[发明专利]介入式工业设备边缘计算系统

说明书

介入式工业设备边缘计算系统，包括处理设备数据上行监控的设备数据采集模块、异构的数据存储模块、智能分析与预测性维护模块和数据可视化模块，对外部用户请求进行隔离化分析的独立的权限管理模块和网络安全管理模块，达成多种需求接入的动态端口策略端口映射模块和远程接入模块。本发明进行动态匹配设备协议进行通信协议匹配加强兼容性；对每个设备生成特异性模型进行分析维护；分离常规监控和介入控制；对接入请求建立基本风险评估，并对端口数据进行分流分析，提高数据有效性。本发明可以远程采集工业网络中的设备将数据规范化并上传云端进行智能分析和预测性维护，同时根据需求进行设备的数据监控或介入式控制，给予用户如同本地的设备连接。

技术领域

本发明设计一种介入式工业设备边缘计算系统。本系统可以远程采集工业网络中的设备将数据规范化并上传云端进行智能分析和预测性维护。同时可以根据需求进行设备的数据监控或介入式控制，可以给予用户如同本地的设备连接。

背景技术

工业领域的各项设备逐渐支持以太网通信，但是各种设备如PLC和机器人的通信协议等不尽相同，无法通过简单的socket通信进行相应的数据采集。某些厂家提供的SDK内有着对于数据采集的功能，但是此类软件体量较大，运行的成本较高，需要在固定的设备环境下运行，采集成本极为高昂，且此类软件封装过于严重，且功能单一，未对数据的二次处理提供相应接口仅是数据的单一性采集。

同时，本地工业网络设备之间的联动仅局限在本地设备上，对于云端的服务器之间只能进行主动连接，无法使外网设备直接与本地网络内设备进行连接，使设备维护人员在进行简单设备维护时也必须亲自到工厂内部去进行设备接入。

在推动数字化工厂，无人工厂的时代潮流下，上述两个问题是及其迫切解决的痛点。针对此，市面上目前推出了固定性采集模块，在PLC中写入相应监控的数据参数，并将其上传至云端，用户可以通过在云端观察此数据的变化，但是此模块要求PLC内部进行编程，本身已经对设备进行了更改，可能会影响设备原本的控制逻辑，且此类模块适应性差，仅能采集单一设备，在较大的流水中设备量可能达到了几十台若对每台设备部署此模块成本较高。另外市面上也有着面向连接以太网连接的网关，此类设备可以采集挂靠在此类网关下的工业设备，并提供远程连接的端口，但是此类设备需要取代原有的工业网关，并对网络内设备的网络地址进行修改，此操作可能会造成原有通信网络的混乱，且安装成本以及维护成本过大，在设备较多的工业控制网络中对此类设备处理能力的要求极高。

市面上部分云端系统提供对采集数据的深度分析服务，但是接入的数据无初始模型，原生数据的复杂性大大增加了分析的难度，分析模型的复杂度大大增加。

因此对于介入式工业设备智能化监控系统，对多种类设备的监控能力是首先具备的，需要与设备本身进行直接性通信，避免对原设备进行修改，保持原网络的稳定性。其次，提供多种安装方式，可以用于取代原有工业网关也可以作为原工业网络下的一个新设备在不破坏原网路构架的基础上进行部署。在数据采集方面，对于采集的数据需要进行合理化处理，将其统一化后再存储至云端，并将此数据进行图形化展示使用户可以尽可能详细地，云端深度分析的初始化模型需要结合往期的机器人真实数据，并对其进行相应分类，最终建立分析模型。远程接入时需要对接入者的身份进行多重验证，加入临时证书验证，超过授权权限时间即刻作废同时可以手动作废，加强网络的安全性。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述问题，提供一种介入式工业设备智能化监控系统。

本发明的核心是基于一种介入式工业设备边缘计算系统，利用了设备数据采集模块通过以太网对设备的状态信息进行采集，并将其进行二次处理后上传至云。云端会将数据进行分解，将历史数据放入数据库，即时数据存放至Redis供智能分析模块与预测性维护模块进行设备运行模型特异性维护，并将预测结果和维护建议存放至各个设备的建议栏。