一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法技术

本发明专利技术提出了一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，搭建基于以太网的数据集成系统，上位机和数据库服务器通过以太网连接到纺织设备的控制器；数据库服务器部署在纺织数据采集客户端，数据库服务器通过请求报文的形式发送命令至纺织设备的控制器，控制器根据发送报文返回相应的响应报文；响应报文通过TCP/IP协议将传送的数据打包，数据以响应报文形式存储在线程内存中，将内存表批量更新至数据库服务器的实体表；用户终端利用信息复用系统根据反馈信息的数量和线性分组码序列对多个反馈信息进行编码，实现信息复用。本发明专利技术实现了以太网TCP方式下可知协议的数据状态交互，满足对于底层信息全面、准确、及时的数据获取需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法
本专利技术涉及纺机运行数据获取的
，尤其涉及一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法。
技术介绍
目前，我国纺织行业的工艺水平、设备的技术水平、企业管理水平相对国外还比较低，严重地制约了企业的发展。目前，在纺织信息化数据集成领域尚无成套的类似信息获取系统，无法对纺机的运行数据进行采集。现有纺机运行数据主要通过工控集成采集软件如step7配合WinCC实现，占用空间大，需要较复杂的安装流程且维护成本较高，采集配置复杂灵活性不足，基本没有可移植性。已有的数据集成通常采用商用的组态软件底层数据驱动套件读取数据，但是在数据响应的及时性和变量个数上局限性较大；另外就是单独的数据采集板用来获取设备机台底层运行信息，这种方法较过时且信息量较小，不能满足现代纺机设备的信息化需求。
技术实现思路
针对现有纺织工业中设备众多，不能实现纺织机类似信息快速获取的技术问题，本专利技术提出一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，实现所有以太网TCP/IP方式下可知协议的数据状态交互，采集配置灵活，具有跨平台和可移植性。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其步骤如下：步骤一：搭建基于以太网的数据集成系统，PLC控制器将采集的设备信息预处理并存储PLC内存中，上位机服务器通过以太网连接到PLC控制器提供的网口；步骤二：上位机和数据库服务器部署在纺织数据采集客户端，上位机服务发送TCP/IP协议报文的形式到纺织设备的PLC控制器，PLC控制器根据接收报文返回相应的报文至上位机；步骤三：响应报文通过TCP/IP协议将传送的数据打包，数据以响应报文形式存储在线程内存中，上位机通过读取线程内部数据并根据TCP/IP协议进行数据解析，将解析后的生产实际值的数据存储到C#队列集合中，每个参数的队列算法“先进先出”的写入内存表中，内存表与数据库服务器的实体表结构相同互为映射最终内存表中的数据批量更新至数据库服务器的实体表中；步骤四：用户终端利用信息复用系统根据反馈信息的数量和线性分组码序列对多个反馈信息进行编码，并根据反馈信息编码后目标长度截取相应的编码后信息，将截取的编码后信息顺序划分为多个反馈信息逻辑单元，并将多个反馈信息逻辑单元、秩指示信息逻辑单元、控制信息逻辑单元和数据信息逻辑单元复用在一起。所述数据集成系统包括设备层和控制层，设备层和控制层通过以太网相连接；设备层包括若干个通讯模块，通讯模块均与以太网相连接，通信模块完成TCP/IP协议转换，每个通讯模块与一个纺机设备的PLC控制器相连接；所述控制层包括Web服务器、数据库服务器和上位机，Web服务器、数据库服务器和上位机均与以太网相连接，采集到的现场信息通过以太网进入上位机，上位机将处理后的数据存入数据库服务器，Web服务器将数据库服务器中的数据通过网页向企业管理部门发布。所述以太网为通过网线和交换机搭建的工业以太网。所述数据集成系统的计算机之间在通信时，数据时从上层至下层逐层传递，每一层都要对数据加上不同的控制信息再向下一层转交；数据在从最底层的物理媒体传递到目的地时，再从下层至上层逐层传递，每一层都要去除自己的控制信息，然后向上一层转交。所述发送报文包含读写请求与地址偏移量，响应报文包含每个地址对应的值；TCP协议自主根据数据发送的格式通过交换机镜像获取并分析解析数据；TCP协议通过对数据的解码、分析和归类，发掘出深层次的信息，并根据分析结果管理和维护网络。所述纺织数据采集客户端采用MVC三层架构实现页面与业务端的分离，在页面配置纺织设备IP地址与不同厂家的PLC控制器的报文等信息即可使用，通过调节线程的间隔时间实现可配置刷新频率，数据集成系统根据参数不同的转换规则进行字节转换；纺织数据采集客户端采用多线程技术，由主线程调用数百条子线程发送报文和接收报文，每个子线程独立互不影响，每个报文根据定义的参数格式，判断需要进行的数据转换，通过参数的高低位转换解析成应用系统中所需的生产参数值。所述TCP协议根据报文中配置、参数名称、参数类型、字长、小数点位数、字位转换规则、系数，对每个参数的值进行一系列解析操作：首先，TCP协议获取报文二进制序列，根据参数数据类型与字长进行二进制截取得到每个参数对应的二进制序列，再根据转换规则进行高低位转换，然后转换成十进制的实际值，最后进行小数点位数与系数乘积运算将结果写入数据库服务器的实体表中。通过纺织设备地址规划，纺织生产各工序使用相同的地址，每个工序配置一套报文即可采集该工序的所有设备参数从而实现信息复用；信息复用是指将已有的信息及其信息技术用于构造新的信息资源，为企业提供源源不断的信息资源；所述控制信息逻辑单元、多个秩指示信息逻辑单元、数据信息逻辑单元、反馈信息逻辑单元包含的比特数相同。所述信息复用系统由基站和用户终端组成，基站，用于向用户终端发送数据包，并接收用户终端反馈的与数据包相应的信息；用户终端，用于根据来自基站的数据包产生相应的信息，并将所产生的各种不同信息复用在子帧的第一个时隙和第二个时隙上，通过TCP协议报文反馈给基站。