本發(fā)明屬于工業(yè)信息物理互聯(lián)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備管理和狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)。

背景技術(shù)：

在制造企業(yè)的信息物理系統(tǒng)（cps）體系結(jié)構(gòu)中，底層現(xiàn)場控制層和中間執(zhí)行層之間存在數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議等諸多差異。實際生產(chǎn)過程中，工業(yè)設(shè)備的種類多、數(shù)量大，需要根據(jù)用戶對于不同現(xiàn)場設(shè)備與控制系統(tǒng)互聯(lián)互通的需求，設(shè)計支持多種不同的接入方式。例如：底層現(xiàn)場控制層的連接協(xié)議主要包括opc、dde、modbus等，而中間執(zhí)行層多支持odbc、xml等協(xié)議。但是，對于目前用于工業(yè)現(xiàn)場的前置終端來說，在解決設(shè)備通信和協(xié)議轉(zhuǎn)換的問題上，通常需要針對特定的底層設(shè)備和應用程序設(shè)計通信網(wǎng)關(guān)，因此通用性差，無法實現(xiàn)一臺前置終端對多種底層設(shè)備的兼容。

此外，現(xiàn)有的前置終端一般僅可完成端到端的數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換，無法對采集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、模型構(gòu)建與優(yōu)化，一般需要將采集到的歷史數(shù)據(jù)上傳至后臺服務(wù)器進行故障類型的比對，因此功能單一，實時性差，無法對工業(yè)設(shè)備實現(xiàn)實時現(xiàn)場故障排查與預警。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于工業(yè)信息物理系統(tǒng)的前置服務(wù)適配和故障診斷裝置，不僅可以針對不同類型的工業(yè)設(shè)備實現(xiàn)多協(xié)議數(shù)據(jù)信息的采集與轉(zhuǎn)換，而且可以對工業(yè)設(shè)備的故障進行實時現(xiàn)場分析和預測，使得前置裝置具備了故障自診斷的功能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種用于工業(yè)信息物理系統(tǒng)的前置服務(wù)適配和故障診斷裝置，包括端口、采集轉(zhuǎn)換模塊、故障診斷模塊和服務(wù)適配模塊；所述端口具有多種類型的接口，用于與不同接口類型的工業(yè)設(shè)備連接通信；所述采集轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)所述工業(yè)設(shè)備的接口類型加載與該接口類型相適配的底層協(xié)議，以獲取所述工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)；所述故障診斷模塊根據(jù)所述工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)實時預測工業(yè)設(shè)備的故障類型，生成故障診斷結(jié)果；所述服務(wù)適配模塊提供標準的web服務(wù)接口響應用戶的服務(wù)請求，根據(jù)服務(wù)請求和工業(yè)設(shè)備的指令代碼格式動態(tài)地加載基于解釋語言的驅(qū)動腳本，解析出其中的控制指令，并通過所述采集轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可接受的指令格式，發(fā)送至所述工業(yè)設(shè)備，控制所述工業(yè)設(shè)備的工作狀態(tài)；所述服務(wù)適配模塊接收故障診斷模塊輸出的故障診斷結(jié)果，并利用所述的驅(qū)動腳本封裝成面向標準服務(wù)的應答格式，供用戶訪問

為了實現(xiàn)采集轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)模塊對不同類型的工業(yè)設(shè)備和應用程序的適配，本發(fā)明在所述采集轉(zhuǎn)換模塊中設(shè)置有多種類型的底層協(xié)議模塊和頂層協(xié)議模塊，所述采集轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)工業(yè)設(shè)備的接口類型加載與該接口類型相適配的底層協(xié)議模塊，創(chuàng)建采集線程，以獲取工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)用戶和上位機應用程序的配置加載相應的頂層協(xié)議模塊，對采集到的運行狀態(tài)參數(shù)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成執(zhí)行層可識別的服務(wù)，完成采集數(shù)據(jù)到標準服務(wù)的適配。

作為所述故障診斷模塊的一種優(yōu)選設(shè)計方式，本發(fā)明的故障診斷模塊對接收到的所述工業(yè)設(shè)備的狀態(tài)運行參數(shù)進行預處理，利用自動編碼器網(wǎng)絡(luò)提取特征向量，輸入至支持向量機（svm）分類器，進行故障類型的匹配，以確定故障診斷結(jié)果。

