一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法技术

本发明专利技术公开了一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，一方面对现场设备数据库和自动化生产系统数据库进行访问和原始数据存储，一方面对现场设备的PLC数据实时监听并推送至RabbitMQ消息队列中，并将其推送至MongoDB集群中实现PLC数据固化存储，将需要实时可视化的数据推送至WebSocket，将需要计算和/或分析的数据推送至Redis缓存数据库并存储原始数据；再一方面为存储的原始数据建立三层数据仓库，分别用于存储原始数据、分析数据和展示数据，实现了对码头多源异构化数据的收集、传输和存储，结合计算、分析和消息推送能够实现对现场设备的监测、预警、可视化等，实现对现场设备的全方位了解和操控。现场设备的全方位了解和操控。现场设备的全方位了解和操控。

【技术实现步骤摘要】
一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法


[0001]本专利技术属于自动化码头
，具体是涉及一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法。

技术介绍

[0002]当前众多码头已经实现自动化作业，从而极大地解放了人力，提高了生产效率；然而随着吞吐量需求的不断提升，对码头设备的维修维护提出了更高的要求，因此实时掌握现场设备作业情况及各运行机构健康状态成为码头健康监测领域的重要研究课题。
[0003]码头自动化系统与各设备间的数据交互种类繁杂，数据互联互操的准确性要求精确，数据实时性要求较高，如何处理码头设备的多元化数据成为解决码头设备与云平台实时互联互操的主要研究方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，对码头现场设备PLC数据和生产系统数据进行收集、存储、分析、操作和可视化，使码头工作人员随时掌握现场设备的动态信息，实现码头现场设备与云端实时互联互操。
[0005]本专利技术采用以下技术方案予以实现：提出一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，包括：1）获取现场设备数据库和自动化生产系统数据库的数据：分别对现场设备数据库和自动化生产系统数据库的连接驱动进行封装，根据访问需求从现场设备数据库和自动化生产系统数据库获取数据，并按照设定周期将获取的数据传输至云端数据库，实现原始数据存储层的数据同步；2）通过OPCDA和OPCHDA协议实时监听现场设备回传的PLC数据，将接收到的PLC数据推送至RabbitMQ消息队列中，并对PLC数据按照设备类型分类；将需要实时可视化的数据推送至WebSocket完成WEB端的实时数据展示；将需要计算和/或分析的数据推送至Redis缓存数据库中，并按照设定周期存储至云端数据库中，实现原始数据存储层的数据同步；RabbitMQ消息队列将收集到的PLC数据实时推送至MongoDB集群中，实现PLC历史数据的固化存储；3）为现场设备数据库数据库、自动化生产系统数据库和Redis缓存数据库传输到云端数据库中的数据建立：原始数据存储层，用于存储现场设备数据库数据库、自动化生产系统数据库和Redis缓存数据库同步到云端数据库中的原始数据；数据分析层，用于按照统计分析和/或算法数据标准需求对原始数据进行分析并存储分析后生成的数据；数据展示层，用于从数据分析层中提取需要展示或算法需要的数据并进行存储，为统计数据可视化提供数据接口。
[0006]本专利技术一些实施例中，对原始数据进行分析，包括：为每部现场设备创建第一定时同步进程；在达到第一同步时间时，抽取现场设备运行累计时间至原始数据存储层；将当前累计时间值T1与上一次同步时的累计时间值T2做第一差值Δt1，并将当前累计时间值T1与第一差值Δt1存储至所述数据展示层；计算现场设备的运行结束时间与运行起始时间的第二差值Δt2；对第二差值Δt2范围内的第一差值Δt1进行累加，以使得数据展示层进行前端展示。
[0007]本专利技术一些实施例中，对原始数据进行分析，包括：为每部现场设备创建第二定时同步进程；在达到第二同步时间时，抽取现场设备作业指令数据至原始数据存储层；根据现场设备作业指令判断作业箱量及作业箱型；根据作业箱量及作业箱型确定标准箱量；计算现场设备的运行结束时间与运行起始时间的第三差值Δt3；对第三差值Δt3范围内的基于每条现场设备作业指令计算出的标准箱量进行叠加，得到第三差值Δt3范围内现场设备的作业标准箱量。
[0008]本专利技术一些实施例中，所述方法包括：创建第三定时同步进程；在达到第三同步时间时，抽取船舶计划数据至所述数据展示层；获取并基于设定时间范围内的船舶计划数据判断整船作业结束时间是否存在；若否，则根据当前时间与整船作业开始时间的差确定船舶装卸时长，若是，则根据整船作业结束时间与整船作业开始时间的差确定船舶装卸时长；其中，整船作业开始时间根据船舶计划数据获取。
[0009]本专利技术一些实施例中，所述方法还包括：获取现场传感器采集的数据；提取现场传感器采集的数据的特征并存储至所述原始数据存储层；结合现场传感器采集的数据与现场设备单机PLC数据建立现场设备健康预警模型。
[0010]本专利技术一些实施例中，所述方法还包括：建立人机交互端与Redis缓存数据库的永久消息互联互操通道；当Redis缓存数据库的数据发生改变，将变化的数据推送至人机交互端显示。
