本發(fā)明屬于工業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

連鑄生產(chǎn)過程本身具有很多復(fù)雜的時變性、非線性、不確定的因素，現(xiàn)有控制模式很難滿足要求，制約了生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程的進(jìn)一步優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的提升。原始的簡單系統(tǒng)僅僅具備了數(shù)據(jù)采集或者是數(shù)據(jù)顯示的功能，對于不同品牌plc的現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集裝置往往需要開發(fā)不同的opc驅(qū)動程序，復(fù)雜性較高，容錯性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，有效滿足新一代智能監(jiān)控系統(tǒng)和信息集成的功能要求。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，包括生產(chǎn)設(shè)備、控制設(shè)備、上位采集機(jī)和智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述生產(chǎn)設(shè)備依次經(jīng)過所述控制設(shè)備、上位采集機(jī)與所述智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，所述控制設(shè)備與所述上位采集機(jī)之間設(shè)置有opc服務(wù)器，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)和上位采集機(jī)分別與信息存儲數(shù)據(jù)庫連接，組成連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和智能化監(jiān)控系統(tǒng)，

所述控制設(shè)備為生產(chǎn)現(xiàn)場一級plc設(shè)備，用于控制生產(chǎn)過程中傳感器的工作參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)；

所述opc服務(wù)器用于采集所述生產(chǎn)現(xiàn)場一級plc設(shè)備傳遞的實(shí)時數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述上位采集機(jī)；

所述上位采集機(jī)用于接收所述opc服務(wù)器采集的實(shí)時數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)上傳至所述智能監(jiān)控系統(tǒng)和信息存儲數(shù)據(jù)庫中；

所述信息存儲數(shù)據(jù)庫用于存儲所述上位采集機(jī)和智能監(jiān)控系統(tǒng)以sql語句形式、通過odbc接口模塊傳送的連鑄生產(chǎn)信息。

進(jìn)一步的，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)用于從上位采集機(jī)獲取數(shù)據(jù)，監(jiān)控連鑄生產(chǎn)過程的運(yùn)行，并提供基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的質(zhì)量判定數(shù)據(jù)處理服務(wù)，用于管理人員查看生產(chǎn)信息、實(shí)時監(jiān)控信息和質(zhì)量判定數(shù)據(jù)處理信息。

進(jìn)一步的，所述上位采集機(jī)的數(shù)據(jù)采集接口包括opc數(shù)據(jù)采集模塊，所述opc數(shù)據(jù)采集模塊經(jīng)過數(shù)據(jù)庫操作模塊與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于將數(shù)據(jù)上傳至所述智能監(jiān)控系統(tǒng)和信息存儲數(shù)據(jù)庫中。

進(jìn)一步的，所述opc數(shù)據(jù)采集模塊用于通過opc協(xié)議讀取所述opc服務(wù)器采集的實(shí)時數(shù)據(jù)，所述opc數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)通過opc數(shù)據(jù)采集模塊緩存在上位采集機(jī)上，再上傳到信息存儲數(shù)據(jù)庫上保存。

進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)庫操作模塊用于將所述opc數(shù)據(jù)采集模塊采集的實(shí)時數(shù)據(jù)保存到信息存儲數(shù)據(jù)庫里進(jìn)行緩存?zhèn)浞?，并從所述信息存儲?shù)據(jù)庫中將數(shù)據(jù)提取出來傳給網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊同時用于監(jiān)測上傳數(shù)據(jù)時的異常狀況，判斷該實(shí)時數(shù)據(jù)是否成功上傳至信息存儲數(shù)據(jù)庫，當(dāng)該實(shí)時數(shù)據(jù)沒有成功上傳至信息存儲數(shù)據(jù)庫時，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊待異常狀況恢復(fù)后重新上傳該實(shí)時數(shù)據(jù)到信息存儲數(shù)據(jù)庫。