為了獲得準確的故障診斷結(jié)果，前期需要采用大量的樣本數(shù)據(jù)對自動編碼器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學模型進行訓練，在對所述自動編碼器網(wǎng)絡(luò)進行模型訓練時，可以將樣本數(shù)據(jù)作為x，將所述樣本數(shù)據(jù)的編碼作為y，y對應的解碼輸出作為z，代入公式：

y=s(w1x+b1)

z=s(w2y+b2)，

其中，w1和w2分別為權(quán)值矩陣，b1和b2分別為偏置值向量；采用隨機梯度下降法優(yōu)化整個深層網(wǎng)絡(luò)，訓練整個深層網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值矩陣和偏置值向量，計算出參數(shù)（w1、w2、b1、b2）。

進一步的，在訓練所述svm分類器模型時，將故障類型數(shù)據(jù)分類平面懲罰因子和核函數(shù)參數(shù)分別抽象成n維空間中的微粒群，采用粒子群優(yōu)化算法對核函數(shù)和懲罰因子進行優(yōu)化，通過迭代逐步搜尋出核函數(shù)和懲罰因子的最優(yōu)值，構(gòu)建出svm分類器。

為了將面向指令的控制，動態(tài)地適配成面向標準服務(wù)的訪問，本發(fā)明設(shè)計所述服務(wù)適配模塊通過腳本編輯器編寫服務(wù)接口所映射的函數(shù)，并動態(tài)加載至驅(qū)動器，驅(qū)動器解析并執(zhí)行腳本文件內(nèi)調(diào)用的控制指令，實現(xiàn)實時服務(wù)適配。

進一步的，所述服務(wù)適配模塊針對不同的工業(yè)設(shè)備、工業(yè)設(shè)備通信所遵循的協(xié)議、工業(yè)設(shè)備的接口類型以及控制指令為用戶提供不同的模板，供用戶填寫相應的指令代碼以及程序語言類型，并針對填寫后的模板生成不同的標簽；所述腳本編輯器對生成的標簽進行編輯，編寫出xml格式的腳本文件；所述驅(qū)動器讀取所述腳本文件，并動態(tài)加載相應的驅(qū)動腳本，解析出腳本文件中的指令數(shù)據(jù)，發(fā)送至所述的采集轉(zhuǎn)換模塊，并通過所述采集轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可接受的指令格式，發(fā)送至所述工業(yè)設(shè)備，對所述工業(yè)設(shè)備的工作狀態(tài)進行實時控制。

為了便于用戶訪問，本發(fā)明優(yōu)選采用基于ws協(xié)議的訪問服務(wù)，即，所述服務(wù)適配模塊接收來自遠程服務(wù)器或本地上位機發(fā)送的符合ws協(xié)議的服務(wù)請求，并獲取工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)和故障診斷結(jié)果，統(tǒng)一封裝為符合ws標準的服務(wù)數(shù)據(jù)，返回所述的遠程服務(wù)器或本地上位機。

優(yōu)選的，所述采集轉(zhuǎn)換模塊和故障診斷模塊優(yōu)選采用基于x86體系架構(gòu)進行系統(tǒng)設(shè)計。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：本發(fā)明采用軟件和硬件相結(jié)合設(shè)計前置裝置，使工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和控制功能“服務(wù)化”。本發(fā)明的前置裝置可以兼容多種類型的工業(yè)設(shè)備，采集與其連接的工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，并通過標準的web服務(wù)對外提供訪問接口，從而屏蔽底層異構(gòu)通信協(xié)議。另外，本發(fā)明的前置裝置通過對工業(yè)設(shè)備的歷史和實時運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行預測分類，可以判定工業(yè)設(shè)備的故障類型和狀態(tài)，提供符合web服務(wù)標準的預警服務(wù)。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明所提出的用于工業(yè)信息物理系統(tǒng)的前置服務(wù)適配和故障診斷裝置的一種實施例的總體架構(gòu)圖；

圖2是圖1中的采集轉(zhuǎn)換模塊的一種實施例的插件式架構(gòu)圖；

圖3是圖1中的故障診斷模塊的一種實施例的參數(shù)優(yōu)化及故障預測流程圖；

圖4是圖1中的服務(wù)適配模塊的一種實施例的架構(gòu)圖；

圖5是圖4中驅(qū)動腳本的動態(tài)加載過程圖；

圖6是本發(fā)明所提出的前置裝置的一種實施例的具體工作流程圖；

圖7是運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障類型數(shù)據(jù)在服務(wù)封裝前后的一種實施例的數(shù)據(jù)對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細地描述。

