一种基于工业过程的大规模分布式数据采集系统及方法技术方案

一种基于工业过程的大规模分布式数据采集系统及方法，该系统包括若干组现场设备、若干个现场控制站、数据采集调度模块、若干台数据采集客户端、若干个数据库，数据采集调度模块根据现场控制站运行状态信息、数据采集客户端运行状态信息、数据采集周期、需要采集的数据项为若干台数据采集客户端分配数据采集任务；数据采集客户端用于设定采集数据周期、需要采集的数据项、数据采集客户端运行状态阈值，并将采集到的数据存储到数据库中；若干个数据库存储若干台数据采集客户端采集的数据。本发明专利技术可以根据用户的需求设定数据项和数据采集周期，具有高容错性、高可靠性、易用性和扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据采集
，特别涉及一种基于工业过程的大规模分布式数据米集系统及方法。
技术介绍
工业过程根据所使用的原材料及生产成品的形态可分为:连续生产过程、离散生产过程和批量生产过程。连续生产过程中的信号以模拟量为主，离散生产过程中的信号以数字量为主，批量生产过程是连续生产过程与离散生产过程的综合。因此，不同的工业过程呈现出不同的工业数据类型。随着工业过程的生产规模的不同，工业过程中产生的数据项相差较大。根据生产过程中的信号的不同，工业过程采用不同的数据采集与控制系统，如嵌入式控制系统、PLC(Programmable Logic Controller)系统、DCS(Distributed ControlSystem)、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisit1n)系统等。这些系统中的不同现场控制站往往完成对特定生产环节的数据采集，各环节之间存在隔离性，数据共享性较差，因此无法从整体上分析生产过程的生产情况。重点区域对应的数据采集客户端通常采用1:1的冗余配置，这将导致数据采集客户端资源的浪费。其他区域对应的数据采集客户端出现故障时，将造成相应现场数据的丢失，给企业带来损失。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出。一种基于工业过程的大规模分布式数据采集系统，包括若干组现场设备、若干个现场控制站、数据采集调度模块、若干台数据采集客户端、若干个数据库，数据采集调度模块根据现场控制站运行状态信息、数据采集客户端运行状态信息、数据采集周期、需要采集的数据项对若干台数据采集客户端分配数据采集任务;数据采集客户端用于设定采集数据周期、需要采集的数据项、数据采集客户端运行状态阈值，并将采集到的数据存储到数据库中；若干个数据库存储若干台数据采集客户端采集的数据;所述现场控制站运行状态信息指每个现场控制站是否处于运行状态;所述数据采集客户端运行状态信息包括每台数据采集客户端是否处于运行状态、处于运行状态的数据采集客户端是处于正常采集状态还是处于过载状态、每台数据采集客户端的CPU、内存、硬盘、网络宽带的使用情况。数据采集调度模块、若干台数据采集客户端、若干个数据库分别独立运行在计算机中。数据采集调度模块包括采集周期检测模块、客户端运行状态检测模块、现场控制站运行状态检测模块、数据项检测模块、客户端选择模块、客户端任务分配模块。采集周期检测模块用于检测若干台数据采集客户端上一个采集周期的数据采集时间，并将检测结果发送到客户端选择模块;客户端运行状态检测模块用于检测若干台数据采集客户端运行状态信息，并将检测结果发送到客户端选择模块;现场控制站运行状态检测模块用于检测若干个现场控制站运行状态信息，并将检测结果发送到客户端选择模块;数据项检测模块用于检测数据采集客户端将要进行数据采集的数据项数目，并将检测结果发送到客户端选择模块;客户端选择模块根据采集周期检测模块的检测结果、客户端运行状态检测模块的检测结果、现场控制站运行状态检测模块的检测结果、数据项检测模块的检测结果选择数据采集客户端，并将选择结果发送到客户端任务分配模块;客户端任务分配模块根据客户端选择模块发送的选择结果为每个数据采集客户端分配数据采集任务，并将数据采集任务发送到相应的数据采集客户端。