進(jìn)一步的，所述信息存儲數(shù)據(jù)庫還通過應(yīng)用服務(wù)器與移動監(jiān)控終端連接，所述移動監(jiān)控終端包含顯示界面和移動互聯(lián)網(wǎng)通訊模塊；所述移動互聯(lián)網(wǎng)通訊模塊運(yùn)用http協(xié)議、通過所述服務(wù)器獲取來自所述信息存儲數(shù)據(jù)庫的所述連鑄生產(chǎn)信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)包括生產(chǎn)設(shè)備、控制設(shè)備、上位采集機(jī)和智能監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)設(shè)備依次經(jīng)過控制設(shè)備、上位采集機(jī)與智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，控制設(shè)備與上位采集機(jī)之間設(shè)置有opc服務(wù)器，智能監(jiān)控系統(tǒng)和上位采集機(jī)分別與信息存儲數(shù)據(jù)庫連接，組成連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和智能化監(jiān)控系統(tǒng)，采用opc服務(wù)器通過com技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對不同品牌plc的統(tǒng)一訪問，避免了針對不同plc開發(fā)不同驅(qū)動程序進(jìn)行現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集的復(fù)雜性，同時本發(fā)明的上位采集機(jī)通過opc協(xié)議讀取server端的一級數(shù)據(jù)，然后上位采集機(jī)利用tcp協(xié)議上傳至信息存儲數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲。如果上傳網(wǎng)絡(luò)發(fā)生異常導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法上傳不能及時傳入監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的情況出現(xiàn)，上位采集機(jī)就啟動自身存儲機(jī)制保存數(shù)據(jù)，一旦網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后及時補(bǔ)傳，這樣實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)保存的連續(xù)性。

進(jìn)一步的，本發(fā)明可以直接將要上傳的數(shù)據(jù)緩存到采集機(jī)上，一旦網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)自動重新傳輸，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，很難丟失，避免了人工補(bǔ)錄的麻煩。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中的上位采集機(jī)中設(shè)置了opc數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫操作模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊三部分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸接口，既遵循了opc數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，同時實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)從生產(chǎn)現(xiàn)場到數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)化轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)傳輸和處理流程更方便，實(shí)時性和容錯性更好。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中的監(jiān)控系統(tǒng)包括兩個智能監(jiān)控終端，即智能化監(jiān)控系統(tǒng)與移動終端；采用監(jiān)控室與移動終端共同監(jiān)控的方式，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了對連鑄生產(chǎn)過程中信息異常的監(jiān)控力度，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率；并且這種方式便于系統(tǒng)的維修，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和智能化監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)拓?fù)鋱D。

具體實(shí)施方式

工業(yè)信息化時代，各種智能監(jiān)控技術(shù)不僅能提高工業(yè)生產(chǎn)的信息化管理和生產(chǎn)過程的自動化水平，還能有效提升生產(chǎn)效率。本發(fā)明設(shè)計(jì)出一種連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，從采集接口上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存功能，不僅能方便有效的對生產(chǎn)現(xiàn)場不同的plc設(shè)備進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集，同時還提供了移動智能監(jiān)控服務(wù)，能有效滿足新一代實(shí)時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)過程的智能化監(jiān)控和信息集成的功能要求。

請參閱圖1，本發(fā)明連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和智能化監(jiān)控系統(tǒng)，包括生產(chǎn)設(shè)備、控制設(shè)備、上位采集機(jī)和智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述生產(chǎn)設(shè)備依次經(jīng)過所述控制設(shè)備、上位采集機(jī)與所述智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，所述控制設(shè)備與所述上位采集機(jī)之間設(shè)置有opc服務(wù)器，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)和上位采集機(jī)分別與信息存儲數(shù)據(jù)庫連接，組成連鑄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集和智能化監(jiān)控系統(tǒng)。

所述控制設(shè)備為生產(chǎn)現(xiàn)場一級plc設(shè)備，用于控制生產(chǎn)過程中的各種傳感器的工作參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，包含西門子、施耐德和abb等多種品牌的。

