工业设备数据实时采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业设备数据实时采集系统，包含：对应于工厂中每个车间设置的分布式采集节点，分布式采集节点中设置一节点服务器，节点服务器包含数据采集单元；数据采集单元用于采集车间内工业设备的实时数据，并将实时数据存储至节点服务器，节点服务器还用于对实时数据进行预处理，以生成数据预处理结果；数据中心，包含数采服务器及web服务器；数采服务器用于存储及进一步处理各节点服务器传输的数据预处理结果，并生成数据报表；web服务器用于将数据报表以web形式呈现，以供用户查看，还用于提供配置界面，供用户配置数据采集单元的参数。本发明专利技术能够通过简单配置快速连接多种不同的接口，采用模块化的思想，支持动态添加协议，系统延时低。

【技术实现步骤摘要】
工业设备数据实时采集系统
本专利技术涉及数据采集
，具体涉及一种工业设备数据实时采集系统。
技术介绍
目前，信息技术、新能源、新材料、生物技术等重要领域和前沿方向的革命性突破及交叉融合，正在引发新一轮的产业变革，将对全球制造业产生颠覆性的影响，并改变全球制造业的发展格局。随着新一代信息技术与制造业的深度融合，将促进制造模式、生产组织方式和产业形态的深刻变革，智能化、服务化成为制造业发展新趋势。世界各国正在积极部署战略计划，如德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”及中国的“中国制造2025”。发达国家是在工业3.0基础上直接迈向4.0，而我国制造业还处于工业化阶段，大多数停留在2.0和3.0之间，总体上当前我国的制造业自动化程度还比较低。国内生产设备种类繁多，控制器品牌接口不一，老旧设备信息采集以及现场设备的整改都存在问题。针对中国制造业的国情，通过信息技术的优势来拉动工业增长成为一个趋势，例如，利用云计算、大数据等互联网技术，将各类技术形成一个合力，推动中国制造实现“弯道超车”。实现工厂自动化、信息化，数据是关键，如何准确、高效的获取工业现场设备的数据更是重中之重。工业现场设备的数据包含设备本身的数据、能耗以及一些工艺参数数据，采集频率快，数据量大，并且数据具有时效性，如果不及时处理易造成数据浪费。现有技术中的数据采集系统，系统延时高，数据处理不及时，成为整个制造业转型升级的瓶颈所在，这一问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工业设备数据实时采集系统，能够通过简单配置快速连接多种不同的接口，采用模块化的思想，支持动态添加协议，系统延时低。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种工业设备数据实时采集系统，其特点是，包含：对应于工厂中每个车间设置的分布式采集节点，所述的分布式采集节点中设置一节点服务器，所述的节点服务器包含数据采集单元；所述的数据采集单元用于采集车间内工业设备的实时数据，并将实时数据存储至所述的节点服务器，所述的节点服务器还用于对实时数据进行预处理，以生成数据预处理结果；数据中心，所述的数据中心包含数采服务器及web服务器；所述的数采服务器用于存储及进一步处理各节点服务器传输的数据预处理结果，并生成数据报表；所述的web服务器用于将数据报表以web形式呈现，以供用户查看，还用于提供配置界面，供用户配置数据采集单元的参数。较佳地，所述的数采服务器还对接企业业务管理系统。较佳地，所述的企业业务管理系统包含制造执行系统、企业资源计划管理系统工厂管理系统、仓储管理系统及办公自动化系统。较佳地，所述的节点服务器还包含：节点数据存储单元，用于存储数据采集单元采集的工业设备的实时数据；节点数据处理单元，用于对数据采集单元采集的工业设备的实时数据进行预处理，生成数据预处理结果。较佳地，所述的数采服务器还包含：数据分析单元，用于分析处理各节点服务器传输的数据预处理结果，并生成数据处理结果；事件告警单元；用于根据数据处理结果，并结合预先设置的阈值对现场工业设备的运行情况进行预警，生成故障信息；报表管理单元，用于对故障信息及数据处理结果生成数据报表；数采存储单元，用于存储各节点服务器传输的数据预处理结果、数据处理结果、预先设置的阈值、故障信息及数据报表；过程控制单元，用于根据预设算法及数据处理结果对工业设备的工艺参数进行调整，并输出控制指令；安全管理单元，用于监控数据分析单元、事件告警单元、报表管理单元、数采存储单元及过程控制单元的运行。较佳地，所述的数采服务器还包含接口单元，用于二次开发及功能扩展。较佳地，所述的数据采集单元采用模块化设计，所述的数据采集单元设置一协议容器，每一类型的工业数据传输协议单独封装为一个模块，并动态添加协议至协议容器中。较佳地，所述的工业数据传输协议的类型包含MODBUS协议、PROFINET协议、OPC-UA协议、MELSEC协议及MTCONNECT协议。较佳地，所述的数据采集单元采用时分复用方式，利用多线程对车间内工业设备的实时数据进行采集。较佳地，所述的节点服务器与数采服务器之间通过企业内部局域网连接，并采用OPC-UA协议进行数据传输。