一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統的製作方法
2023-06-02 06:49:16 10
專利名稱：一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統，屬於工業自動化。
背景技術：
工業數據採集通常通過與現場儀表傳感器等按照串口、乙太網和CAN總線等方式進行通信，並從中獲取數據，所採用數據協議往往較為複雜。在工業數據採集軟體的開發時，通常採用「早綁定」的方法即程序在編譯的時候就已經確定了將來程序運行時採用的通信協議。往往數據採集軟體應用邏輯是固定的，而現場儀表和傳感器由於各種原因是多變的，這種開發模式會造成軟體的適用性差等缺陷，即每改變現場儀表或傳感器均需要對工業數據採集軟體進行編譯連接，造成軟體維護工作量大。
實用新型內容為克服上述軟體維護工作量大和軟體適用性差的缺陷，本實用新型一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統，採用「後綁定」方法，在軟體編譯後在運行中進行相應的通信插件調用，通信軟體插件可以在系統軟體開發完成後進行開發，提高了系統的動態適應能力，對於工業數據採集有較大應用參考價值。為實現實用新型目的，本實用新型採用的技術方案:一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統由傳感器、儀表、計算機通訊接口和工業計算機組成；傳感器的輸出端連接儀表，儀表通過計算機通訊接口與工業計算機連接。傳感器、儀表為一組或者一組以上。儀表通過串口、乙太網或者CAN總線與計算機通訊接口連接。工業計算機內設有通信插件和數據採集框架軟體；通信插件中包括了用於向數據採集框架軟體的主調模塊通知相關通信事件的InventorySocketReceHandle事件接口，對於這些事件的響應包含在兩個字符串類型的參數strResponseName和StrXmlData中；參數strResponseName描述了通信事件中兩種類型的數據:一種是用於通知數據採集框架軟體當前接收的實時設備數據；另外一種是用於通知數據採集框架軟體當前接收的實時監控數據，參數StrXmlData用於存放當前接收到的數據內容，該參數中存放的數據內容與strResponseName參數中描述的數據類型是對應的，數據採集框架軟體中定義了實時設備數據和實時監控數據的數據解析格式，不同的數據類型對應著不同的數據解析格式，同時，數據採集框架軟體還包括了不同的通信控制接口，用於管理不同協議的通信事務；當該接口接收到來自通信插件中的通信響應事件時，通信插件自動分析包含在通信數據流中的strResponseName參數和StrXmlData參數，根據strResponseName參數的內容找出當前通信過程中傳輸的數據屬於實時設備數據或者實時監控數據；然後根據StrXmlData參數的內容和數據採集框架軟體中定義好的數據解析格式把數據中的有效內容提取出來，完成從通信數據流中採集有用的工業數據這一過程。數據採集框架軟體包括的不同通信控制接口，主要有:DisplayName接口:用於獲取通信協議的名稱，通過獲取插件的唯一名字來實現，返回字符串格式。GetCommPara接口:用於獲取協議的通信參數，返回字符串格式。SetCommPara接口:用於設置對應硬體設備上的通信協議參數。StartModual接口:用於啟動數據採集框架軟體5中相應的通信協議處理模塊，同時也啟動了系統的數據採集。StopModual接口:用於停止通信模塊的工作。OnlnventorySocketReceHandler接口:用於接收來自通信插件4中的通信響應事件。在數據採集框架軟體中的通信協議主要有串口協議、CAN總線協議和TCP/IP協議。所述的傳感器、儀表、計算機通訊接口和工業計算機採用市售的普通元件。本實用新型的有益效果:本實用新型採用「後綁定」方法，在軟體編譯後在運行中進行相應的通信插件調用，通信軟體插件可以在系統軟體開發完成後進行開發，提高了系統的動態適應能力，對於工業數據採集有較大應用參考價值。
圖1是本系統模塊結構圖；圖2是本系統進行工作的處理流程圖。圖中:1_傳感器、2-儀表、3-計算機通訊接口、4_通信插件、5-數據採集框架軟體、6-工業計算機。具體實施方法
