基于模板的工业设备数据处理方法和装置与流程

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种基于模板的工业设备数据处理方法和装置。

背景技术：

随着注塑行业的发展，在注塑行业中具有多种类型的工业设备，例如有注塑机、辅机、数控车床等。在各个工业设备的工作过程中，各个工业设备会产生许多数据，采集这些数据对设备智能和工厂智能至关重要。这也是大数据故障判断，故障预测和边缘设备的闭环控制的基础。

在注塑行业现有技术中，针对存在很多类型的设备，各个设备的通信协议差别很大，每个设备需要采集的数据也大不相同的情况，目前在采集工业设备的数据的时候，都对每一种类型的工业设备独自采集自身的各个设备所产生的数据。无法实现对不同类型和不同协议的工业设备进行统一、集成化的数据采集和管理，这导致了系统不具有良好的扩展性，增加了很多工作量。

技术实现要素：

本发明提供一种基于模板的工业设备数据处理方法和装置，实现对不同类型和不同通信协议的工业设备进行统一、集成化的数据采集和管理。

第一方面，本发明提供一种基于模板的工业设备数据处理方法，包括：

向服务器发送模板获取请求，其中，所述模板获取请求中包括待处理的工业设备的类型标识和所述待处理的工业设备所采用的通信协议的标识，所述服务器中存储有与不同的类型标识、不同的通信协议的标识对应的模板文件，所述模板文件中包括至少一个参数组合，每一个所述参数组合中包括至少一个配置参数，以使所述服务器确定与所述待处理的工业设备的类型标识、所述通信协议的标识对应的模板文件；

接收所述服务器发送的与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件；

根据与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件中的每一个参数组合，对所述待处理的工业设备进行数据采集。

进一步地，每一个所述参数组合中还包括数据参数类型，则根据与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件中的每一个参数组合，对所述待处理的工业设备进行数据采集，包括：

根据所述每一个参数组合，获取所述待处理的工业设备中的与参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

进一步地，所述参数组合中的一个所述配置参数为数据采样频率，则根据所述每一个参数组合，获取所述待处理的工业设备中的与参数组合中的数据参数类型对应的数据参数，包括：

根据预设的不同的数据采样频率与不同的线程之间的对应关系，确定与所述数据采样频率对应的线程；

采用与所述数据采样频率对应的线程，根据所述每一个参数组合中的除所述数据采样频率之外的配置参数，采集与所述每一个参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

进一步地，所述数据参数类型包括以下的至少一种：变量标识、组名、组别名、变量名、名字、变量描述。

进一步地，在根据与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件中的每一个参数组合，对所述待处理的工业设备进行数据采集之后，还包括：

将采集到的数据，构成一个数据包，其中，所述数据包中包括所述待处理的工业设备的类型标识；

将所述数据包发送给所述服务器进行存储。

进一步地，所述配置参数为以下的任意一种：单位、读写属性、采集频率、采集点位地址、点位处理公式。

第二方面，本发明提供了一种基于模板的工业设备数据处理装置，包括：

发送单元，用于向服务器发送模板获取请求，其中，所述模板获取请求中包括待处理的工业设备的类型标识和所述待处理的工业设备所采用的通信协议的标识，所述服务器中存储有与不同的类型标识、不同的通信协议的标识对应的模板文件，所述模板文件中包括至少一个参数组合，每一个所述参数组合中包括至少一个配置参数，以使所述服务器确定与所述待处理的工业设备的类型标识、所述通信协议的标识对应的模板文件；

接收单元，用于接收所述服务器发送的与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件；

采集单元，用于根据与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件中的每一个参数组合，对所述待处理的工业设备进行数据采集。

进一步地，每一个所述参数组合中还包括数据参数类型；

所述采集单元，具体用于：

根据所述每一个参数组合，获取所述待处理的工业设备中的与参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

进一步地，所述参数组合中的一个所述配置参数为数据采样频率；

所述采集单元，具体用于：

根据预设的不同的数据采样频率与不同的线程之间的对应关系，确定与所述数据采样频率对应的线程；

采用与所述数据采样频率对应的线程，根据所述每一个参数组合中的除所述数据采样频率之外的配置参数，采集与所述每一个参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

进一步地，所述数据参数类型包括以下的至少一种：变量标识、组名、组别名、变量名、名字、变量描述。

进一步地，所述装置还包括：处理单元；

所述处理单元，用于将采集到的数据，构成一个数据包，其中，所述数据包中包括所述待处理的工业设备的类型标识；

将所述数据包发送给所述服务器进行存储。

进一步地，所述配置参数为以下的任意一种：单位、读写属性、采集频率、采集点位地址、点位处理公式。

第三方面，本发明提供一种基于工业设备的数据处理设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；

其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现第一方面的任一方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现第一方面的任一方法。

