CN116775624A - 一种选煤厂数据管理方法和系统 - Google Patents

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CN116775624A CN202210233824.8A CN202210233824A CN116775624A CN 116775624 A CN116775624 A CN 116775624A CN 202210233824 A CN202210233824 A CN 202210233824A CN 116775624 A CN116775624 A CN 116775624A
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Abstract

本申请实施例公开了一种选煤厂数据管理方法和系统。所述方法包括:获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据,所述初始生产过程数据包括在线运行数据和仪器仪表数据;对所述初始生产过程数据进行一致性处理,得到处理后的所述目标生产过程数据;保存所述目标生产过程数据;获取用户查询指令,根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示。

Description

一种选煤厂数据管理方法和系统
技术领域
本申请实施例涉及数据管理领域,尤其是一种选煤厂数据管理方法和系统。
背景技术
煤炭是我国的主要能源,约占一次能源的70%。选煤厂是对煤炭进行分选,除去原煤中的矿物杂质,把它分成不同规格的产品的煤炭加工厂。选煤厂的主要产品是精煤和块煤,此外还有中煤和煤泥等副产品。选煤厂按产品用途分为:炼焦煤选煤厂,生产低灰分精煤,主要供炼焦用;动力煤选煤厂,其主要用途为供给火力发电、蒸汽机车、锅炉的燃料煤和化工用的原料煤。选煤厂在生产过程中各子系统会产生大量的运行数据,这些运行数据对于设备的维护和事故的事后追溯均会起到关键作用,但是在现有技术中,大部分的选煤厂并未涉及到较为完善的选煤厂数据管理机制与方法,来实现准确记录选煤厂的各子系统的生产过程数据,并对外提供数据应用能力。因此,上述关于选煤厂数据管理缺失的技术问题亟待解决。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本申请实施例提供一种选煤厂数据管理方法和系统,旨在克服现有技术中的不足,准确记录选煤厂的各子系统的生产过程数据,并对外提供数据应用能力。
为了达到本申请实施例目的,本申请实施例提供了一种选煤厂数据管理方法包括如下步骤:
获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据,所述初始生产过程数据包括在线运行数据和仪器仪表数据;
对所述初始生产过程数据进行一致性处理,得到处理后的所述目标生产过程数据;
保存所述目标生产过程数据;
获取用户查询指令,根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示。
一种选煤厂数据管理系统,其特征在于,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行所述的选煤厂数据管理方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明所提供的选煤厂数据管理系统可以实现对生产过程数据进行准确记录,更有利于选煤厂设备的维护、事后追溯以及对外提供数据应用能力。
本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案,并不构成对本申请实施例技术方案的限制。
图1为本申请实施例提供的一种选煤厂数据管理方法实施例的流程图;
图2为本申请实施例提供的线性插值实施例的示意图;
图3为本申请实施例提供的阶梯插值实施例的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本申请实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
请参见图1,本申请实施例提供了一种选煤厂数据管理方法,上述选煤厂数据管理方法包括如下步骤:
S1、获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据,所述初始生产过程数据包括在线运行数据和仪器仪表数据。
在一个可选的实施例中,所述获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据可以包括但不限于:以不同时间戳精度,对选煤厂各子系统的初始生产过程数据进行获取。具体地,在对初始生产过程数据进行采集时,其数据的时间戳的精度可以包括但不限于:s、ms和μs。