工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)變化是故障診斷的可靠依據(jù)，但是，實時數(shù)據(jù)具有不穩(wěn)定性和不可預測性性，而一般的嵌入式工控設(shè)備計算能力有限，無法完成故障模型的構(gòu)建和實時分類。為此，本實施例基于x86架構(gòu)設(shè)計信息物理系統(tǒng)互聯(lián)終端（前置裝置），用于對工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)進行采集、運行故障進行實時分析和預測，并可以有效的調(diào)整工業(yè)設(shè)備的工作狀態(tài)，不僅使得本實施例的前置裝置具備了故障自診斷的功能，而且可以將設(shè)備層的數(shù)據(jù)指令轉(zhuǎn)換成執(zhí)行層的可識別服務(wù)，完成功能和數(shù)據(jù)到服務(wù)的適配，支持用戶和應用程序的直接訪問。

如圖1所示，本實施例的前置終端主要包括端口、采集轉(zhuǎn)換模塊、故障診斷模塊、服務(wù)適配模塊等。其中，端口用于連接現(xiàn)場的工業(yè)設(shè)備，接收工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)（例如工業(yè)設(shè)備的電壓、壓力、振動等感測數(shù)據(jù)），并向工業(yè)設(shè)備輸出控制指令，以調(diào)整工業(yè)設(shè)備的工作狀態(tài)。采集轉(zhuǎn)換模塊用于采集并處理工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，一方面?zhèn)鬏斨凉收显\斷模塊，對工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和預警；另一方面?zhèn)鬏斨练?wù)適配模塊，實現(xiàn)功能和數(shù)據(jù)到標準服務(wù)的適配，使用戶和上位機的應用程序可以通過標準的ws協(xié)議（webservice協(xié)議）直接訪問本實施例的前置裝置。此外，所述采集轉(zhuǎn)換模塊還可以接收來自故障診斷模塊和服務(wù)適配模塊的控制指令，并轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可接受的指令格式，通過所述端口發(fā)送至工業(yè)設(shè)備，對工業(yè)設(shè)備的工作狀態(tài)進行實時控制。

下面結(jié)合圖2-圖4對本實施例的前置終端的各主要組成部分的具體設(shè)計方式進行詳細闡述。

由于在實際生產(chǎn)過程中，工業(yè)設(shè)備的種類繁多，例如dcs、plc、智能儀表、智能傳感器等，而對于不同種類的工業(yè)設(shè)備來說，其使用的通信接口的類型也不盡相同，例如：有的工業(yè)設(shè)備使用rs232或rs485串口進行通信，而有的工業(yè)設(shè)備則使用網(wǎng)口rj45或can總線進行通信?，F(xiàn)有的前置終端一般采用針對不同工業(yè)設(shè)備的接口類型預先編寫相應的接口程序并燒寫至固件的設(shè)計方式，來滿足前置終端與工業(yè)設(shè)備的連接通信要求。這種設(shè)計方式雖然實現(xiàn)容易，但是通用性差，一臺前置終端一般只能適用于一種接口類型的工業(yè)設(shè)備，無法實現(xiàn)對不同工業(yè)設(shè)備的動態(tài)配置。

本實施例為解決現(xiàn)有前置終端的上述不足，首先在本實施例的前置裝置的端口中設(shè)置了多種類型的接口，例如rs232/485接口、rj45接口、光纖接口、can總線接口、zigbee網(wǎng)絡(luò)接口以及無線接口（wifi/3g/gprs）等，根據(jù)所要檢測的工業(yè)設(shè)備的接口類型，在前置裝置的端口中選擇與之相適配的接口進行連接，以滿足不同類型的工業(yè)設(shè)備與所述前置裝置之間的連接通信要求。

其次，本實施例在所述前置裝置的采集轉(zhuǎn)換模塊中，采用“插件式”接口設(shè)計，針對每一種接口類型設(shè)計相應的底層協(xié)議模塊，如tcp/ip模塊、opc模塊、profibus模塊等，供前置裝置在運行期間動態(tài)加載。采集轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)工業(yè)設(shè)備的接口類型加載與該接口類型相適配的底層協(xié)議模塊，創(chuàng)建采集線程，以獲取工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，例如工業(yè)設(shè)備的電壓、壓力、滾動軸承的振動等數(shù)據(jù)。然后，采集轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)用戶和上位機應用程序的配置加載相應的頂層協(xié)議模塊，如dcom、corba、odbc等，對采集數(shù)據(jù)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成執(zhí)行層可識別的服務(wù)，從而實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)到標準服務(wù)的適配。本實施例優(yōu)選以ws協(xié)議的方式提供標準服務(wù)。