本发明提供了一种基于模板的工业设备数据处理方法和装置，服务器中针对不同类型和不同通信协议的工业设备设置有对应的模板文件，例如，针对注塑机、协议1设置有模板文件1，针对注塑机、协议2设置有模板文件2等等，这样，当需要从各个待处理的工业设备采集数据时，便可通过向服务器发送模板获取请求，以从服务器中获取到与各个待处理的工业设备所分别对应的模板文件，从而根据获取到的相应模板文件分别从相应的待处理的工业设备中采集数据，因此，本方案基于模板文件实现了对不同类型和不同协议的工业设备进行统一、集成化的数据采集和管理。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明实施例一提供的一种基于模板的工业设备数据处理方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种基于模板的工业设备数据处理方法的流程图；

图3为本发明实施例二提供的一种基于模板的工业设备数据处理方法中的线程池的示意图；

图4为本发明实施例二提供的一种基于模板的工业设备数据处理方法中的服务器存储数据的示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种基于模板的工业设备数据处理方法中传感器-设备-工厂-云端的示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种基于模板的工业设备数据处理装置的结构示意图；

图7为本发明实施例四提供的一种基于模板的工业设备数据处理的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的基于模板的工业设备数据处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101：向服务器发送模板获取请求，其中，所述模板获取请求中包括待处理的工业设备的类型标识和所述待处理的工业设备所采用的通信协议的标识，所述服务器中存储有与不同的类型标识、不同的通信协议的标识对应的模板文件，所述模板文件中包括至少一个参数组合，每一个所述参数组合中包括至少一个配置参数，以使所述服务器确定与所述待处理的工业设备的类型标识、所述通信协议的标识对应的模板文件。

实际应用中，本实施例的执行主体可以为基于模板的工业设备数据处理装置，该基于模板的工业设备数据处理装置可以为程序软件，也可以为存储有相关计算机程序的介质，例如，u盘等；或者，该基于模板的工业设备数据处理装置还可以为集成或安装有相关计算机程序的实体设备，例如，芯片、智能终端、电脑、服务器等。

以实际场景举例来说：云端的服务器针对注塑机、辅机、数控车床等不同类型的工业设备、不同的通信协议设置有不同的模板文件，举例来说，针对注塑机、文件传输协议(filetransferprotocol，简称ftp)设置有模板文件1，针对注塑机、(objectlinkingandembeddingforprocesscontrol，简称opc)设置有模板文件2，针对注塑机、远程终端telent协议设置有模板文件3，针对辅机、ftp协议设置有模板文件4，针对辅机、opc协议设置有模板文件4等等。假设待处理的工业设备有注塑机keba、注塑机弘讯、注塑机gefran，其中，keba控制器主要使用opc协议进行数据访问，同时支持ftp协议进行数据访问，gefran控制器内部会将变量保存在一个序列的压缩文件中，可以通过ftp协议对文件进行读取并利用zip解压缩算法解压得到数据，弘讯控制器可以通过opc协议进行数据访问，这样，针对注塑机keba、注塑机弘讯便可依照模板文件2进行数据采集，针对注塑机gefran，便可依照模板文件1进行数据采集。可见，本方案在实现对不同类型和不同通信协议的工业设备的集成化采集时，还能对同一类型同一通信协议下的不同控制器进行统一的数据采集和管理。

另外，值得说明的是，用户可对云端存储的模板文件进行增删改等操作。例如，待处理的工业设备有注塑机keba、注塑机弘讯，那么在采集数据之前，针对注塑机keba，用户可预先通过网页登入云端的服务器，下载所需的模板文件1，然后对模板文件1按需进行一些修改操作等，如将模板中默认的数据采样频率由500ms改为600ms，修改完之后的模板文件1称为模板文件11，并将该模板文件11上传至云端的服务器，针对注塑机弘讯也可按照上述流程处理，如修改完之后形成模板文件12，并上传至云端的服务器，那么在采集数据时，本实施例的执行主体基于模板的工业设备数据处理装置便可从服务器获取用户修改后的模板文件11和模板文件12，然后根据模板文件11从注塑机keba中采集相关数据，根据模板文件12从注塑机弘讯中采集相关数据。其中，修改后的模板文件可以工业设备型号、控制器和通信协议三者共同进行命名，以便服务器能够根据模板获取请求确定相应的模板文件，例如，模板文件11的文件名为：注塑机-keba-opc，模板文件12的文件名为：注塑机-弘讯-opc。另外，模板文件可为excel表格，每一行为一个参数组合，每一个参数组合对应至少一列，也即每一个参数组合包括至少一个配置参数。

