[發明專利]一種基于標簽數據在線迭代計算的工業數據優化系統

在審

• 申請號: 201711414555.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108108843A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 李勇;盛鋼;徐化巖;梁青艷
• 申請（專利權）人: 冶金自動化研究設計院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

1.一種基于標簽數據在線迭代計算的工業數據優化系統，其特征在于，包括基礎標簽和模型配置模塊、工業數據采集模塊、標簽數據存儲模塊、在線迭代計算模塊、標簽數據歸檔計算模塊、系統優化度評估模塊、人機交互UI模塊；標簽數據存儲模塊與標準的關系數據庫系統、基礎標簽和模型配置模塊、系統優化度評估模塊、標簽數據歸檔計算模塊、在線迭代計算模塊相連，在線迭代計算模塊與標簽數據歸檔計算模塊、標簽數據存儲模塊、工業數據采集模塊、人機UI模塊連接，主要執行實時數據的在線計算，在線計算的結果送到標簽數據存儲模塊進行存儲；基礎標簽和模型配置模塊分別和標簽數據存儲模塊與數據庫系統連接，對標簽配置信息進行建模和管理，并為標簽數據存儲模塊提供標簽配置信息；系統優化度評估模塊和標簽數據存儲模塊連接，從標簽數據存儲模塊獲取歷史工業數據進行執行統計計算，根據評估閥值對系統優化度進行計算和評價，得到最優的工藝設備參數值信息后再返回給標簽數據存儲模塊進行存儲；標簽數據歸檔計算模塊與標簽數據存儲模塊和在線迭代計算模塊連接，從在線迭代計算模塊獲取最新的實時數據，按照數據歸檔需求進行計算，計算結果通過標簽數據存儲模塊存儲到數據庫系統；在線迭代計算模塊和工業數據采集模塊連接，工業數據采集模塊和基礎自動化系統和人機UI模塊連接，在線迭代計算模塊獲取對應自動化標簽最新的取值進行最優化計算，然后優化計算結果有兩個流向，一個流向是送入人機UI模塊用于在線展示，一個流向是送入工業數據采集模塊后向對應的控制系統發送優化參數和控制命令，可以用于對相關工藝設備的最優化參數進行調優和控制；工業數據采集模塊與在線迭代計算模塊和基礎自動化系統進行連接，負責數據的過濾、采集和轉發，充當的是一種中介的角色；所有這些模塊集中或者獨立部署在工業計算機網絡中的一臺和多臺計算機上，所有模塊通過進程間和網絡通訊協議進行通訊。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，基礎標簽和模型配置模塊的功能是根據過程自動化的模型特征，建立離散化標簽系統和自動化模型元素之間的映射關系和處理流程相互關系，然后形成標簽數據的物理存儲結構。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，系統建模的時候，我們將工業應用系統的所有數據抽象為層次化的樹結構，將系統的所有對象的屬性對象上的信息抽象為一個系統屬性樹上的多個節點，通過屬性的絕對路徑確定屬性的位置，每個基礎的屬性都與一個工業傳感器相關聯，在系統數據傳遞的時候，可以從自動化系統的采集標簽通過屬性樹節點一級級反饋,逐級計算；系統約束信息，包括時間約束、屬性約束、事件約束,系統也定義標簽與系統約束信息對應，包括過濾器型標簽用于滿足屬性約束過濾計算、定時器、觸發器型標簽滿足系統的時間約束和事件約束需求；另外，在標簽樹上還定義了特征值標簽，特征值標簽代表系統的特征值，與特定的數學模型有關，是在系統建模的時候根據數學模型將系統的主要變量信息根據系統的問題做了特征值的抽取和定義，通過實時計算特征值可以實現對系統整體優化度的評估。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，標簽存儲模塊負責管理所有標簽的數據讀寫功能，標簽的存儲配置描述了標簽的存儲頻率、存儲時長、存儲位置、壓縮比、訪問率等特性信息，在標簽存儲系統初始化的時候會在內存中建立了一個標簽基本表到數據存儲位置的映射關系，這個存儲信息可以隨著系統數據量的增加進行優化；在存儲策略上，標簽存儲模塊采用一種基于分布式集群下的按照數據量平衡存儲的多數據表存儲和分表策略，首先根據系統標簽的特征，將標簽的存儲按照業務要求進行分類，常見的分類包括物料/能源生產消耗信息，設備參數、實時趨勢、事件、消息、屬性,然后對于每種類型的標簽，結合標簽的存儲頻率、存儲時長、壓縮比率、訪問頻率等信息，建立數據存儲集群和分表策略，將存儲標簽和存儲數據的計算機節點、存儲數據文件、內部的存儲表信息建立映射關系,要求是在充分利用各個計算機上的存儲資源的前提下，保證系統存儲的數據容量和訪問負荷接近平衡，為了容災的需求，每個實時存儲信息包括多個備份，并且允許在運行過程中對數據存儲進行動態優化，部分點的全部或者某個時間段的存儲數據在全局的存儲空間進行移動；另外，允許數據根據應用的不同、存儲周期的不同存儲在不同速度的存儲介質上，部分點設置常駐內存特性，在計算機硬盤上建立實時數據和存儲緩存文件的對應關系，提高訪問性能。