷取设备B之间则是通过以下方式之一进行信号连接：以太网络、输入/输出信号(I/O)及模拟信号输入/输出(AD/DA)，或是通过以下标准之一进行信号连接：RS232标准、RS422标准及RS485标准，较佳地，直接通过该网络端口22进行连线。

操作时，该人机界面31上可以列出所有所述数据撷取设备B。使用者通过该人机界面31输入对应其中一数据撷取设备B的一参数调整命令至该可程序逻辑控制器3后，该可程序逻辑控制器3将该参数调整命令转换为该其中一数据撷取设备B可读取的一指令信号，并由该指令信号调整该其中一数据撷取设备B的一参数。于图2中直接将该其中一数据撷取设备B与该可程序逻辑控制器3以虚线信号连接作为示意。

举例来说，该参数包含一测量范围，分别对应每一数据撷取设备B的该撷取数据，例如图4所示出的最大值及最小值，该可程序逻辑控制器3可以根据该测量范围调整该撷取数据及一图表的边界值，确保该撷取数据及该图表可以更聚焦于所需的范围。

要特别补充说明的是，于本发明的较佳实施例中，将该后端系统A、所述数据撷取设备B及该操作设备C作为外部元件以进行说明，于实际实施时，也可以作为本发明的一部分，使得该巨量数据汇流整合系统100也包含该后端系统A、所述数据撷取设备B及该操作设备C。

请参阅图2、图4及图5，另一方面，该信息整合模块4通过该通讯单元2取得该撷取数据后，可以通过例如辨别该撷取数据的一标头信息(heading)的方式以取得该撷取数据格式。该信息整合模块4再分别根据该撷取数据格式及该接收数据格式，将该每一数据撷取设备B各自对应的该撷取数据格式皆转换为相同的该接收数据格式。该信息整合模块4并将未转换及/或转换后的该撷取数据储存于该数据库7，不仅可以作为备份，也更方便日后评估产线的长期合格率。

更详细的说，该接收数据格式常见的有整数、双字(double word)、浮点数、布林值、ASCII等等，该信息整合模块4是将该每一数据撷取设备B所取得各种模拟、数字信号转换为该接收数据格式，并根据该接收数据格式区分出特定位置，并给予撷取数值。

而该参数除了该测量范围，还可以包含一提示范围及一警告范围分别对应该每一数据撷取设备B的该撷取数据。

当该撷取数据超出该提示范围时，该可程序逻辑控制器3控制该提示单元6发出一提示，以通知使用者，确保产线的稳定，防止制程偏移。该可程序逻辑控制器3还可以事先将转换后的该撷取数据及该警告范围传送至该后端系统A，当该撷取数据超出该警告范围时，该后端系统A控制对应该撷取数据的该操作设备C停止作动，即使使用者尚未注意到该提示，或注意到该提示却来不及行动时，产线仍可以立即停止，确保产线，甚至整个工厂的安全。

该可程序逻辑控制器3可以通过在一测试时间中持续取得该撷取数据，再根据该撷取数据在该测试时间中的一最大值与一上限容许值的和，以及一最小值与一下限容许值的差，作为该提示范围及/或该警告范围的边界值，或者，也可以由该数据库7中该撷取数据的该最大值与该最小值进行计算，以确保边界值符合实际需求。该提示范围及该警告范围的边界值分别如图5中所示出的警告上限、提示上限、提示下限及警告下限字段。

请参阅图6至图8，并请搭配图2，该信息整合模块4将每一数据撷取设备B各自对应的该撷取数据格式皆转换为相同的该接收数据格式后，可以直接及/或以该图表的方式，如图7，经由该人机界面31输出。转换后的撷取数据可以通过图表的方式输出，让使用者更直观地观察到撷取数据的变化。

该可程序逻辑控制器3与所述数据撷取设备B之间是通过CC-Link协议并经由该通讯单元2信号连接，使得所述数据撷取设备B在该人机界面31上分别呈现为一站点(station)的标示。

