一种采用缓冲模式的生产线实时数据采集方法技术

一种涉及工业领域中现场实时信息数据采集方法，尤旨一种在现场数据采集过程中采用在可编程逻辑控制器ＰＬＣ中做缓存、人机界面ＨＭＩ上位机轮询的方法，主要应用于工业现场环境下确保其数据不丢失的实时采集ＰＬＣ中的重要数据的一种采用缓冲模式的生产线实时数据采集方法。该方法包括：可编程逻辑控制器ＰＬＣ数据供应程序设计和人机界面ＨＭＩ数据轮询程序设计两大部分；主要解决如何采集ＰＬＣ中的实时数据和数据不丢失等有关技术问题。本发明专利技术的积极效果是：实现了采集ＰＬＣ中的实时数据，在遇通讯网络中断或上位机人机界面ＨＭＩ出现故障时，数据不丢失，具有使用方便、控制简捷有效等优点。

Real time data acquisition method of production line using buffer mode

The invention relates to an on-site industrial field real-time data acquisition method, especially a method can do in cache, a programmable logic controller PLC interface HMI PC polling is used in field data acquisition process, mainly used in the industrial field environment to ensure the real-time data collection method using buffer mode production line is important the real-time data acquisition of PLC data is not lost in the. The method includes: programmable logic controller PLC data supply program design and human-machine interface HMI data polling program design two parts; mainly solves the technical problem of how to collect the real-time data and the PLC data is not lost. The positive effect of the invention is to realize the real-time data acquisition in PLC, failure in case of interruption of a communication network or the HMI of the upper computer, the data is not lost, has the advantages of convenient use, simple and effective control etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业领域中现场实时信息数据采集方法，尤旨一种在现场数据采集过程中采用在可编程逻辑控制器PLC (Programmable Logic Controller)中做缓存、人机界面HMI(Human Machine Interface)上位机轮询的方法，主要应用于工业现场环境 下确保其数据不丢失的实时采集PLC中的重要数据。
技术介绍
随着科学技术的发展，在工业领域中机器的运作不再是密闭的黑 匣子，越来越多的自动控制核心处理单元已经变得可监控化和可记录 化。目前，自动化程度较高的工厂都采用大大小小的PLC作为其某个 生产单元的主控制器，伴随着这些PLC —般都会有功能强弱不同的专 用HMI上位机软件，用来监控PLC的运作和关键数据的采集记录。一般典型的HMI的数据采集方法都是为某个所要发生的数据建立 一个事件(Event),如为某个PLC中的寄存器绑定一个事件，该事件 触发(Trigger)的条件是这个寄存器的值发生变化，事件触发以后 一般都是执行一段脚本，将相应的信息作为监控或记入到数据库中， 如下表5. 2所示意的点值变化和触发的情况。