一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法技术

本发明专利技术提供一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法，使用标准以太网接口，采用PROFINET协议的RT、IRT实时通道，采集产品加工过程中的测量信号；然后进行数据格式转换，开辟缓冲区，采用生产者‑消费者模型，将产生的原始数据转换后，将数据传输到工业互联网平台上的云服务器中存储。本发明专利技术的数据高速采集方法，可以采用标准以太网接口，将数据进行高速采集，获得1‑10ms级别的通讯周期，并将数据传输到工业互联网平台上。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法
本专利技术涉及一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法，具体涉及有色金属加工过程中的高速厚差数据采集，属于有色金属加工控制

技术介绍
在有色金属压延加工过程中，产生大量的过程数据和性能指标数据，例如压力、流量、温度、厚差、板型、表面质量、组织性能等数据，这些数据相互作用，相互影响，代表着金属加工过程的各项特征参数，对于最终产品质量和最终用户的使用效果来说，具有重要的意义和价值。在所有这些数据中，厚差指目标厚度和实际测量厚度的差值，一直被加以强调和重视，也是影响最终产品的核心因素之一。因此，进行厚差数据的采集和监控，一直都是金属压延过程中的重要任务。在传统的加工过程中，厚差数据的采集主要有两种方式：一种是采用大公司开发的专业数据采集板卡，使用模拟量输入通道，这种方式采集速率高，但价格非常昂贵；另一种方式是采用常规以太网接口，使用OPC通讯方式，这种方式成本较低，但采集速率也较低，虽然可以满足一定条件的厚差性能指标判断需求，但对于故障诊断等高速应用来说，还不能完全满足要求。而且，不论是专业采集板卡，还是常规OPC通讯，传统的厚差数据采集，一般都采用数据文件的格式，存储到本地计算机，并没有传输到工业互联网平台上。工业互联网，将人、数据和机器连接起来，指工业系统与计算、分析、传感技术及互联网的高度融合。在工业互联网建设过程中，平台是工业全要素链接的枢纽，是工业资源配置的核心。平台采用基于云的开放架构，可以将传感器、控制以及各种信息系统收集的工业现场设备数据，通过安全通道实时传输到云端，并在云端为企业提供各种增值服务。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法，该方法能够提高数据采集速率，降低采集成本，并把采集数据传输到工业互联网平台，以便于实现后续的数据智能分析。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法，其特征在于：使用标准以太网通讯接口，采用PROFINET实时以太网协议，采集产品加工过程中的测量信号；对采集到的测量信号进行数据格式转的第一次处理，将第一次处理后的数据送到高速缓冲区中；将第一次处理后的数据进行协议转换的第二次处理，第二次处理后的数据转换为工业互联网平台能够辨识的最终数据，将最终数据传输到网络中的云服务器中存储。进一步地，上述的数据高速采集方法，采用生产者-消费者模型，生产者进行测量信号采集和测量信号数据格式转换的第一次处理操作，并将第一次处理后的数据送到缓冲区中，消费者进行数据的第二次处理和最终数据上传操作。更进一步地，生产者使用PROFINET协议，采用其中的RT、IRT实时通道进行高速测量信号采集和测量信号第一次处理。更进一步地，上述的数据高速采集方法，消费者连接工业互联网平台，将第一处理后的数据进行协议转换的第二次处理后，上传到工业互联网平台的云服务器中存储。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：(1)通过基于工业互联网平台的数据高速采集方法，在类似环境中，降低数据采集成本，提高采集速率。此方法使用标准以太网接口，不需要专用硬件，明显降低成本。并且通过采用高层协议中的IRT、RT高速实时通道，将传统的OPC通讯方式的100ms左右通讯周期，提高到1-10ms左右的通讯周期，显著提高通讯速率。(2)通过基于工业互联网平台的数据高速采集方法，提高了数据采集的可靠性和稳定性。通过将数据传输到工业互联网平台中存储，而网络云服务器的数据存储、冗余备份、故障恢复等能力都比本地普通计算机的类似水平提高很多，甚至有数量级的差异，因此对于数据的稳定性和可靠性来说，具有明显的改善。(3)通过基于工业互联网平台的数据高速采集方法，提高了数据的可用性和易用性。将数据传到网络云服务器中，不仅能被工程师访问，还可以被工艺人员、管理人员、操作人员等轻松访问，用于后续数据分析等操作，因此提高了数据的可靠性和易用性。附图说明图1：数据高速采集方法流程图；图2：PROFINET通讯协议分层结构图；具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本专利技术做进一步地说明，本专利技术中以采集厚差测量信号为例：图1为基于工业互联网平台的数据高速采集方法流程图，其流程为：(1)获得厚差测量信号：从厚度控制器或者测厚仪接收厚差测量信号，多台设备可以产生多台不同的厚差信号；(2)生产者对获得的厚差测量信号进行信号处理，发送到缓冲区：根据不同设备情况，具有不同的生产者，从1到N不等，N表示生产者数量，与设备数量一一对应。生产者从设备通过PROFINET协议取到数据信号后，进行数据格式转换的第一次处理，包括数据报文解析、数据压缩等操作，以提高通讯效率。数据处理完成后，送到高速缓冲区中。缓冲区实行先进先出操作，存储中间数据，用来处理生产者消费者通讯速率不同步的情况；(3)消费者从缓冲区进行接收，并接收的数据进行协议转换的第二次处理：与生产者类似，有相同数量的消费者与之对应，消费者从缓冲区中取出数据，进行协议转换等操作，将第一次处理后的数据格式与工业互联网平台所能辨识的数据标签格式一一对应；(4)上传最终数据到工业互联网平台，进行存储。调用工业互联网的相应命令将最终数据发送到云平台上，存储在云服务器中。图2为PROFINET协议分层结构图。其中，PROFINET通讯协议建立在标准以太网接口上，它旁路常用的TCP/UDP协议，优化通讯时间，采用高速的IRT、RT实时通道，可以把数据采集周期提高到1-10ms。综上所述，本专利技术提供的基于工业互联网平台的数据高速采集方法，提高信号数据的采集速率，降低数据采集成本，并把数据传输到工业互联网平台上，提高了数据的可靠性和易用性。需要理解到的是：以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法，其特征在于：使用标准以太网通讯接口，采用PROFINET实时以太网协议，采集产品加工过程中的测量信号；对采集到的测量信号进行数据格式转的第一次处理，将第一次处理后的数据送到高速缓冲区中；将第一次处理后的数据进行协议转换的第二次处理，第二次处理后的数据转换为工业互联网平台能够辨识的最终数据，将最终数据传输到网络中的云服务器中存储。

【技术特征摘要】
1.一种基于工业互联网平台的数据高速采集方法，其特征在于：使用标准以太网通讯接口，采用PROFINET实时以太网协议，采集产品加工过程中的测量信号；对采集到的测量信号进行数据格式转的第一次处理，将第一次处理后的数据送到高速缓冲区中；将第一次处理后的数据进行协议转换的第二次处理，第二次处理后的数据转换为工业互联网平台能够辨识的最终数据，将最终数据传输到网络中的云服务器中存储。2.根据权利要求1所述的基于工业互联网平台的数据高速采集方法，其特征在于：采用生产者-消费者模型，生产者进行测量信...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗新斌，
申请(专利权)人：科芃智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32