数据采集客户端包括采集周期设定模块、采集数据项设定模块、客户端运行状态阈值设定模块、数据采集模块。采集周期设定模块用于用户设定数据采集周期;采集数据项设定模块用于用户设定需要进行数据采集的数据项;客户端运行状态阈值设定模块用于用户设定每台数据采集客户端运行状态阈值及过载运行等待时间;数据采集模块用于完成数据采集，并将采集的数据存储到数据库中，所述数据采集客户端运行状态阈值包括CR]正常开机状态阈值、CPU正常运行状态阈值、CPU过载状态阈值、内存正常开机状态阈值、内存正常运行状态阈值、内存过载状态阈值、硬盘正常运行状态阈值、硬盘过载状态阈值、网络带宽正常运行状态阈值、网络带宽过载状态阈值。一种基于工业过程的大规模分布式数据采集方法，包括如下步骤:步骤1、用户根据需求设定数据采集周期、采集数据项，数据采集客户端运行状态阈值及数据采集客户端过载运行等待时间，并对若干台数据采集客户端设置Internet时钟同步；步骤1.1、利用采集周期设定模块，用户根据需求设定数据采集客户端的数据采集周期；步骤1.2、利用采集数据项设定模块，用户根据需求设定采集数据项，若设定数据项数目过多，数据项检测模块提示用户数据项数目过多不能满足用户需求；步骤1.3、利用客户端运行状态阈值设定模块，用户根据实际情况设定每台数据采集客户端运行状态阈值及过载运行等待时间；步骤1.4、用户设定每台数据采集客户端的Internet时钟，保持所有数据采集客户端的时钟同步；步骤2、数据采集调度模块对现场控制站、数据采集客户端、数据项数目、上一个采集周期的采集时间进行检测；步骤2.1、利用客户端选择模块，对若干个现场控制站进行编号I，2，...，r，对若干台数据采集客户端进行编号Serverl，Server2,..., Servern；步骤2.2、利用现场控制站运行状态检测模块，检测若干个现场控制站的CPU，判断其是否处于运行状态，若现场控制站的CPU没有处于运行状态，则不对其进行数据采集，并将检测结果发送至客户端选择模块；步骤2.3、利用客户端运行状态检测模块，检测若干个数据采集客户端运行状态信息，并将检测结果发送至客户端选择模块；步骤2.4、利用数据项检测模块，检测用户设定的需要采集的数据项数目，并将检测结果发送至客户端选择模块；步骤2.5、利用采集周期检测模块，检测上一个采集周期所用的采集时间，并将检测结果发送至客户端选择模块；步骤3、数据采集调度模块根据检测结果为每台数据采集客户端分配数据采集任务；步骤3.1、将若干台现场控制站按照编号平均分配给三台正常采集状态的数据采集客户端；步骤3.2、当一台数据客户端出现故障时，在下一个采集周期，客户端选择模块将现场控制站按照编号重新平均分配给剩余的两台正常采集状态的数据采集客户端；步骤3.3、比较数据采集周期设定值与上一个采集周期所用的采集时间，若上一个采集周期所用的采集时间小于等于数据采集周期设定值，则保持当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于工业过程的大规模分布式数据采集系统，包括若干组现场设备、若干个现场控制站，其特征在于：还包括数据采集调度模块、若干台数据采集客户端、若干个数据库，数据采集调度模块根据现场控制站运行状态信息、数据采集客户端运行状态信息、数据采集周期、需要采集的数据项为若干台数据采集客户端分配数据采集任务；数据采集客户端用于设定采集数据周期、需要采集的数据项、数据采集客户端运行状态阈值，并将采集到的数据存储到数据库中；若干个数据库存储若干台数据采集客户端采集的数据；所述现场控制站运行状态信息指每个现场控制站是否处于运行状态；所述数据采集客户端的运行状态信息包括每台数据采集客户端是否处于运行状态、处于运行状态的数据采集客户端是处于正常采集状态还是处于过载状态、每台数据采集客户端的CPU、内存、硬盘、网络宽带的使用情况。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泉，王彦明，李小平，王良勇，崔东亮，许美蓉，杨杰，柴天佑，
申请(专利权)人：东北大学，沈阳东大自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21