所述用户终端包括信息产生模块、信息复用模块和信息反馈模块，信息产生模块，用于根据来自基站的数据包产生相应的信息；信息复用模块连接信息产生模块，用于将产生的各种不同信息复用在子帧的第一个时隙和第二个时隙上；信息反馈模块连接信息复用模块，用于将子帧内的信息通过TCP协议报文反馈给基站。本专利技术的有益效果：采用客户端服务器方式，数据采集客户端通过服务器与PLC搭建的以太网将读写请求报文传输到PLC，PLC根据发送报文进行读写操作并返回响应报文；通讯模块采用轮询方式访问每台设备，当设备无法联通时更新数据库中的联通状态为纺织信息化系统的报警提示提供数据支持。本专利技术利用专用的信息复用技术、多路信息采集技术和数据处理技术，实现了独立于设备机台所能提供或不能提供的信息，同时满足智能纺系统对于底层信息全面、准确、及时的数据获取需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的数据采集系统的网络构成结构图。图2为本专利技术TCP协议与Web结合的混合原理图。图3为本专利技术信息复用单元的原理框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其步骤如下：步骤一：搭建基于以太网的数据集成系统，PLC控制器将采集的设备信息预处理并存储PLC内存中，上位机服务器通过以太网连接到PLC控制器提供的网口。如图1所示，所述数据集成系统包括设备层和控制层，设备层和控制层通过以太网相连接。设备层包括若干个通讯模块，通讯模块均与以太网相连接，每个通讯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：搭建基于以太网的数据集成系统，PLC控制器将采集的设备信息预处理并存储PLC内存中，上位机服务器通过以太网连接到PLC控制器提供的网口；步骤二：上位机和数据库服务器部署在纺织数据采集客户端，上位机服务发送TCP/IP协议报文的形式到纺织设备的PLC控制器，PLC控制器根据接收报文返回相应的报文至上位机；步骤三：响应报文通过TCP/IP协议将传送的数据打包，数据以响应报文形式存储在线程内存中，上位机通过读取线程内部数据并根据TCP/IP协议进行数据解析，将解析后的生产实际值的数据存储到C#队列集合中，每个参数的队列算法“先进先出”的写入内存表中，内存表与数据库服务器的实体表结构相同互为映射最终内存表中的数据批量更新至数据库服务器的实体表中；步骤四：用户终端利用信息复用系统根据反馈信息的数量和线性分组码序列对多个反馈信息进行编码，并根据反馈信息编码后目标长度截取相应的编码后信息，将截取的编码后信息顺序划分为多个反馈信息逻辑单元，并将多个反馈信息逻辑单元、秩指示信息逻辑单元、控制信息逻辑单元和数据信息逻辑单元复用在一起。...

【技术特征摘要】
1.一种基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：搭建基于以太网的数据集成系统，PLC控制器将采集的设备信息预处理并存储PLC内存中，上位机服务器通过以太网连接到PLC控制器提供的网口；步骤二：上位机和数据库服务器部署在纺织数据采集客户端，上位机服务发送TCP/IP协议报文的形式到纺织设备的PLC控制器，PLC控制器根据接收报文返回相应的报文至上位机；步骤三：响应报文通过TCP/IP协议将传送的数据打包，数据以响应报文形式存储在线程内存中，上位机通过读取线程内部数据并根据TCP/IP协议进行数据解析，将解析后的生产实际值的数据存储到C#队列集合中，每个参数的队列算法“先进先出”的写入内存表中，内存表与数据库服务器的实体表结构相同互为映射最终内存表中的数据批量更新至数据库服务器的实体表中；步骤四：用户终端利用信息复用系统根据反馈信息的数量和线性分组码序列对多个反馈信息进行编码，并根据反馈信息编码后目标长度截取相应的编码后信息，将截取的编码后信息顺序划分为多个反馈信息逻辑单元，并将多个反馈信息逻辑单元、秩指示信息逻辑单元、控制信息逻辑单元和数据信息逻辑单元复用在一起。2.根据权利要求1所述的基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其特征在于，所述数据集成系统包括设备层和控制层，设备层和控制层通过以太网相连接；设备层包括若干个通讯模块，通讯模块均与以太网相连接，通信模块完成TCP/IP协议转换，每个通讯模块与一个纺机设备的PLC控制器相连接；所述控制层包括Web服务器、数据库服务器和上位机，Web服务器、数据库服务器和上位机均与以太网相连接，采集到的现场信息通过以太网进入上位机，上位机将处理后的数据存入数据库服务器，Web服务器将数据库服务器中的数据通过网页向企业管理部门发布。3.根据权利要求1或2所述的基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其特征在于，所述以太网为通过网线和交换机搭建的工业以太网。4.根据权利要求1所述的基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其特征在于，所述数据集成系统的计算机之间在通信时，数据时从上层至下层逐层传递，每一层都要对数据加上不同的控制信息再向下一层转交；数据在从最底层的物理媒体传递到目的地时，再从下层至上层逐层传递，每一层都要去除自己的控制信息，然后向上一层转交。5.根据权利要求4所述的基于TCP/IP协议纺机运行数据获取方法，其特征在于，所述发送报文包含读写请求与地址偏移量，响应报文包含每个地址对应的值；TCP协议自主根据数据发送的格...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永华，张保威，江豪，魏多，白炯威，龚琦，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南,41