所述opc服務(wù)器用于采集所述生產(chǎn)現(xiàn)場一級plc設(shè)備傳遞的實(shí)時數(shù)據(jù)，采用com技術(shù)實(shí)現(xiàn)對不同品牌plc的通用訪問接口，無需針對不同的plc開發(fā)相應(yīng)的驅(qū)動程序，通過xml配置文件配置plc設(shè)備的信息和連鑄生產(chǎn)數(shù)據(jù)的讀寫變量組。

所述上位采集機(jī)用于接收所述opc服務(wù)器采集的實(shí)時數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)上傳到所述只能監(jiān)控系統(tǒng)。

所述上位采集機(jī)的數(shù)據(jù)采集接口包括opc數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫操作模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。

所述opc數(shù)據(jù)采集模塊用于通過opc協(xié)議讀取所述opc服務(wù)器采集的實(shí)時數(shù)據(jù)；

所述opc數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)首先需要緩存在上位采集機(jī)上，另外上傳到信息存儲數(shù)據(jù)庫上保存，這些都需要通過數(shù)據(jù)庫來存儲，因此需要opc數(shù)據(jù)采集模塊操作數(shù)據(jù)庫。

所述數(shù)據(jù)庫操作模塊用于將所述opc數(shù)據(jù)采集模塊采集的實(shí)時數(shù)據(jù)保存到信息存儲數(shù)據(jù)庫里進(jìn)行緩存?zhèn)浞?，并從所述信息存儲?shù)據(jù)庫中將數(shù)據(jù)提取出來傳給網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊；

數(shù)據(jù)庫操作模塊采用工廠模式對不同類型的數(shù)據(jù)庫接口進(jìn)行適配，為各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫訪問提供了標(biāo)準(zhǔn)接口。各子系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的訪問均由數(shù)據(jù)庫通用訪問組件來完成而無需考慮不同數(shù)據(jù)庫之間的差異，簡化了數(shù)據(jù)庫訪問的過程及開銷，降低了各子系統(tǒng)異步訪問數(shù)據(jù)庫時產(chǎn)生錯誤的風(fēng)險(xiǎn)。該模塊以dll動態(tài)鏈接庫的方式被系統(tǒng)所調(diào)用，的支持mysql、oracle、db2、sqlserver等數(shù)據(jù)庫。

所述上位采集機(jī)的采集接口通過數(shù)據(jù)庫操作模塊操作數(shù)據(jù)寫入信息存儲數(shù)據(jù)庫。信息存儲數(shù)據(jù)庫一般采用小巧，不用安裝的文檔型數(shù)據(jù)庫，性能要高，穩(wěn)定。

所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于將數(shù)據(jù)上傳到所述智能監(jiān)控系統(tǒng)和信息存儲數(shù)據(jù)庫中。

控制設(shè)備和opc服務(wù)器使用底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議通信，modebus協(xié)議。opc服務(wù)器通過opc協(xié)議與上位采集機(jī)通信，上位采集機(jī)與智能化控制系統(tǒng)通過http+soap協(xié)議通信，使用wcf框架。

所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊同時用于監(jiān)測上傳數(shù)據(jù)時的異常狀況，判斷該實(shí)時數(shù)據(jù)是否成功上傳信息存儲數(shù)據(jù)庫，當(dāng)該實(shí)時數(shù)據(jù)沒有成功上傳到信息存儲數(shù)據(jù)庫時，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊待異常狀況恢復(fù)后重新上傳該實(shí)時數(shù)據(jù)到信息存儲數(shù)據(jù)庫。

所述信息存儲數(shù)據(jù)庫長期保存歷史數(shù)據(jù)，通過tcp協(xié)議讀取每一臺上位采集機(jī)的保存數(shù)據(jù)，上位采集機(jī)的數(shù)據(jù)是通過opc協(xié)議采集的opc服務(wù)器數(shù)據(jù)。其中，tcp協(xié)議傳輸需要三次握手，中途傳輸如果因?yàn)閿嗑W(wǎng)或者斷點(diǎn)干擾此類原因?qū)е聜鬏敂?shù)據(jù)丟失，發(fā)送端會接受不到接受方成功接受的應(yīng)答，因此就重新傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊發(fā)現(xiàn)上傳數(shù)據(jù)后沒有得到應(yīng)答包，說明沒有傳上去，就周期性的再發(fā)。