本實施例基于x86架構(gòu)設(shè)計采集轉(zhuǎn)換模塊，提供多種軟硬件接口方式，可按照設(shè)定的功能順序執(zhí)行接口程序，同時，也可提供對數(shù)據(jù)庫、xml、ftp、純文本等多種接口模式的直接訪問。

此外，通過所述采集轉(zhuǎn)換模塊還可以按照符合特定工業(yè)設(shè)備通信標準的協(xié)議格式，將服務(wù)適配模塊封裝的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可接受的指令格式，并通過指定的通道和接口發(fā)送至工業(yè)設(shè)備，實現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備的實時控制。

為了使前置裝置具備故障診斷功能，本實施例在前置裝置中設(shè)置故障診斷模塊，用于對工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和故障預警。

本實施例的故障診斷模塊基于x86體系架構(gòu)，可在前置裝置內(nèi)針對不同工業(yè)設(shè)備的故障類型進行特征提取和模型構(gòu)建。對工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)進行歸一化預處理，根據(jù)不同的設(shè)備故障的配置參數(shù)，計算時域和頻域特征，構(gòu)成高維特征空間，通過訓練集和測試集，對模型參數(shù)尋優(yōu)并構(gòu)建分類模型。在實際使用過程中，當采集轉(zhuǎn)換模塊采集到的實時數(shù)據(jù)的變化與某一類故障模型匹配時，給出預警提示。

在模型優(yōu)化方面，本實施例在深度學習網(wǎng)絡(luò)、支持向量機分類的基礎(chǔ)上，引入粒子群優(yōu)化算法，用梯度下降法進行參數(shù)優(yōu)化，克服傳統(tǒng)方法在svm模型下尋找最優(yōu)值速度緩慢的問題，獲取較既有方法更加準確和實時的設(shè)備故障預測結(jié)果。

下面結(jié)合圖3，對本實施例的故障診斷方法進行具體說明，包括以下步驟：

s301、獲取工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

在對本實施例的故障診斷模型進行訓練時，通過前置裝置中的采集轉(zhuǎn)換模塊采集已知故障類型的工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)參數(shù)，并轉(zhuǎn)換成運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，作為樣本數(shù)據(jù)，用于后續(xù)模型訓練。

當模型訓練完成后，將本實施例的前置裝置應用于實際工業(yè)現(xiàn)場，此時通過采集轉(zhuǎn)換模塊采集到的運行狀態(tài)參數(shù)為未知故障類型的工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以下稱原始數(shù)據(jù)，可以根據(jù)這些原始數(shù)據(jù)，利用已訓練好的模型對工業(yè)設(shè)備進行故障類型的診斷。

s302、對獲取到的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行平滑、降噪、時頻變換、歸一化等預處理；

這里的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)在模型訓練階段特指樣本數(shù)據(jù)，而在實際使用階段特指原始數(shù)據(jù)。

s303、訓練自動編碼器網(wǎng)絡(luò)（自動編碼器網(wǎng)絡(luò)是一種有效的深度學習模型,可以用于數(shù)據(jù)特征的提?。?，計算目標函數(shù)和目標函數(shù)的偏導數(shù)并采用隨機梯度下降法優(yōu)化整個深層網(wǎng)絡(luò)，訓練整個深層網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值矩陣和偏置值向量，并將模型的輸出層參數(shù)提取為特征向量；

具體來講，假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為x（即，x為樣本數(shù)據(jù)），y為樣本數(shù)據(jù)的編碼，z為y的解碼輸出，s為一非線性函數(shù)，則y和z可分別表達為：

y=s(w1x+b1)

z=s(w2y+b2)，

其中，w1和w2分別為權(quán)值矩陣，b1和b2分別為偏置值向量。這樣z基本上可以認為是對x重新編碼后的預測或者特征抽象。訓練自動編碼器網(wǎng)絡(luò)，將前一層自動編碼器的輸出作為其后一層自動編碼器的輸入，按照從前向后的順序執(zhí)行每一層自動編碼器的編碼步驟。利用大量的樣本數(shù)據(jù)訓練所述自動編碼器網(wǎng)絡(luò)，完成深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重的預設(shè)和特征向量提取。通過反復訓練，得到一組參數(shù)（w1、w2、b1、b2），使得z和x盡量接近，也就是讓z成為x的一個好的預測。