数据值变化触发示意表<table>table see original document page 6</column></row><table> 很明显，理论上当值0208在时间点3和时间点5的时候，分别 变为0209和0210，因此先后二次触发这个绑定的事件。但事实上， 由于HMI上位机软件时常会因为PLC与HMI上位机通讯中断、PLC 中数值变化过快、基于PC的HMI上位机自身系统不稳定等等原因错 过某些变化的值，以致造成大量关键性数据的丢失。如下表当PLC 与HMI上位机通讯中断时，时间点3数据变化的某个值将被丢失-<table>table see original document page 7</column></row><table>因此，在这种情况下，研究开发一种不丢失数据的可编程逻辑控制器PLC中的重要数据实时采集的方法就显得具有非常重要的实用
技术实现思路
为了克服上述不足之处，本专利技术的主要目的旨在提供一种确保数据不丢失的实时采集可编程逻辑控制器PLC中的数据的方法；该方法通过利用可编程逻辑控制器PLC多余的寄存器作为数据缓冲 池，将发生的数据先不让人机界面HMI读到，而是按次序，加上时 间、生产线、工位等信息， 一一放入缓冲池；然后按先进先出的原 则，把数据放入与人机界面HMI的接口处；并与人机界面HMI取 数据约定控制信号，即一些状态的标志位，用PLC的位寄存器，使 人机界面HMI与可编程逻辑控制器PLC双方均可读写；并可以避 免数据丢失的。本专利技术要解决的技术问题是主要解决如何采集PLC中的实时数据，确保在通讯网络中断或上位机HMI出现故障时数据不丢失等有关 技术问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该方法通过可编程逻辑控制器PLC为生产单元的主控制器，和专用人机界面HMI 为上位机软件，用来监控PLC的运作和关键数据的采集记录，完成 自动控制核心处理单元的监控化和记录化，该方法利用可编程逻辑 控制器PLC多余的寄存器作为数据缓冲池，分别在人机界面HMI 和可编程逻辑控制器PLC 二端都开发一段程序，并定义通讯接口， 然后，可编程逻辑控制器PLC端不停的把变化的数据存入缓冲中 去，人机界面HMI端则不停读取通讯接口上的数据；该实时数据采 集方法至少包括可编程逻辑控制器PLC数据供应程序设计和人机 界面HMI数据轮询程序设计两大部分；其中A)、所述可编程逻辑控制器PLC数据供应程序设计是用可编程 逻辑控制器PLC多余的寄存器作为数据缓冲池，将发生的数据先不 让人机界面HMI读到，而是按次序，加上时间、生产线、工位信息， 一一放入缓冲池；然后按先进先出的原则，把数据放入与人机界面 HMI的接口处；并与人机界面HMI取数据约定控制信号，为状态 的标志位，用可编程逻辑控制器PLC的位寄存器，达到人机界面 HMI与可编程逻辑控制器PLC双方均可读写；当有数据变化时，记 录到数据缓冲池中去，不停的判别到数据缓冲池是否有数据，同时 判别通讯接口处数据是否被取走；如果数据缓冲池中有数据且通讯 接口处数据被取走，则立即往通讯接口处送上数据缓冲池中的最先 进来的数据；该可编程逻辑控制器PLC数据供应程序设计的具体工 作步骤是-步骤1.开始A 初始化开始A;步骤2.判断是否有变化的新数据 执行完幵始A模块后，则进入判断是否有变化的新数据模块； 如果是有变化的新数据，则进入将变化的数据记录到数据缓冲池内； 如果没有变化的新数据，则进入清控制段寄存器R1-R5和清数据段 寄存器R6-R30模块；步骤3.将变化的数据记录到数据缓冲池内执行完将变化的数据记录到数据缓冲池内模块后，则进入清 控制段寄存器R1-R5和清数据段寄存器R6-R30模块； 步骤4.判断缓冲池内有数据？ 执行完清控制段寄存器Rl-R5和清数据段寄存器R6-R30模块 后，则进入判断缓冲池内有数据模块；如果缓冲池内有数据，则进 入判断标志位Rl为"1" A模块；如果缓冲池内没有数据，则进入 结束A模块；步骤5.判断标志位Rl为"1" A 如果标志位R1是"1"，则进入结束B模块；如果标志位R1 不是"1"，则进入将缓冲池内数据复制到寄存器R6-R30中模块;. 步骤6.置控制段寄存器R1值为"1" 执行完将缓冲池内数据复制到寄存器R6-R30中模块后，则进 入置控制段寄存器R1值为"1"模块；步骤7.