本专利技术一种工业设备数据实时采集系统与现有技术相比具有以下优点：本专利技术中的工业设备数据实时采集系统使用模块化的思想让多类型设备数据采集变的清晰高效，且具有良好的可扩充性，极大的方便了后期的维护和功能添加；分布式采集，每个数据采集点各自独立保证整个系统核心模块的稳定，提高了数据库大数据量的吞吐能力，让数据库更加稳定可靠；本专利技术使用插件式框架，各个模块间相互独立，模块只与核心控制模块交互，保证了核心系统的稳定性与模块之间的独立性，同时也提供了良好的可扩展性，整个系统无需再次开发，只需单独开发相应的新的功能模块就可以非常方便的集成到成熟的系统之中；本专利技术使用Redis作为系统缓存，能够实现系统高可用、高可扩展以及大数据存储的需求，支持数据的快速读取，并且通过Redis的发布与订阅功能可以实时响应设备信息，实时了解设备状态。附图说明图1为本专利技术一种工业设备数据实时采集系统的整体结构框图。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上当做说明之用，而非用以限制本专利技术。工业设备数据实时采集系统作为工厂信息化系统的中间系统，由于需要连接工厂内种类繁多的设备，要求工业设备数据实时采集系统能够快速连接多种不同的接口，以及快速变换。工厂中进行数据采集的系统层级可以大致分为三层，一层为设备层，主要是一些工厂内的工业设备，还有一层为中间层，主要是数据采集的过程，可以布置采集节点，完成数据采集，最上层为数据层，主要是对中间层采集到的数据进行存储及再加工，或者是对外提供展示等等。本专利技术公开了一种工业设备数据实时采集系统，如图1所示，包含：对应于工厂中每个车间设置的分布式采集节点100，所述的分布式采集节点100中设置一节点服务器101，所述的节点服务器101包含数据采集单元1011；所述的数据采集单元1011用于采集车间内工业设备的实时数据，并将实时数据存储至所述的节点服务器101，所述的节点服务器101还用于对实时数据进行预处理，以生成数据预处理结果；数据中心200，所述的数据中心200包含数采服务器201及web服务器202；所述的数采服务器201用于存储及进一步处理各节点服务器101传输的数据预处理结果，并生成数据报表；所述的web服务器202用于将数据报表以web形式呈现，以供用户查看，还用于提供配置界面，供用户配置数据采集单元1011的参数。在本专利技术的实施例中，web服务器202支持全平台数据展示，采用B/S架构，支持windos，ios，Android，linux等系统，前端选用h5响应式界面支持IE，360安全浏览器，火狐，世界之窗，TT，搜狗，谷歌，opera等。在另外一些实施例中，还包含终端设备，终端设备可以是在车间进行人机交互的一体机设备，也可以是操作人员的手持终端，例如智能手机、笔记本电脑等，可以将实时获取的数据进行显示，以及异常情况处理。在本专利技术的一些实施例中，数据采集单元1011也可以称之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业设备数据实时采集系统，其特征在于，包含：对应于工厂中每个车间设置的分布式采集节点，所述的分布式采集节点中设置一节点服务器，所述的节点服务器包含数据采集单元；所述的数据采集单元用于采集车间内工业设备的实时数据，并将实时数据存储至所述的节点服务器，所述的节点服务器还用于对实时数据进行预处理，以生成数据预处理结果；数据中心，所述的数据中心包含数采服务器及web服务器；所述的数采服务器用于存储及进一步处理各节点服务器传输的数据预处理结果，并生成数据报表；所述的web服务器用于将数据报表以web形式呈现，以供用户查看，还用于提供配置界面，供用户配置数据采集单元的参数。

【技术特征摘要】
1.一种工业设备数据实时采集系统，其特征在于，包含：对应于工厂中每个车间设置的分布式采集节点，所述的分布式采集节点中设置一节点服务器，所述的节点服务器包含数据采集单元；所述的数据采集单元用于采集车间内工业设备的实时数据，并将实时数据存储至所述的节点服务器，所述的节点服务器还用于对实时数据进行预处理，以生成数据预处理结果；数据中心，所述的数据中心包含数采服务器及web服务器；所述的数采服务器用于存储及进一步处理各节点服务器传输的数据预处理结果，并生成数据报表；所述的web服务器用于将数据报表以web形式呈现，以供用户查看，还用于提供配置界面，供用户配置数据采集单元的参数。2.如权利要求1所述的工业设备数据实时采集系统，其特征在于，所述的数采服务器还对接企业业务管理系统。3.如权利要求2所述的工业设备数据实时采集系统，其特征在于，所述的企业业务管理系统包含制造执行系统、企业资源计划管理系统工厂管理系统、仓储管理系统及办公自动化系统。4.如权利要求1所述的工业设备数据实时采集系统，其特征在于，所述的节点服务器还包含：节点数据存储单元，用于存储数据采集单元采集的工业设备的实时数据；节点数据处理单元，用于对数据采集单元采集的工业设备的实时数据进行预处理，生成数据预处理结果。5.如权利要求1所述的工业设备数据实时采集系统，其特征在于，所述的数采服务器还包含：数据分析单元，用于分析处理各节点服务器传输的数据预处理结果，并生成数据处理结果；事件告警...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，崔少朋，张凤德，陈杰，毛国栋，
申请(专利权)人：上海明匠智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31