以下結合附圖對實用新型作進一步說明，以方便技術人員理解。如圖1所示:一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統由傳感器1、儀表2、計算機通訊接口 3和工業計算機6組成。傳感器I的輸出端連接儀表2，儀表2通過計算機通訊接口 3與工業計算機6連接。傳感器1、儀表2為一組或者一組以上。儀表2通過串口、乙太網或者CAN總線與計算機通訊接口 3連接。工業計算機6內設有通信插件4和數據採集框架軟體5。通信插件4中包括了 InventorySocketReceHandle事件接口，這個接口用於向數據採集框架軟體5的主調模塊通知相關的通信事件，對於這些事件的響應包含在兩個字符串類型的參數 strResponseName 和 StrXmlData 中。參數strResponseName描述了通信事件中常見的兩種類型的數據:一種是實時設備數據，strResponseName用於通知數據採集框架軟體5當前接收的數據是實時設備數據；另外一種是實時監控數據，strResponseName用於通知數據採集框架軟體5當前接收的數據是實時監控數據。參數StrXmlData用於存放當前接收到的數據內容，該參數中存放的數據內容與strResponseName參數中描述的數據類型是對應的。數據採集框架軟體5中定義了實時設備數據和實時監控數據的數據解析格式，不同的數據類型對應著不同的數據解析格式。此外，數據採集框架軟體5還包括了不同的通信控制接口，用於管理不同協議的通信事務，在本實用新型中，這些通信方式主要有串口協議，CAN總線協議和乙太網協議。在數據採集框架軟體5中的通信控制接口主要有:DisplayName接口:用於獲取通信協議的名稱，通過獲取插件的唯一名字來實現，返回字符串格式。GetCommPara接口:用於獲取協議的通信參數，返回字符串格式。SetCommPara接口:用於設置工業計算機6內對應硬體設備上的通信協議參數。StartModual接口:用於啟動數據採集框架軟體5中相應的通信協議處理模塊，同時也啟動了系統的數據採集。StopModual接口:用於停止通信模塊的工作。OnlnventorySocketReceHandler事件接口:用於接收來自通信插件4中的通信響應事件。當該接口接收到來自通信插件4中的通信響應事件時，它自動分析包含在通信數據流中的strResponseName參數和StrXmlData參數。根據strResponseName參數的內容找出當前通信過程中傳輸的數據屬於實時設備數據或者實時監控數據；然後根據StrXmlData參數的內容和數據採集框架軟體5中定義好的數據解析格式把通信數據流中的有效內容提取出來，完成從通信數據流中採集有用的工業數據這一過程。如圖2所示:一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統的工作過程:I)開發設計數據採集框架軟體5，定義好框架接口，進行編譯連結程序，運行程序;2)針對特定傳感器1、儀表2連接到計算機通訊接口 3，針對其數據協議，開發相應軟體插件，實現InventorySocketReceHandle事件接口，處理數據協議，進行編譯連結程序，開發為插件程序，把該程序放到與數據採集框架軟體5同一路徑下，保存插件程序以plus作為文件後綴名；3)數據採集框架軟體5的配置文件中定義數據採集框架軟體5需要調用插件名，數據採集框架軟體5動態從其運行目錄下查找以plus作為文件後綴名的插件軟體，通過DisplayName接口獲取通信協議名，通過GetCommPara接口獲取協議的通信參數，然後利用SetCommPara接口設置工業計算機6內對應硬體設備上的通信協議參數。4)通信設置完成後,調用StartModual接口啟動通訊插件4上相應的通信事件處理模塊，最後通過InventorySocketReceHandle事件接口獲取經由儀表2、計算機通訊接口3進入工業計算機6中的現場傳感器I的數據(進入工業計算機6後該數據以通信數據流的方式進行傳輸)，在不需要數據時通過調用StopModual接口停止通訊插件4通信事件處理模塊。實施例1:當通信協議為串口通信時，數據採集框架軟體5動態從其運行目錄下找出串口plus文件，然後利用DisplayName接口獲取串口協議名，通過GetCommPara接口獲取串口通信參數，然後利用SetCommPara接口設置工業計算機6內對應硬體設備上的串口通信參數。