此步驟僅在模型訓練階段執(zhí)行。

s304、利用支持向量機（svm）分類器模型，基于提取出的特征向量，為工業(yè)設(shè)備的故障類型數(shù)據(jù)做出最優(yōu)分類超平面，構(gòu)建設(shè)備故障的模型結(jié)構(gòu)和映射關(guān)系；

此步驟僅在模型訓練階段執(zhí)行。

s305、利用非線性變換的方法將低維樣本映射到高維空間，將非線性問題轉(zhuǎn)換為線性問題，再進行最優(yōu)分類面的求取。為此，引入核函數(shù)和懲罰因子。將故障類型數(shù)據(jù)分類平面懲罰因子和核函數(shù)參數(shù)分別抽象成n維空間中的微粒群，采用粒子群優(yōu)化算法對核函數(shù)和懲罰因子進行優(yōu)化，通過迭代逐步搜尋出核函數(shù)和懲罰因子的最優(yōu)值，由此構(gòu)建出svm分類器。

此步驟僅在模型訓練階段執(zhí)行。

s306、利用構(gòu)建出的svm分類器，對待檢測的工業(yè)設(shè)備進行故障診斷，最終獲得工業(yè)設(shè)備的故障預測結(jié)果；

此步驟僅在實際使用階段執(zhí)行。將原始數(shù)據(jù)通過步驟s302進行預處理后，作為輸入數(shù)據(jù)x，代入步驟s303中已訓練好的自動編碼器網(wǎng)絡(luò)提取特征向量，將提取出的特征向量輸入到構(gòu)建好的svm分類器中，以獲得當前工業(yè)設(shè)備的故障預測結(jié)果。對于有故障的工業(yè)設(shè)備，可以直接獲得故障類型。

所述故障診斷模塊將生成的故障預測結(jié)果發(fā)送至服務(wù)適配模塊，以適配成為面向服務(wù)的訪問。當檢測到工業(yè)設(shè)備存在故障時，所述故障診斷模塊可以生成停機指令，通過采集轉(zhuǎn)換模塊處理成工業(yè)設(shè)備可接受的控制指令，發(fā)送至工業(yè)設(shè)備，控制出現(xiàn)故障的工業(yè)設(shè)備停機。

本實施例在前置裝置中設(shè)計服務(wù)適配模塊，其目的是將面向指令的控制，動態(tài)地適配成為面向標準服務(wù)的訪問。本實施例的服務(wù)適配模塊為了克服傳統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置需要預編譯/燒寫特定設(shè)備數(shù)據(jù)處理程序的弊端，使用戶可以通過腳本編輯器編寫相應服務(wù)接口所映射的函數(shù)，并動態(tài)加載至驅(qū)動器，驅(qū)動器負責解析和執(zhí)行腳本文件內(nèi)調(diào)用的控制指令，完成實時服務(wù)適配。

現(xiàn)有的一般工控設(shè)備，其協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊通常采用預先編譯的驅(qū)動程序來完成特定數(shù)據(jù)格式的處理，這種工控設(shè)備的局限性大，需要預先完成對特定設(shè)備的數(shù)據(jù)采集程序的編譯。本實施例針對多終端設(shè)備的異構(gòu)特性，采用動態(tài)腳本語言實現(xiàn)設(shè)備功能到服務(wù)的實時映射。

結(jié)合圖4所示，本實施例的服務(wù)適配模塊的具體適配方法包括以下步驟：

對于服務(wù)→功能的封裝：

s401、提供服務(wù)接口，接收用戶的服務(wù)請求；

在用戶通過本地上位機或者遠程終端訪問本實施例的前置裝置時，服務(wù)適配模塊為用戶提供服務(wù)接口，接收用戶輸入的服務(wù)請求，服務(wù)請求中可以包含用于對工業(yè)設(shè)備的工作狀態(tài)進行控制的控制指令，以控制與所述前置裝置連接通信的工業(yè)設(shè)備執(zhí)行開機、關(guān)機、加速、減速等動作。

s402、針對不同的工業(yè)設(shè)備、工業(yè)設(shè)備通信所遵循的協(xié)議、工業(yè)設(shè)備的接口類型以及控制指令提供不同的模板，并生成不同的標簽；