[0011]本专利技术一些实施例中，所述方法还包括：从MongoDB集群中获取设定时段的PLC历史数据；结合PLC历史数据进行现场设备的作业趋势展示。
[0012]本专利技术一些实施例中，所述方法还包括：将现场传感器数据存储至InfluxDB序列数据库中；从InfluxDB序列数据库访问现场传感器历史数据进行传感器数据的序列图标展示和操作。
[0013]本专利技术一些实施例中，所述方法还包括：通过JDBC数据库驱动实现对数据展示层的查询；通过JSON格式将查询的数据传输至人机交互端进行可视化展示。
[0014]本专利技术一些实施例中，所述方法还包括：在人机交互端通多HTML实现现场摄像设备网页的超链接，对现场设备进行远程监控。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法中，一方面，对现场设备数据库和自动化生产系统数据库进行访问和原始数据存储，一方面，对现场设备的PLC数据实时监听并推送至RabbitMQ消息队列中，并进一步推送至MongoDB集群中实现PLC历史数据的固化存储，将需要实时可视化的数据推送至WebSocket，将需要计算和/或分析的数据推送至至Redis缓存数据库，并进行原始数据存储；一方面，为存储的原始数据建立三层数据仓库，分别用于存储原始数据、分析数据和展示数据，实现了对码头多源异构化数据的收集、传输和存储，结合计算、分析和消息
推送能够实现对现场设备的监测、预警、操作和可视化等，使设备管理人员对现场设备进行全方位的了解，提高管理人员的工作效率，并能够实现对码头设备数据的储备和应用。
[0016]结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的系统架构示意；图2为本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法示意；图3为本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法中数据分析示例；图4为本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法中数据分析示例；图5为本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法中数据分析示例。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0019]本专利技术提出的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，基于如图1所示的现场设备数据与云端信息互联互操系统实现，该系统包括：现场设备数据库1，用于存储现场设备的设备数据、作业数据等。
[0020]在本专利技术一些实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，其特征在于，包括：1）获取现场设备数据库和自动化生产系统数据库的数据：分别对现场设备数据库和自动化生产系统数据库的连接驱动进行封装，根据访问需求从现场设备数据库和自动化生产系统数据库获取数据，并按照设定周期将获取的数据传输至云端数据库；2）通过OPCDA和OPCHDA协议实时监听现场设备回传的PLC数据，将接收到的PLC数据推送至RabbitMQ消息队列中，并对PLC数据按照设备类型分类；将需要实时可视化的数据推送至WebSocket完成WEB端的实时数据展示；将需要计算和/或分析的数据推送至Redis缓存数据库中，并按照设定周期存储至云端数据库中；RabbitMQ消息队列将收集到的PLC数据实时推送至MongoDB集群中，实现PLC历史数据的固化存储；3）为现场设备数据库、自动化生产系统数据库和Redis缓存数据库传输到云端数据库中的数据建立：原始数据存储层，用于存储现场设备数据库、自动化生产系统数据库和Redis缓存数据库同步到云端数据库中的原始数据；数据分析层，用于按照统计分析和/或算法数据标准需求对原始数据进行分析并存储分析后生成的数据；数据展示层，用于从数据分析层中提取需要展示或算法需要的数据并进行存储，为统计数据可视化提供数据接口。2.根据权利要求1所述的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，其特征在于，对原始数据进行分析，包括：为每部现场设备创建第一定时同步进程；在达到第一同步时间时，抽取现场设备运行累计时间至原始数据存储层；将当前累计时间值T1与上一次同步时的累计时间值T2做第一差值Δt1，并将当前累计时间值T1与第一差值Δt1存储至所述数据展示层；计算现场设备的运行结束时间与运行起始时间的第二差值Δt2；对第二差值Δt2范围内的第一差值Δt1进行累加，以使得数据展示层进行前端展示。3.根据权利要求1所述的实现现场设备数据与云端信息互联互操的方法，其特征在于，对原始数据进行分析，包括：为每台现场设备创建第二定时同步进程；在达到第二同步时间时，抽取现场设备作业指令数据至原始数据存储层；根据现场设备作业指令判断作业箱量及作业箱型；根据作业箱量及作业箱型确定标准箱量；计算现场设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连钢，李永翠，林建成，范光鹏，张传军，李波，徐永宁，张蕾，许浩然，修方强，马慧娟，刘玉，
申请(专利权)人：青岛新前湾集装箱码头有限责任公司，
类型：发明
国别省市：