基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器制造技术

本申请涉及一种基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器，其中，逻辑控制装置分别连接数据采集装置、数据分析装置及互联网传输装置；数据采集装置在边缘侧采集设备数据；数据分析装置在边缘侧计算分析设备数据，得到分析结果；互联网传输装置用于上传分析结果，并且将控制信息传输到逻辑控制装置。通过将数据采集及分析放在靠近数据源的边缘侧，从而将运算也分散在边缘侧，解决了工业设备与云端的数据通路传输速率受限的问题，尤其是解决了由于传统PLC数据吞吐量差引起的网络堵塞、加工节拍慢、效率底下等现象，配合互联网传输装置实现了边缘计算与云计算的完美融合。

Industrial Internet Intelligent Controller Based on Edge Computing Architecture

This application relates to an industrial Internet intelligent controller based on edge computing architecture, in which logical control devices connect data acquisition devices, data analysis devices and Internet transmission devices respectively; data acquisition devices collect equipment data on the edge side; data analysis devices compute and analyze equipment data on the edge side to obtain analysis results; Internet transmission devices are used for data acquisition devices. Upload the analysis results and transmit the control information to the logical control device. By putting data acquisition and Analysis on the edge side near the data source, the operation is also dispersed on the edge side, which solves the problem of limited transmission rate of data path between industrial equipment and cloud end, especially the network blockage, slow processing rhythm and low efficiency caused by poor data throughput of traditional PLC, and realizes edge calculation and low efficiency with Internet transmission device. The perfect integration of cloud computing.