本实施例中,初始生产过程数据可包括四种对象模型点:DP/AP/GP/DU,即本申请实施例支持4种点状态量的采集;其中,DP拥有2个状态量,分别是AS、AS2,数据类型都为UIINT16AP拥有3个状态量,分别是AV、AS、AS2;其中AP的数据类型可以为int8、uint8、int16、uint16、int32、uint32、float、double,AS、AS2数据类型为UIINT16;GP/DU拥有4个状态量:A2、A3、AS、AS2,数据类型都为UIINT16。
本实施例中,本申请实施例还可提供初始生产过程数据的断点续传功能,当传输通道不可靠时,能继续采集初始生产过程数据,并将采集的初始生产过程数据进行缓存一段时间。当传输通道恢复可靠时,将缓存的初始生产过程数据继续传输,待传输完成后再将缓存的初始生产过程数据清除。
S2、对所述初始生产过程数据进行一致性处理,得到处理后的所述目标生产过程数据。
在一个可选的实施例中,所述对所述初始生产过程数据进行数据处理得到目标生产过程数据;在一个实施例中,还可以包括对元数据进行强一致性处理,所述元数据包括初始生产过程数据、目标生产过程数据的任意一种;在另外的一个实施例中,本申请实施例还包括对实时信息进行强一致性处理;在其他一些实施例中,本申请实施例还包括对历史数据进行最终一致性处理。本申请实施例通过将数据进行一致性处理,可以更有利于后续的处理和记录。
S3、保存所述目标生产过程数据。
在一个可选的实施例中,所述保存所述目标生产过程数据,并对目标生产过程数据进行备份包括:要求采取冗余设计原理,在不同服务器上保存多份的保存多份所述目标生产过程数据备份,以保证数据的安全,在系统某些节点发生任意故障(包括:服务进程退出、崩溃,节点关机等)条件下,保证数据不会因为单个节点故障导致丢失,满足数据的高可用性。本申请实施例通过在不同服务器上保存多份目标生产过程数据确保了数据的安全,提高了风险预防的能力。此外,本申请实施例可支持对目标生产过程数据压缩存储,以减少存储空间的占用,并且可配置到单个点。本申请实施例还可以提供故障转移能力,也称容错性。即在集群的一个节点的硬件或软件故障时,可以快速被其他机器取代,仍能对客户端提供服务。
在一个可选的实施例中,在实际的使用过程中,伴随着持续增长的业务数量带来标签点的数量的不断增加,本申请实施例还可以具备不断水平扩展的能力。即当系统超出预期的规模时,要求通过增加服务器数量实现用户增长的业务;单服务器支持30万tags规模的数据容量,多机支持100万tags以上规模数据。
S4、获取用户查询指令,根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示。
可选地,在根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示前还包括:检测所述目标生产过程数据的完整性;若所述目标生产过程数据完整,则对目标生产过程数据进行数据展示;若所述目标生产过程数据不完整,则对目标生产过程数据进行插值。本发明通过对不完成的数据进行插值处理,可以保证数据的连续性。
可选地,所述对目标生产过程数据进行插值包括:通过线性插值对所述目标生产过程数据进行补全。本发明通过采用线性插值的方式来补全数据,避免在设备出现意外情况下数据录入的缺失。
可选地,所述对目标生产过程数据进行插值包括:通过阶梯插值对所述目标生产过程数据进行补全。本发明通过采用阶梯插值的方式来补全数据,避免在设备出现意外情况下数据录入的缺失。
可选地,所述获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据包括:以不同时间戳精度对选煤厂各子系统的初始生产过程数据进行获取。本发明提供不同时间戳精度对初始生产过程数据的采集一方面可以进行轻重取舍,另一方面也可以有效节约记录及存储的资源。
可选地,所述对所述初始生产过程数据进行数据处理得到目标生产过程数据包括:对所述初始生产过程数据进行一致性处理,得到处理后的目标生产过程数据。本发明通过将数据进行一致性处理,可以更有利于后续的处理和记录。
可选地,所述保存所述目标生产过程数据,并对目标生产过程数据进行备份包括:采取冗余设计原理,在不同服务器上保存多份所述目标生产过程数据。本发明通过在不同服务器上保存多份目标生产过程数据确保了数据的安全,提高了风险预防的能力。
可选地,所述选煤厂数据管理方法还包括:提供数据接口,所述数据接口用于获取用户二次开发指令,并根据所述用户二次开发指令更改访问目标生产过程数据的方式。本发明通过提供数据接口可以向外提供实时、历史数据等服务,其他模块也可以通过连接器的方式来访问数据库。
可选地,所述选煤厂数据管理方法还包括:提供连接器,所述连接器与客户端通信连接,并用于接收来自于所述客户端的用户指令。本发明通过提供连接器可以实现为支持各种不同类型平台应用的开发。
在一个可选的实施例中,所述在接收到所述用户查询指令后,本申请实施例可以支持标签的单点或批量目标生产过程数据的实时查询;并且要求返回记录的包括:标签、值、时间戳和质量码。
更进一步地,本申请实施例支持支持透明查询,即在查询数据的时候,可以做到透明查询,即有透明统一的查询界面,不需要理解数据库内部的组成;就能够查询任一标签点的实时数据、历史数据、配置信息。