所述智能監(jiān)控系統(tǒng)，用于從上位采集機(jī)獲取數(shù)據(jù)，監(jiān)控連鑄生產(chǎn)過程的運(yùn)行，并提供基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的質(zhì)量判定等數(shù)據(jù)處理服務(wù)，管理人員可以在此系統(tǒng)中查看生產(chǎn)信息、實(shí)時監(jiān)控信息和質(zhì)量判定等數(shù)據(jù)處理信息。

所述信息存儲數(shù)據(jù)庫用于存儲所述上位采集機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)以sql語句形式、通過odbc接口模塊傳送的所述連鑄生產(chǎn)信息。

所述信息存儲數(shù)據(jù)庫還通過應(yīng)用服務(wù)器與移動監(jiān)控終端連接，所述移動監(jiān)控終端包含顯示界面和移動互聯(lián)網(wǎng)通訊模塊；所述移動互聯(lián)網(wǎng)通訊模塊運(yùn)用http協(xié)議、通過所述服務(wù)器獲取來自所述信息存儲數(shù)據(jù)庫的所述連鑄生產(chǎn)信息。

具體工作過程為：

生產(chǎn)現(xiàn)場一級plc設(shè)備采集連鑄生產(chǎn)過程的實(shí)時數(shù)據(jù)，通過底層協(xié)議(比如：modbus)把數(shù)據(jù)傳到opc服務(wù)器，opc服務(wù)器將數(shù)據(jù)通過opc協(xié)議傳輸?shù)給pc數(shù)據(jù)采集模塊，opc數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)opc傳輸協(xié)議接收生產(chǎn)現(xiàn)場一級plc設(shè)備的數(shù)據(jù)，完成opc數(shù)據(jù)采集，并緩存在上位采集機(jī)上，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊分別上傳到信息存儲數(shù)據(jù)庫和智能監(jiān)控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通過tcp協(xié)議的方式從上位采集機(jī)傳輸?shù)叫畔⒋鎯?shù)據(jù)庫和智能監(jiān)控系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊來保證tcp傳輸?shù)目煽啃?，?zhǔn)確性。

所述移動監(jiān)控終端的移動互聯(lián)網(wǎng)通訊模塊運(yùn)用http協(xié)議，通過應(yīng)用服務(wù)器獲取來自所述信息存儲數(shù)據(jù)庫的所述連鑄生產(chǎn)信息，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的數(shù)據(jù)緩存環(huán)節(jié)包含在上位采集機(jī)的采集接口中，即來的數(shù)據(jù)緩存到上位采集機(jī)的數(shù)據(jù)庫中，這一步是通過數(shù)據(jù)庫操作模塊實(shí)現(xiàn)的，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以tcp的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒋鎯?shù)據(jù)庫中。

傳統(tǒng)的pi系統(tǒng)就是丟失數(shù)據(jù)后需要利用別的渠道(例如現(xiàn)場別人保存的丟失的歷史數(shù)據(jù)或者備份服務(wù)器)把數(shù)據(jù)找回來后再手工補(bǔ)錄數(shù)據(jù)。本發(fā)明可以直接將要上傳的數(shù)據(jù)緩存到采集機(jī)上，一旦網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)自動重新傳輸，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，很難丟失，避免了人工補(bǔ)錄的麻煩。

本發(fā)明通過手機(jī)移動終端與監(jiān)控計(jì)算機(jī)相結(jié)合的方式對連鑄車間生產(chǎn)信息進(jìn)行監(jiān)控。為工業(yè)4.0背景下的智能工廠的構(gòu)建，提供了一種信息管理的模式；在改進(jìn)傳統(tǒng)工業(yè)通訊方式的同時，應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，增加了移動終端的監(jiān)控，克服了監(jiān)控地點(diǎn)的限制，方便企業(yè)管理者對連鑄車間信息的控制和管理；本發(fā)明主要解決了目前連鑄生產(chǎn)車間信息不能集中管理等問題，提高了生產(chǎn)效率。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。