通信設置完成後，調用StartModual接口啟動通訊插件4上相應的通信事件處理模塊，最後通過InventorySocketReceHandle事件接口接收來自通信插件4中的通信響應事件，自動分析包含在通信數據流中的strResponseName參數和StrXmlData參數。根據strResponseName參數的內容找出當前通信過程中傳輸的數據屬於實時設備數據或者實時監控數據；根據StrXmlData參數的內容和數據採集框架軟體5中定義好的數據解析格式把通信數據流中的採集自傳感器I的數據提取出來。實施例2:當通信協議為CAN總線通信時，數據採集框架軟體5動態從其運行目錄下找出CAN總線plus文件,然後利用DisplayName接口獲取CAN總線協議名，通過GetCommPara接口獲取CAN總線通信參數，然後利用SetCommPara接口設置工業計算機6內對應硬體設備上的CAN總線通信參數。通信設置完成後,調用StartModual接口啟動通訊插件4上相應的通信事件處理模塊，最後通過InventorySocketReceHandle事件接口接收來自通信插件4中的通信響應事件，自動分析包含在通信數據流中的strResponseName參數和StrXmlData參數。根據strResponseName參數的內容找出當前通信過程中傳輸的數據屬於實時設備數據或者實時監控數據；根據StrXmlData參數的內容和數據採集框架軟體5中定義好的數據解析格式把通信數據流中的採集自傳感器I的數據提取出來。實施例3:當通信協議為乙太網通信時，數據採集框架軟體5動態從其運行目錄下找出乙太網plus文件,然後利用DisplayName接口獲取乙太網協議名，通過GetCommPara接口獲取乙太網通信參數，然後利用SetCommPara接口設置工業計算機6內對應硬體設備上的乙太網通信參數。通信設置完成後，調用StartModual接口啟動通訊插件4上相應的通信事件處理模塊，最後通過InventorySocketReceHandle事件接口接收來自通信插件4中的通信響應事件，自動分析包含在通信數據流中的strResponseName參數和StrXmlData參數。根據strResponseName參數的內容找出當前通信過程中傳輸的數據屬於實時設備數據或者實時監控數據；根據StrXmlData參數的內容和數據採集框架軟體5中定義好的數據解析格式把通信數據流中的採集自傳感器I的數據提取出來。本實用新型採用「後綁定」方法，在軟體編譯後在運行中進行相應的通信插件調用，通信軟體插件可以在系統軟體開發完成後進行開發，提高了系統的動態適應能力，對於工業數據採集有較大應用參考價值。本實用新型通過附圖進行說明的，在不脫離本實用新型範圍的情況下，還可以對本實用新型專利進行各種變換及等同代替，因此，本實用新型專利不局限於所公開的具體實施過程，而應當包括落入本實用新型專利權利要求範圍內的全部實施方案。
權利要求1.一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統，其特徵在於:工業數據採集系統由傳感器、儀表、計算機通訊接口和工業計算機組成；傳感器的輸出端連接儀表，儀表通過計算機通訊接口與工業計算機連接。
2.根據權利要求1所述的一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統，其特徵在於:傳感器、儀表為一組或者一組以上。
3.根據權利要求1所述的一種採用後綁定通信插件的工業數據採集系統，其特徵在於:儀表通過串口、乙太網或者CAN總線與計算機通訊接口連接。
專利摘要本實用新型提供了一種向工業數據採集系統動態添加通信插件的系統，屬於工業自動化。工業數據採集系統由傳感器、儀表、計算機通訊接口和工業計算機組成；傳感器的輸出端連接儀表，儀表通過計算機通訊接口與工業計算機連接。本實用新型採用「後綁定」方法，在軟體編譯後在運行中進行相應的通信插件調用，通信軟體插件可以在系統軟體開發完成後進行開發，提高了系統的動態適應能力，對於工業數據採集有較大應用參考價值。
文檔編號G05B19/418GK202995424SQ20122068964
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者王劍平, 張果, 張雲生, 黃紅霞, 車國霖 申請人:昆明理工大學