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器
本申请涉及控制
，特别是涉及基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器。
技术介绍
智能制造是全球制造业发展趋势，不进则退；我国作为全球范围的制造业大国，智能制造转型尤为重要。智能制造本质是以工业数据为核心贯通工业制造全链条。从另外一个角度来看，未来社会所有的产业都是数据的产业，工业制造也不能例外。工业物联网(IIoT，亦称工业互联网)的一个最重要的趋势是越来越多的厂商注意到了边缘的重要性。在以前的IIoT结构中，IT端通常扮演着更为重要的角色，所有的数据分析、数据挖掘和数据决策都在云端完成，而设备端只是用来收集数据。因此，以往的工业物联网架构对设备端并没有特别高的要求。但对于工业设备而言，很多数据的分析和处理都具有实时性、低延迟的要求，例如协同、控制等时间敏感的信号，而数据与云端通信的低传输速度与带宽限制，是无法支持这些实时性的要求的。因此，“边缘计算”的概念应运而生。边缘计算是指在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务。需要强调的是，真正适用于工业物联网的“边缘计算”设备并不仅仅是传统的控制器或者网关，而是需要满足3个必备能力：采集边缘数据、智能的运算能力和可操作的决策反馈。首先，“边缘计算”设备也应该是边缘侧数据采集设备，数据采集是边缘计算的基础，从工业设备到消费电子，一切设备都是数据的来源。其次，“边缘计算”设备需要有基于机器学习的智能运算能力，尤其是能够跨越边缘侧和云端提供智能化的运算能力。对于工业设备而言，工业物联网最重要的价值，在于根据收集到的数据分析设备的实际运行状态，通过预测性维护的手段，最大程度降低企业因为非预期停机造成的经济损失。但由于各个不同领域之间的异构性，我们难以用一套通用的分析算法运用到所有的工业设备中。因此，基于现场海量数据模型训练的机器学习成为了最佳的解决方案。良好的运算性能和数据管理，也是“边缘计算”设备的必要能力。再次，“边缘计算”设备不仅仅是完成采集和运算，还需要提供可操作的决策反馈。管理层可以根据数据分析获得相关决策建议，由执行器或者设备本身直接完成决策过程。这就意味着边缘设备需要有连接至决策执行系统的开放性。边缘计算将运算分散在靠近数据源的近端设备处理，分担云平台的工作量，具有更高的实时性、效率以及更低的延迟，随着汽车、工厂资产、医疗设备、机器人等工业设备连接数量的指数型增长，将会有越来越多的工业应用采用边缘计算。在未来，边缘计算将与云计算互相协同，共同助力各行各业的数字化转型。但是在智能工业设备的边缘侧具体实现工业互联网智能控制器，尚未有相关解决方案。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器。一种基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器，所述工业互联网智能控制器设置在智能工业设备的边缘侧；所述工业互联网智能控制器包括：逻辑控制装置、数据采集装置、数据分析装置及互联网传输装置；所述逻辑控制装置分别连接所述数据采集装置、所述数据分析装置及所述互联网传输装置；所述数据采集装置用于在边缘侧采集设备数据；所述数据分析装置用于在边缘侧根据所述设备数据计算分析所述设备数据，得到分析结果；所述互联网传输装置用于上传所述分析结果且接收控制信息，并且将所述控制信息传输到所述逻辑控制装置。上述工业互联网智能控制器将数据采集及分析放在靠近数据源的边缘侧，从而将运算也分散在边缘侧，解决了工业设备与云端的数据通路传输速率受限的问题，尤其是解决了由于传统PLC数据吞吐量差引起的网络堵塞、加工节拍慢、效率底下等现象，配合互联网传输装置实现了边缘计算与云计算的完美融合，对于智能传输控制的业务可实现毫秒级延时，解决了工业设备智能化多维、异构、高安全的应用难点，在此基础上能够为智慧工业及智慧工厂提供整体信息化解决方案，适用于电子、医疗、半导体、包装、印刷、测量、塑料、冶金、纺织、服装、机器人等等各种工业自动化控制领域，也适用于智能生态环境、智慧矿山、智慧农业、智慧城市、智能电网等等控制领域。在其中一个实施例中，所述逻辑控制装置采用X86架构的CPU和芯片组作为系统处理器，及采用数字信号处理器和现场可编程门阵列作为运动控制协处理器。在其中一个实施例中，所述数据分析装置设有数字量单元模块及/或模拟量单元模块。在其中一个实施例中，所述逻辑控制装置还用于配合三维模型进行位置、节拍及工艺验证。在其中一个实施例中，所述互联网传输装置设有以太网连接模块，所述以太网连接模块用于通过以太网连接云平台且建立服务器并进行数据传输。在其中一个实施例中，所述工业互联网智能控制器还设置网络控制接口。在其中一个实施例中，所述网络控制接口包括：USB、10M/100M自适应LAN、WIFI及/或COM。在其中一个实施例中，所述工业互联网智能控制器还设置编程语言函数库及/或共享函数库。在其中一个实施例中，所述互联网传输装置还用于接收工控流程，传输到所述逻辑控制装置；所述逻辑控制装置用于根据所述工控流程延时输出控制信号到所述智能工业设备。在其中一个实施例中，所述互联网传输装置包括多源数据转换模块；所述多源数据转换模块包括前端框架模块、布局框架模块、任务调度模块、流程引擎模块、数据验证模块、缓存处理模块、数据连接池模块、数据持久化模块、安全架构模块、日志管理模块、工具池模块及大数据支持模块。附图说明图1为本申请一实施例的应用示意图。图2为本申请一实施例的数字量单元模块的通用输入电路结构示意图。图3为本申请一实施例的数字量单元模块的漏型输出电路结构示意图。图4为本申请一实施例的数字量单元模块的继电器常开触点输出电路结构示意图。图5为本申请一实施例的数字量单元模块的直流感性负载抑制电路结构示意图。图6为本申请一实施例的工业互联网智能控制器的外形示意图。图7为图6所示实施例的另一角度示意图。图8为本申请一实施例的数字量单元模块的外形示意图。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本申请一个实施例中，一种基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器，所述工业互联网智能控制器设置在智能工业设备的边缘侧；所述工业互联网智能控制器包括：逻辑控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器，其特征在于，所述工业互联网智能控制器设置在智能工业设备的边缘侧；所述工业互联网智能控制器包括：逻辑控制装置、数据采集装置、数据分析装置及互联网传输装置；所述逻辑控制装置分别连接所述数据采集装置、所述数据分析装置及所述互联网传输装置；所述数据采集装置用于在边缘侧采集设备数据；所述数据分析装置用于在边缘侧根据所述设备数据计算分析所述设备数据，得到分析结果；所述互联网传输装置用于上传所述分析结果且接收控制信息，并且将所述控制信息传输到所述逻辑控制装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算体系架构的工业互联网智能控制器，其特征在于，所述工业互联网智能控制器设置在智能工业设备的边缘侧；所述工业互联网智能控制器包括：逻辑控制装置、数据采集装置、数据分析装置及互联网传输装置；所述逻辑控制装置分别连接所述数据采集装置、所述数据分析装置及所述互联网传输装置；所述数据采集装置用于在边缘侧采集设备数据；所述数据分析装置用于在边缘侧根据所述设备数据计算分析所述设备数据，得到分析结果；所述互联网传输装置用于上传所述分析结果且接收控制信息，并且将所述控制信息传输到所述逻辑控制装置。2.根据权利要求1所述工业互联网智能控制器，其特征在于，所述逻辑控制装置采用X86架构的CPU和芯片组作为系统处理器，及采用数字信号处理器和现场可编程门阵列作为运动控制协处理器。3.根据权利要求1所述工业互联网智能控制器，其特征在于，所述数据分析装置设有数字量单元模块及/或模拟量单元模块。4.根据权利要求1所述工业互联网智能控制器，其特征在于，所述逻辑控制装置还用于配合三维模型进行位置、节拍及工艺验证。5.根据权利要求1所述工业互联网智能控制器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏，刘峰，周宽忠，孙承刚，熊俊玉，
申请(专利权)人：东莞固高自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44