该人机界面31上还可以分别显示各个该站点的连线状态，例如通过不同颜色示意该站点是正常、异常、未使用，或者该站点为保留站等等。

复请参阅图1及图2，该巨量数据汇流整合系统100通过外接式的方式，将多个所述数据撷取设备B的输出、调整都一致化，并整合在同一个该人机界面31上。

在取得各式各样的该撷取数据后，无论该撷取数据是模拟信号还是数字信号，该信息整合模块4都可以直接将该撷取数据转换为相同且适当的该接收数据格式，以通过该巨量数据汇流整合系统100汇整上传至该后端系统A，无需修改所述数据撷取设备B本身的程序代码，方便工厂或使用者自行设定、测试。

又，该可程序逻辑控制器3可以直接设定CC-Link，该巨量数据汇流整合系统100无需通过计算机连线即可建立并管理各个该站点，大幅缩短配线工时。

综合上述实施例的说明，当可充分了解本发明的操作、使用及本发明产生的功效，但以上所述实施例仅系为本发明的较佳实施例，当不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明权利要求及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆属本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种巨量数据汇流整合系统，其特征在于，用于取得多个数据撷取设备各自的一撷取数据，每笔该撷取数据皆有各自的一撷取数据格式，且上述数据撷取设备的该撷取数据至少有两种不同的该撷取数据格式，该巨量数据汇流整合系统包含：

一通讯单元，信号连接所述数据撷取设备；

一可程序逻辑控制器，信号连接该通讯单元，该可程序逻辑控制器有一输入界面及一输出界面；

一信息整合模块，信号连接该通讯单元；以及

一供电单元，供给电力至该通讯单元、该可程序逻辑控制器及该信息整合模块之一或该通讯单元、该可程序逻辑控制器及该信息整合模块的组合；

通过该输入界面输入对应其中一数据撷取设备的一参数调整命令至该可程序逻辑控制器后，该可程序逻辑控制器将该参数调整命令转换为该其中一数据撷取设备读取的一指令信号，并由该指令信号调整该其中一数据撷取设备的一参数；

该信息整合模块通过该通讯单元取得该撷取数据后，分别根据该撷取数据格式及一接收数据格式，将每一数据撷取设备各自对应的该撷取数据格式皆转换为相同的该接收数据格式，再将转换后的该撷取数据，直接及/或以一图表的方式经由该输出界面输出。

2.如权利要求1所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，进一步，有一提示单元信号连接该可程序逻辑控制器，该参数包含一提示范围分别对应该每一数据撷取设备的该撷取数据；当该撷取数据超出该提示范围时，该可程序逻辑控制器控制该提示单元发出一提示。

3.如权利要求2所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，进一步，该通讯单元信号连接一后端系统，该后端系统支持该接收数据格式，且该后端系统信号连接对应所述数据撷取设备的一操作设备，该参数包含一警告范围分别对应该每一数据撷取设备的该撷取数据；该可程序逻辑控制器将转换后的该撷取数据及该警告范围传送至该后端系统，当该撷取数据超出该警告范围时，该后端系统控制对应该撷取数据的该操作设备停止作动。

4.如权利要求3所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，该可程序逻辑控制器通过在一测试时间中持续取得该撷取数据，再根据该撷取数据在该测试时间中的一最大值与一上限容许值的和，以及一最小值与一下限容许值的差，作为该提示范围及/或该警告范围的边界值。

5.如权利要求3所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，该通讯单元与该后端系统之间是通过以太网络或以下协议之一进行信号连接：Modbus及FTP。

6.如权利要求1所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，进一步，该参数包含一测量范围，该可程序逻辑控制器根据该测量范围调整该撷取数据及该图表的边界值。

7.如权利要求1所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，该输入界面及该输出界面整合为一人机界面。

8.如权利要求1所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，进一步，有一数据库信号连接该通讯单元，该信息整合模块将该每一数据撷取设备各自对应的该撷取数据格式皆转换为该接收数据格式，并将未转换及/或转换后的该撷取数据储存于该数据库。

9.如权利要求1所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，该通讯单元与所述数据撷取设备之间是通过以下方式之一进行信号连接：以太网络、输入/输出信号及模拟信号输入/输出，或是通过以下标准之一进行信号连接：RS232标准、RS422标准及RS485标准。

10.如权利要求1所述的巨量数据汇流整合系统，其特征在于，该通讯单元包含一路由器及一网络端口，该可程序逻辑控制器与所述数据撷取设备之间是通过CC-Link协议并经由该通讯单元信号连接，使得所述数据撷取设备在该输出界面上分别呈现为一站点。

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