[發明專利]一種工業大數據過程控制數據采集和傳輸系統與實現方法

有效

• 申請號: 201710554750.7
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107479514B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 王劍平;張銳;張果;歐陽鑫;楊曉洪;車國霖
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種工業大數據過程控制數據采集和傳輸系統的實現方法，其特征在于：所述方法的具體步驟如下：

Step1：系統初始化，在數據采集端（100）、數據路由端（200）、數據存儲端（300）分別部署數據采集應用軟件模塊（120）、消息隊列管理軟件模塊（230）、數據存儲應用軟件模塊（340）；針對數據采集應用軟件模塊（120）、消息隊列管理軟件模塊（230）、數據存儲應用軟件模塊（340）分別進行參數設置，具體包括：

步驟S1：針對數據采集應用軟件模塊（120），需要配置數據采集站參數，數據項標記、數據路由端IP地址、同步時鐘參數、采集方式和系統日志參數；其中數據采集站參數包括數據采集站IP地址、數據采集站名稱和編號，用來定義數據的來源；數據項標記定義數據采集點點位號；數據路由端IP地址定義數據的發送目標；同步時鐘參數定義同步時鐘服務器IP，用以統一來自不同數據采集站的時間標簽；采集方式設定是否采集以及數據采集間隔時間；系統日志參數設定日志保存方式；

步驟S2：針對消息隊列管理軟件模塊（230），需要配置數據處理參數、系統通訊參數和系統日志參數；其中數據處理參數用于定義未發送成功數據處理時間；系統通訊參數用于定義與數據存儲端通信的波特率和串口號；系統日志參數用于定義日志保存方式；

步驟S3：針對數據存儲應用軟件模塊（340），需要配置系統通訊參數、系統日志參數；其中系統通訊參數用于定義與數據路由端（200）通信的波特率和串口號；系統日志參數用于定義日志保存方式；

前述數據路由端（200）和數據存儲端（300）所設置的波特率和串口號需保持一致；

Step2：系統初始化設置完畢之后，重啟數據采集應用軟件模塊（120）開始運行，進行數據采集，具體包括：

步驟T1：到達數據采集時間，數據采集應用軟件模塊（120）根據前述步驟S1所配置的數據采集站參數和數據項標記參數，向數據采集節點（110）發送對應數據采集點的數據請求，數據采集節點（110）按采集方式向數據采集應用軟件模塊（120）返回基于OPC的生產數據；所述數據采集站參數和數據項標記參數來自數據采集節點（110）控制系統中的設定，控制系統中存在的生產數據基于數據采集應用軟件模塊（120）采集出來，用于保證數據采集應用軟件模塊（120）能夠良好的部署在每個數據采集站上；

步驟T2：數據采集應用軟件模塊（120）對上述生產數據進行處理，為該條數據加上數據標記而不改變該條數據的值，形成新的name-value對；數據采集應用軟件模塊（120）將處理后的生產數據壓入消息隊列模塊Ⅰ（130）；所述數據標記包含的信息有數據采集站名稱和編號、數據采集點點位號以及基于同步時鐘服務器的數據采集時間；

Step3：開始數據傳輸過程，具體包括：

步驟P1：判斷數據采集端（100）與數據路由端（200）是否正常連接，若連接正常，則數據路由端（200）保持對消息隊列模塊Ⅰ（130）的監聽；一旦消息隊列模塊Ⅰ（130）中寫入新的數據，立即向該數據路由端（200）發送包含數據標記在內的生產數據，數據路由端（200）接收到數據后將其壓入消息隊列模塊Ⅱ（220）；

步驟P2：判斷數據路由端（200）與數據存儲端（300）是否正常連接，若連接正常，數據存儲端（300）持續監聽消息隊列模塊Ⅱ（220），一旦消息隊列模塊Ⅱ（220）中壓入數據，立即向數據存儲端（300）發送該條數據；等到該條數據通過接口管理模塊Ⅱ（310）的校驗后將該條數據壓入消息隊列模塊Ⅲ（320），提取該條數據后同步存入數據庫模塊（330）；

步驟P3：數據成功存入數據庫模塊（330）后，會向消息隊列模塊Ⅲ（320）返回一個包含數據標記的響應消息，消息隊列模塊Ⅲ（320）向數據路由端（200）返回這個響應消息，并刪除消息隊列模塊Ⅲ（320）中與該條數據標記對應的生產數據；

步驟P4：消息隊列模塊Ⅱ（220）接收通過接口管理模塊Ⅰ（210）校驗后的響應消息，接口管理模塊Ⅰ（210）根據響應消息中的數據標記將該條響應消息發送給數據采集端（100）中對應IP地址的數據采集站，并根據響應消息中的數據標記刪除消息隊列模塊Ⅱ（220）中與之對應的生產數據；

步驟P5：消息隊列模塊Ⅰ（130）提取響應消息，并根據響應消息中的數據標記刪除消息隊列模塊Ⅰ（130）中與之對應的生產數據；至此，本條生產數據的采集與傳輸過程完成。