[發(fā)明專利]工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111436779.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN114137923A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解月江;劉瀛;何楓;付瑋;李艷青;王菁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天新長征大道科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G06F8/34;G06F8/36;G06F11/20;G06F13/40
• 代理公司: 北京北匯律師事務(wù)所 11711
• 代理人: 于倩

本發(fā)明提供了一種工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制裝置，包括散熱機(jī)殼以及固定在散熱機(jī)殼內(nèi)部的主控單元、外設(shè)接口單元、雙冗余電源單元、雙冗余存儲(chǔ)單元和總線背板，主控單元、外設(shè)接口單元、雙冗余電源單元和雙冗余存儲(chǔ)單元均安插在總線背板中，主控單元包括控制主板和控制主板內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與處理模塊、組態(tài)流程控制模塊和健康狀態(tài)自檢模塊，數(shù)據(jù)采集與處理模塊用于數(shù)據(jù)采集、協(xié)議解析和協(xié)議擴(kuò)展，組態(tài)流程控制模塊用于構(gòu)建流程控制組態(tài)圖，健康狀態(tài)自檢模塊用于對(duì)各單元的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；外設(shè)接口單元提供外設(shè)接口；雙冗余電源單元為各單元供電；雙冗余存儲(chǔ)單元提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。本發(fā)明能快速、高效實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和工業(yè)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息系統(tǒng)集成技術(shù)成為發(fā)展重點(diǎn)，如何高效、低成本地實(shí)現(xiàn)海量工業(yè)設(shè)備的快速接入，并且能夠保證系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的長時(shí)間穩(wěn)定工作就顯得尤為重要。

當(dāng)前工業(yè)網(wǎng)關(guān)由于具備解析各類工業(yè)協(xié)議并進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的特性，已成為工業(yè)設(shè)備物聯(lián)接入的主要手段，這類網(wǎng)關(guān)多基于嵌入式設(shè)備開發(fā)，存在資源受限、接口數(shù)量少、協(xié)議支持不易擴(kuò)展、無法進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算分析等弊端，當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備數(shù)量大、類型多、協(xié)議差異大、控制要求強(qiáng)時(shí)，需要的工業(yè)網(wǎng)關(guān)數(shù)量就會(huì)急劇增加，采用工業(yè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)集成的復(fù)雜度大大提高，有些情況下甚至無法完全滿足應(yīng)用需求。

另外當(dāng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有較強(qiáng)的邊緣計(jì)算要求或是需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行部分信息系統(tǒng)集成時(shí)，傳統(tǒng)的服務(wù)器部署方式在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境下很難保持長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，基于服務(wù)器的部署方式也很難保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的實(shí)時(shí)性要求，另外其運(yùn)維成本和復(fù)雜度也難以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的操作需求。

目前，并沒有一種適用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的兼顧數(shù)據(jù)采集與控制的工業(yè)裝置，能夠便捷的實(shí)現(xiàn)各類工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)接入工控信息系統(tǒng)，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集與控制建立高性能的傳輸通道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中工業(yè)網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器部署方式無法滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需求的問題。

本發(fā)明提供了一種工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與控制裝置，包括：散熱機(jī)殼以及固定在所述散熱機(jī)殼內(nèi)部的主控單元、外設(shè)接口單元、雙冗余電源單元、雙冗余存儲(chǔ)單元和總線背板，所述主控單元、外設(shè)接口單元、雙冗余電源單元和雙冗余存儲(chǔ)單元均安插在所述總線背板中，

所述主控單元包括控制主板和所述控制主板內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與處理模塊、組態(tài)流程控制模塊和健康狀態(tài)自檢模塊，所述數(shù)據(jù)采集與處理模塊用于數(shù)據(jù)采集、協(xié)議解析和協(xié)議擴(kuò)展，所述組態(tài)流程控制模塊用于構(gòu)建流程控制組態(tài)圖，所述健康狀態(tài)自檢模塊用于對(duì)各單元的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；

所述外設(shè)接口單元用于提供工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的外設(shè)接口，傳輸采集的數(shù)據(jù)和控制指令；

所述雙冗余電源單元用于經(jīng)所述總線背板為各單元供電；

所述雙冗余存儲(chǔ)單元用于提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集與處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、協(xié)議解析模塊和協(xié)議擴(kuò)展模塊，

所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備協(xié)議，獲取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)；

所述協(xié)議解析模塊包括轉(zhuǎn)換模塊、解析模塊、數(shù)據(jù)映射模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述轉(zhuǎn)換模塊用于將采集的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)轉(zhuǎn)換為解析模塊可識(shí)別的通用數(shù)據(jù)格式，所述解析模塊用于對(duì)通用數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，所述數(shù)據(jù)映射模塊用于將所述解析模塊提取的數(shù)據(jù)與現(xiàn)有設(shè)備變量一一對(duì)應(yīng)，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于以消息隊(duì)列的形式將映射好的數(shù)據(jù)格式發(fā)送至上層信息系統(tǒng)；