在控制工業(yè)設(shè)備執(zhí)行不同的動作時，不同的控制指令所對應的指令代碼不同，本實施例的服務(wù)適配模塊針對不同的控制指令為用戶提供不同的模板，供用戶填寫相應的指令代碼（數(shù)據(jù)）以及程序語言類型，并針對填寫后的模板生成不同的標簽。

s403、利用腳本編輯器對生成的標簽進行編輯，以編寫出xml格式的腳本文件。

s404、利用驅(qū)動器讀取所述腳本文件，并動態(tài)加載相應代碼（驅(qū)動腳本），解析出腳本文件中的指令數(shù)據(jù)；

本實施例的驅(qū)動器基于x86架構(gòu)實現(xiàn)，支持包括perl、bash、python等多種格式編寫的驅(qū)動腳本。如圖5所示，驅(qū)動器調(diào)用基于x86架構(gòu)的perl、bash、python等解釋型語言執(zhí)行引擎構(gòu)造，每次讀入一條語句，并且根據(jù)標簽所示的程序語言類型，調(diào)取并加載與之對應的語言解釋器，解析出該條語句所對應的指令數(shù)據(jù)，通過采集控制模塊發(fā)送至工業(yè)設(shè)備。此后，讀入下一條語句，依次類推。

s405、將解析出的指令數(shù)據(jù)發(fā)送至采集控制模塊，以轉(zhuǎn)換成工業(yè)設(shè)備可接受的控制指令，并通過指定的通道和接口發(fā)送至工業(yè)設(shè)備，實現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備的實時控制。

針對不同的工業(yè)設(shè)備，控制指令的格式和順序均有不同，驅(qū)動器通過動態(tài)加載基于解釋語言的驅(qū)動腳本，實現(xiàn)服務(wù)與設(shè)備功能的映射和實時配置。

對于數(shù)據(jù)→服務(wù)的封裝：

對于通過采集轉(zhuǎn)換模塊采集并轉(zhuǎn)換輸出的工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以及故障診斷模塊輸出的故障診斷結(jié)果，在傳輸至服務(wù)適配模塊后，服務(wù)適配模塊讀取當前的驅(qū)動腳本，進行數(shù)據(jù)→服務(wù)的封裝。本實施例的服務(wù)適配模塊針對不同的工業(yè)設(shè)備，獲取不同的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障診斷結(jié)果數(shù)據(jù)，統(tǒng)一封裝為符合ws標準的服務(wù)應答格式，向用戶和應用程序提供直接訪問。

下面結(jié)合圖6，對本實施例的前置裝置的具體工作流程進行詳細闡述：

①獲得服務(wù)請求：一般為來自遠程服務(wù)器或本地上位機發(fā)送的符合ws協(xié)議的服務(wù)請求，可獲取xml或json格式封裝的狀態(tài)查詢指令，形成驅(qū)動腳本；

②格式解析：讀取所述的驅(qū)動腳本，針對服務(wù)請求描述，由驅(qū)動器調(diào)用相應的解析引擎，生成針對特定工業(yè)設(shè)備的查詢指令；

③獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)：按指定通道獲取工業(yè)設(shè)備的原始數(shù)據(jù)或運行狀態(tài)返回值；

④將所獲取的工業(yè)設(shè)備的原始運行狀態(tài)數(shù)據(jù)送入故障診斷模塊，并獲取故障診斷結(jié)果；

⑤將所獲取的工業(yè)設(shè)備的原始數(shù)據(jù)以及故障診斷結(jié)果送入服務(wù)適配模塊，通過再次讀取驅(qū)動腳本，并調(diào)用相應執(zhí)行引擎，完成原始數(shù)據(jù)到ws服務(wù)數(shù)據(jù)的封裝；

⑥將封裝后的包括運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障診斷結(jié)構(gòu)的ws服務(wù)（web服務(wù)）數(shù)據(jù)返回遠程終端或本地上位機。

作為一個具體的實例，圖7示出了一臺工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障類型的服務(wù)封裝前后的數(shù)據(jù)對比。

本發(fā)明針對多種工業(yè)設(shè)備實現(xiàn)多協(xié)議數(shù)據(jù)信息的采集與轉(zhuǎn)發(fā)，通過基于x86架構(gòu)的工業(yè)前置適配裝置，將設(shè)備層的數(shù)據(jù)指令，轉(zhuǎn)換成執(zhí)行層可識別的服務(wù)（ws），完成功能和數(shù)據(jù)到服務(wù)的適配，從而實現(xiàn)向用戶和應用程序提供可直接訪問，以及可通過腳本配置的設(shè)備管控服務(wù)。同時，基于設(shè)備運行的歷史數(shù)據(jù)和參數(shù)模型，提供設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和預警，使傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備和控制系統(tǒng)符合現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的系統(tǒng)架構(gòu)。

當然，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。