更进一步地,本申请实施例支持某时刻某标签点历史数据查询,即支持某时刻某标签的历史数据查询;支持的查询的类型有:原始值查询、插值查询、上一个值查询、下一个值查询等方式。
更进一步地,请参见表1,本申请实施例还支持某时刻多个标签点历史数据查询,支持某时刻多个标签的历史数据查询;支持的查询的类型有:插值查询。
表1某时刻多标签点历史数据查询示例
更进一步地,请参见表2,本发明还支持某时间段历史数据查询,即支持某时间段多个标签的历史数据查询;支持的查询的类型有:插值查询。
表2某时间段多标签点历史数据插值查询示例
更进一步地,本发明还支持某时间段某标签点时间轴聚类查询,即支持某时间段某标签按时间轴的聚类查询,支持的查询的类型有:最大、最小、和、平均、标准差、最小二乘法、第一个、最后一个等。
更进一步地,本申请实施例还支持最后一条数据查询,即在输入任意测点组合后,就可返回传输到数据库并被接收到的最后一条的数据。
更进一步地,本申请实施例还支持历史数据导出,可以将多个标签点某一时间段的历史数据导出为一个csv格式的数据文件。
在一个可选的实施例中,当用户需要知道任意节点的实时状态信息时,这些信息可以通过网络接口被其他节点或用户查询,以及在UI界面上进行显示。这些信息要求包括:CPU的使用情况、内存使用情况、网络状态、各磁盘分区使用情况。
在一个可选的实施例中,除了在获取到用户终端发送的用户查询指令进行信息展示外;当节点的CPU、内存、磁盘容量等的运行参数超出报警阀值设置时,本申请实施例可以实时进行异常报警,并及时将异常信息推送,数据库管理员应很容易看到所有节点的报警情况,可以在UI界面上进行显示。这些报警可包括:CPU使用率超预设阀值、内存使用率超预设阀值、存储分区使用率超预设阀值、网络使用率超预设阀值等。本申请实施例所提供的选煤厂数据管理方法,可以实现对生产过程数据进行准确记录,更有利于选煤厂设备的维护、事后追溯以及对外提供数据应用能力。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:检测所述目标生产过程数据的完整性。
其中,检测所述目标生产过程数据的完整性可以在根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示前,在另外的一个实施例中,所述检测所述目标生产过程数据的完整性还可以执行在根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示后;若所述目标生产过程数据完整,则对目标生产过程数据进行数据展示;若所述目标生产过程数据不完整,则对目标生产过程数据进行插值。本申请实施例通过对不完成的数据进行插值处理,可以保证数据的连续性。
在一个可选的实施例中,所述对目标生产过程数据进行插值包括:通过线性插值对所述目标生产过程数据进行补全。本申请实施例通过采用线性插值的方式来补全数据,避免在设备出现意外情况下数据录入的缺失。在本实施例中,请参见图2,对目标生产过程数据进行线性插值可以满足以下条件进行:
V2=V1+(V4-V1)*(t2-t1)/(t4-t1);V3=V1+(V4-V1)*(t3-t1)/(t4-t1);
其中,V1表示t1时刻的数值;V2表示t2时刻的数值;V4表示t4时刻的数值;当t1,t4时刻的点记录的品质为正常时,t2,t3时刻的插值的品质为正常。当t1,t4时刻的点记录的品质任意为不正常时,t2,t3时刻的插值的品质为不正常。若t2,t3为服务器宕机时间,那么插值品质为1,表示服务器宕机。若t2,t3为客户端宕机时间,那么插值品质为2,表示客户端宕机。
在一个可选的实施例中,所述对目标生产过程数据进行插值包括:通过阶梯插值对所述目标生产过程数据进行补全。本申请实施例通过采用阶梯插值的方式来补全数据,避免在设备出现意外情况下数据录入的缺失。在本实施例中,请参见图3,对目标生产过程数据进行阶梯插值可以满足以下条件进行:
V2=V3=V1,V5=V6=V4;
其中,V1表示t1时刻的数值;V2表示t2时刻的数值;V3表示t3时刻的数值;V4表示t4时刻的数值;V5表示t5时刻的数值;V6表示t6时刻的数值。t1时刻的点记录的品质为正常时,t2,t3时刻的插值的品质为正常;t1时刻的点记录的品质为不正常时,t2,t3时刻的插值的品质为不正常。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:提供数据接口,所述数据接口用于获取用户二次开发指令,并根据所述用户二次开发指令更改访问目标生产过程数据的方式。
在一个可选实施例中,其中所述数据接口需满足:开放性,可以容易被用户使用;扩展性,可以增添新的功能;松耦合,不用强制要求客户端去更新相应的代码,可自带版本控制;高性能,高速的读写速度能力;安全性。本申请实施例通过提供数据接口可以向外提供实时、历史数据等服务,其他模块也可以通过连接器的方式来访问数据库。本申请实施例所提供的开发接口可以实现包括但不限于包括:连接管理、元数据管理、实时数据写入、历史数据写入、实时数据查询、历史数据查询和统计数据查询等功能。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:提供连接器,所述连接器与客户端通信连接,并用于接收来自于所述客户端的用户指令。
