[发明专利]一种工业大数据过程控制数据采集和传输系统与实现方法

摘要

本发明涉及一种工业大数据过程控制数据采集和传输系统与实现方法，属于工业自动化过程控制数据处理技术领域。本发明数据采集端将采集和处理后的数据发送到数据路由端，数据采集端接收数据路由端返回的响应消息；数据路由端接收来自数据采集端发送的信令消息和数据存储端返回的响应消息，向数据存储端发送信令消息，向数据采集端发送响应消息；数据存储端接收来自数据路由端的信令消息，经过数据校验后存入数据库，并向数据路由端返回响应消息；本发明既降低了数据采集的难度，又提高了数据传输的可靠性。本发明部署方便灵活，能够良好的适用于各种复杂恶劣的工业现场环境。

主权项

1.一种工业大数据过程控制数据采集和传输系统的实现方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：/nStep1：系统初始化，在数据采集端（100）、数据路由端（200）、数据存储端（300）分别部署数据采集应用软件模块（120）、消息队列管理软件模块（230）、数据存储应用软件模块（340）；针对数据采集应用软件模块（120）、消息队列管理软件模块（230）、数据存储应用软件模块（340）分别进行参数设置，具体包括：/n步骤S1：针对数据采集应用软件模块（120），需要配置数据采集站参数，数据项标记、数据路由端IP地址、同步时钟参数、采集方式和系统日志参数；其中数据采集站参数包括数据采集站IP地址、数据采集站名称和编号，用来定义数据的来源；数据项标记定义数据采集点点位号；数据路由端IP地址定义数据的发送目标；同步时钟参数定义同步时钟服务器IP，用以统一来自不同数据采集站的时间标签；采集方式设定是否采集以及数据采集间隔时间；系统日志参数设定日志保存方式；/n步骤S2：针对消息队列管理软件模块（230），需要配置数据处理参数、系统通讯参数和系统日志参数；其中数据处理参数用于定义未发送成功数据处理时间；系统通讯参数用于定义与数据存储端通信的波特率和串口号；系统日志参数用于定义日志保存方式；/n步骤S3：针对数据存储应用软件模块（340），需要配置系统通讯参数、系统日志参数；其中系统通讯参数用于定义与数据路由端（200）通信的波特率和串口号；系统日志参数用于定义日志保存方式；/n前述数据路由端（200）和数据存储端（300）所设置的波特率和串口号需保持一致；/nStep2：系统初始化设置完毕之后，重启数据采集应用软件模块（120）开始运行，进行数据采集，具体包括：/n步骤T1：到达数据采集时间，数据采集应用软件模块（120）根据前述步骤S1所配置的数据采集站参数和数据项标记参数，向数据采集节点（110）发送对应数据采集点的数据请求，数据采集节点（110）按采集方式向数据采集应用软件模块（120）返回基于OPC的生产数据；所述数据采集站参数和数据项标记参数来自数据采集节点（110）控制系统中的设定，控制系统中存在的生产数据基于数据采集应用软件模块（120）采集出来，用于保证数据采集应用软件模块（120）能够良好的部署在每个数据采集站上；/n步骤T2：数据采集应用软件模块（120）对上述生产数据进行处理，为该条数据加上数据标记而不改变该条数据的值，形成新的name-value对；数据采集应用软件模块（120）将处理后的生产数据压入消息队列模块Ⅰ（130）；所述数据标记包含的信息有数据采集站名称和编号、数据采集点点位号以及基于同步时钟服务器的数据采集时间；/n Step3：开始数据传输过程，具体包括：/n步骤P1：判断数据采集端（100）与数据路由端（200）是否正常连接，若连接正常，则数据路由端（200）保持对消息队列模块Ⅰ（130）的监听；一旦消息队列模块Ⅰ（130）中写入新的数据，立即向该数据路由端（200）发送包含数据标记在内的生产数据，数据路由端（200）接收到数据后将其压入消息队列模块Ⅱ（220）；/n步骤P2：判断数据路由端（200）与数据存储端（300）是否正常连接，若连接正常，数据存储端（300）持续监听消息队列模块Ⅱ（220），一旦消息队列模块Ⅱ（220）中压入数据，立即向数据存储端（300）发送该条数据；等到该条数据通过接口管理模块Ⅱ（310）的校验后将该条数据压入消息队列模块Ⅲ（320），提取该条数据后同步存入数据库模块（330）；/n步骤P3：数据成功存入数据库模块（330）后，会向消息队列模块Ⅲ（320）返回一个包含数据标记的响应消息，消息队列模块Ⅲ（320）向数据路由端（200）返回这个响应消息，并删除消息队列模块Ⅲ（320）中与该条数据标记对应的生产数据；/n步骤P4：消息队列模块Ⅱ（220）接收通过接口管理模块Ⅰ（210）校验后的响应消息，接口管理模块Ⅰ（210）根据响应消息中的数据标记将该条响应消息发送给数据采集端（100）中对应IP地址的数据采集站，并根据响应消息中的数据标记删除消息队列模块Ⅱ（220）中与之对应的生产数据；/n步骤P5：消息队列模块Ⅰ（130）提取响应消息，并根据响应消息中的数据标记删除消息队列模块Ⅰ（130）中与之对应的生产数据；至此，本条生产数据的采集与传输过程完成。/n