将缓冲池内刚才已复制的数据删除，将寄存器读地址指 针减25，下移到下一笔数据的首地址执行完置控制段寄存器Rl值为"1"模块后，则进入将缓冲池 内刚才已复制的数据删除，将寄存器读地址指针减25，下移到下一 笔数据的首地址模块； 步骤8.结束C执行完将缓冲池内刚才已复制的数据删除，将寄存器读地址指 针减25，下移到下一笔数据的首地址(20)模块后，则进入结束C (21)模块；B)、所述人机界面HMI数据轮询程序设计是用循环程序完成的，循环体内程序是被不停的执行的， 一旦判别标志位已置，表明数据 已准备好，判别数据的有效性，若有效则将数据记入数据库，如无效，则记入事务日志，为维护人员日后分析；该人机界面HMI数据 轮询程序设计的具体工作步骤是 步骤l.开始B初始化开始B; 歩骤2.初始化各变量参数状态执行完开始B模块后，则进入初始化各变量参数状态；步骤3.判变量X，是否循环？执行完初始化各变量参数状态模块后，则进入循环体中的判 变量X,是否循环模块；如果变量X，是循环，则进入判断标志位 R1为"1"B模块；如果变量X，不是循环，则进入结束D模块；步骤4.判断标志位R1为"1" B 如果标志位Rl是"1"，则进入判别数据是否有效模块；如 果标志位Rl不是"1"，则进入无条件延时一秒模块； 步骤5.判别数据是否有效？如果数据是有效，则进入将数据记入数据库中模块，如果数据无效，则进入将存入事务日志，待日后维护人员分析模块； 步骤6.将存入事务日志，待日后维护人员分析执行完将存入事务日志，待日后维护人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用缓冲模式的生产线实时数据采集方法，该方法通过可编程逻辑控制器ＰＬＣ为生产单元的主控制器，和专用人机界面ＨＭＩ为上位机软件，用来监控ＰＬＣ的运作和关键数据的采集记录，完成自动控制核心处理单元的监控化和记录化，其特征在于：该方法利用可编程逻辑控制器ＰＬＣ多余的寄存器作为数据缓冲池，分别在人机界面ＨＭＩ和可编程逻辑控制器ＰＬＣ二端都开发一段程序，并定义通讯接口，然后，可编程逻辑控制器ＰＬＣ端不停的把变化的数据存入缓冲中去，人机界面ＨＭＩ端则不停读取通讯接口上的数据；该实时数据采集方法至少包括：可编程逻辑控制器ＰＬＣ数据供应程序设计和人机界面ＨＭＩ数据轮询程序设计两大部分；其中：　　　　Ａ）、所述可编程逻辑控制器ＰＬＣ数据供应程序设计是用可编程逻辑控制器ＰＬＣ多余的寄存器作为数据缓冲池，将发生的数据先不让人机界面ＨＭＩ读到，而是按次序，加上时间、生产线、工位信息，一一放入缓冲池；然后按先进先出的原则，把数据放入与人机界面ＨＭＩ的接口处；并与人机界面ＨＭＩ取数据约定控制信号，为状态的标志位，用可编程逻辑控制器ＰＬＣ的位寄存器，达到人机界面ＨＭＩ与可编程逻辑控制器ＰＬＣ双方均可读写；当有数据变化时，记录到数据缓冲池中去，不停的判别到数据缓冲池是否有数据，同时判别通讯接口处数据是否被取走；如果数据缓冲池中有数据且通讯接口处数据被取走，则立即往通讯接口处送上数据缓冲池中的最先进来的数据；该可编程逻辑控制器ＰＬＣ数据供应程序设计的具体工作步骤是：　　　　步骤１．开始Ａ（１０）　　　　初始化开始Ａ（１０）；　　　　步骤２．判断是否有变化的新数据（１１）　　　　执行完开始Ａ（１０）模块后，则进入判断是否有变化的新数据（１１）模块；如果是有变化的新数据，则进入将变化的数据记录到数据缓冲池内（１３）；如果没有变化的新数据，则进入清控制段寄存器Ｒ１－Ｒ５和清数据段寄存器Ｒ６－Ｒ３０（１２）模块；　　　　步骤３．将变化的数据记录到数据缓冲池内（１３）　　　　执行完将变化的数据记录到数据缓冲池内（１３）模块后，则进入清控制段寄存器Ｒ１－Ｒ５和清数据段寄存器Ｒ６－Ｒ３０（１２）模块；　　　　步骤４．判断缓冲池内有数据（１４）？　　　　执行完清控制段寄存器Ｒ１－Ｒ５和清数据段寄存器Ｒ６－Ｒ３０（１２）模块后，则进入判断缓冲池内有数据（１４）模块；如果缓冲池内有数据，则进入判断标志位Ｒ１为“１”Ａ（１６）模块；如果缓冲池内没有数据，则进入结...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡济国，章洁明，许劼，
申请(专利权)人：上海亚太计算机信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]