为支持各种不同类型平台应用的开发,本申请实施例提供符合REST设计标准的API,即RESTful API。更进一步地,所述API支持http、https两种协议,并可进行切换。且至少支持basic author身份认证安全机制,以及支持get、post、put、delete资源描述符。返回的json数据准确,包含操作的结果、数据的结构、数据集、数据集的汇总信息,且支持gzip压缩方式,并可配置开启或关闭两种模式。
在一个可选的实施例中,所述连接器可以是Websocket连接器,为了尽可能降低实时数据可视化定期刷新对数据库的压力,本申请实施例支持websocket协议。且满足:W3CHTML5 WebSocket规范的安全的API接口,支持permessage-deflate和x-webkit-deflate-frame两种压缩扩展。http协议为1.1以后版本,websocket协议为13以后版本。
在一个可选的实施例中,所述连接器可以是C/C++连接器,C/C++连接器可以实现提供客户端库的方式连接数据库。属于基础的连接器,通过客户端的库文件,连接服务器的数据服务,可以提供一种效率最高的查询方式。客户端的环境可以包括但不限于:windowsX86_32bit、windows X86_64bit、linux X86_64bit。
在一个可选的实施例中,所述连接器可以是Go连接器;Go连接器支持Go应用连接服务器的驱动。
在一个可选的实施例中,所述连接器可以是Java连接器,Java连接器通过标准的JDBC API,给Java应用提供到服务器的连接。
在一个可选的实施例中,所述连接器可以是Python连接器,Python连接器支持Linux和Windows的运行环境、支持python2和python3。
在一个可选的实施例中,所述连接器可以是C#连接器,C#连接器可以提供.NetCore访问方式。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:节点的系统时钟同步;通过采用节点的系统时钟同步可保证各节点的系统时钟的同步性。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:读写分离优化;当用户有大量的高强度数据检索处理要求,可以具备读写分离的优化方案。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:负载均衡优化;当数据的量较大时,需要做负载均衡,将读写负载分配到多个节点上,来提高读写的性能。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:运行日志记录;各节点上的程序需要记录日志信息:运行的情况、异常的情况、错误的情况等。至少包括发生的时间、情况描述、状况评级。运行日志的记录不应占用过大的cpu、内存、IO读写、磁盘的容量等资源,不能影响到系统的稳定运行。对各节点的运行日志要有方便的检索和搜索机制。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:客户端连接状态监控;即对各个客户端IP、用户名、连接状态进行监视,并可以在服务端断开该客户端的连接。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:客户端访问信息可追溯;可记录客户端的连接、操作等活动情况,包括时间、IP、用户名、活动情况等。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:强口令的要求;即本申请实施例的所有可能涉及到外部访问的口令均要求强口令。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:提供数据模拟发生器;本申请实施例提供一个模拟时序数据的发生器,并能写入数据库。数据的种类:正弦、阶梯、三角波、方波、尖峰等。数据的变化频度:大于等于1Hz。数据的时间戳精度:s、ms、μs。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:对元数据进行备份;将当前版本的元数据进行备份。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:对元数据进行恢复;将当前版本的元数据从选择的备份中恢复到某个历史版本。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:对历史数据备份;提供历史数据备份功能,根据设定的时间段、设定的库、表等信息,将当前集群的历史数据进行备份。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:恢复历史数据;本申请实施例可以根据设定的时间段将当前集群的历史数据从选择的备份中恢复。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:部署节点动态;本申请实施例通过现有的综自平台配置节点策略,根据数据点数量动态部署实时数据节点的投入数量。对各节点的主备状态、同步状态、节点角色等可视化。对节点指定的各种进程进行周期性监视和管理,对故障的进程进行恢复处理,并记录。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:运维可视化;本申请实施例可以与现有的平台运维可视化的对接,在综自平台实现实时数据库的监控,包括节点状态、资源使用情况、数据可视化分析、备份。
在一个可选的实施例中,所述方法还包括:对数据进行大数据分析;本申请实施例可以和管控一体化平台其他模块对接,以生产实时数据和其他数据进行大数据分析。
本申请实施例的第二方面还提供了一种选煤厂数据管理系统,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行如本申请实施例所提供的选煤厂数据管理方法相关实施例的任意步骤。本申请实施例所提供的选煤厂数据管理系统可以实现对生产过程数据进行准确记录,更有利于选煤厂设备的维护、事后追溯以及对外提供数据应用能力。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器,如数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。

Claims (10)

1.一种选煤厂数据管理方法,其特征在于,包括:
获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据,所述初始生产过程数据包括在线运行数据和仪器仪表数据;
对所述初始生产过程数据进行一致性处理,得到处理后的所述目标生产过程数据;
保存所述目标生产过程数据;
获取用户查询指令,根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取选煤厂各子系统的初始生产过程数据,包括:
当传输通道不可靠时,继续采集初始生产过程数据,并将采集的初始生产过程数据进行缓存;
当传输通道恢复可靠时,将缓存的初始生产过程数据继续传输,待传输完成后再将缓存的初始生产过程数据清除。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在根据所述用户查询指令调用所述目标生产过程数据进行数据展示前还包括:
检测所述目标生产过程数据的完整性;
若所述目标生产过程数据不完整,则对目标生产过程数据中不完整的数值进行补全操作。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述对目标生产过程数据中不完整的数值进行补全操作包括:
获取不完整的数值对应的目标时间;
获取所述目标时间的前后时间采样点对应的至少两个目标生成过程数据,得到参考数据;
确定所述参考数据的变化规律;
如果所述变化规律为线性变化,则通过线性插值对所述目标生产过程数据进行补全;
如果所述变化规律为阶梯变化,则采用阶梯插值对所述目标生产过程数据进行补全。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
在获取初始生产过程数据时,以不同时间戳精度对选煤厂各子系统的初始生产过程数据;
当调用所述目标生产过程数据时,按照用户查询指令中的时间戳精度执行数据的获取;
如果有基于时间戳精度有对应的数值,则以所述数值进行输出;否则,以相邻的下一个数值进行输出。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
记录目标生产过程数据的元数据,并记录不同版本的元数据;
在接收到数据恢复请求后,按照记录的元数据进行数据恢复操作。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,对目标生产过程数据进行备份,包括:
在不同服务器上保存所述目标生产过程数据。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取用户二次开发指令;
根据所述用户二次开发指令更改访问目标生产过程数据的方式。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
周期性同步各子系统的时间。
10.一种选煤厂数据管理系统,其特征在于,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行如权利要求1-9中任一项所述的选煤厂数据管理方法的步骤。
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