步骤102：接收所述服务器发送的与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件。

步骤103：根据与所述待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件中的每一个参数组合，对所述待处理的工业设备进行数据采集。

在本实施例中，具体是从待处理的工业设备的控制器中采集数据，且在采集数据时，具体是按照所获取的相应模板文件中的每一个参数组合，也即每一行的配置参数去采集数据，比如，按照数据采样频率是600ms循环的从控制器中采集相关数据。

本发明实施例提供了一种基于模板的工业设备数据处理方法，服务器中针对不同类型和不同通信协议的工业设备设置有对应的模板文件，例如，针对注塑机、协议1设置有模板文件1，针对注塑机、协议2设置有模板文件2等等，这样，当需要从各个待处理的工业设备采集数据时，便可通过向服务器发送模板获取请求，以从服务器中获取到与各个待处理的工业设备所分别对应的模板文件，从而根据获取到的相应模板文件分别从相应的待处理的工业设备中采集数据，因此，本方案基于模板文件实现了对不同类型和不同协议的工业设备进行统一、集成化的数据采集和管理。

图2为本发明实施例二提供的一种基于模板的工业设备数据处理方法的流程图，如图2所示，该方法可以包括：

步骤201：向服务器发送模板获取请求，其中，模板获取请求中包括待处理的工业设备的类型标识和待处理的工业设备所采用的通信协议的标识，服务器中存储有与不同的类型标识、不同的通信协议的标识对应的模板文件，模板文件中包括至少一个参数组合，每一个参数组合中包括至少一个配置参数，以使服务器确定与待处理的工业设备的类型标识、通信协议的标识对应的模板文件。

具体的，模板文件采用面向对象的思想，以工业设备为注塑机为例，可将数据分为概览overview、合模mold、顶针ejector、中子core、注射inject、储料plastic、座台nozzle、加热heating、吹气airvalver、其他数据otherdata、机器参数machinedata等部分，而且，每一部分的变量进行统一的命名，每一个数据变量可包含13个字段内容：变量标识id、组名(英文)、组别名(中文)、变量名(英文)、名字(中文)、变量描述、单位、读写属性、数据类型、采集频率、采集点位地址、点位处理公式、备注，其中，数据参数类型可包括变量id、组名(英文)、组别名(中文)、变量名(英文)、名字(中文)、变量描述，至少一个配置参数可包括单位、读写属性、数据类型、采集频率、采集点位地址、点位处理公式、备注。参见如下表1，表1为本发明实施例提供的一种模板文件的结构(表1中并未给出具体的数据，只是一种结构的展示)。

表1

例如，表1为上述提到的云端的服务器中预先存储的注塑机下的ftp协议对应的模板文件1的结构，那么针对待处理的工业设备：注塑机keba和注塑机gefran，可基于同一模板文件的结构实现了从不同控制器中采集数据的目的，进而对不同注塑机控制器内采集到的数据得到一个规范的调整和记录。另外，模板文件内每一组别中又都包括不同变量，如数量、时间、压力、温度、速度、加速度、位置、类型、模式等多方面的变量。具体的，可参见表2所示，表2为本发明实施例提供的另一种模板文件的结构(表2中只是示出了部分数据)。

表2

模板文件中对变量分配唯一的id进行变量识别，增强各变量的规范性；各变量进行中英文的存储，适合不同语言人群的使用；变量描述对每一个变量进行解释说明，便于使用者对于模板文件的理解；变量的读写属性设计使得模板文件内的数据安全性能得到保证；数据类型标识了所采集到的变量数据属于哪种类型，包括有：整型、长整型、布尔型、浮点型、字符串和自定义；数据采集频率分为快速、中速、慢速、自定义四种方式，满足不同变量对采集频率的要求；采集点位地址表征待处理的工业设备的地址，具体的，在获取到模板文件之后，便可依据采集点位地址从相应的待处理的工业设备中采集数据；不同控制器对于同一种数据信息或许有不同的定义方式，点位处理公式实现了对采集数据的单位转换，以及描述变量之间相互作用的关系和方式，比如，采集的时间为60秒(s)，通过点位转换公式转换为1分钟(min)；备注可对数据变量补充说明。

在本实施例中，采用快速采集线程采集的变量，数据采集频率字段中标注为f，采用中速采集线程采集的变量，数据采集频率字段中标注为m，采用慢速采集线程采集的变量，数据采集频率字段中标注为s，采用自定义采集线程采集的变量，数据采集频率字段中标注其设定的相应频率。

步骤202：参数组合中的一个配置参数为数据采样频率，根据预设的不同的数据采样频率与不同的线程之间的对应关系，确定与数据采样频率对应的线程。

在本实施例中，预先设置了两种线程池，分别是规定性线程池和自定义线程池，其中，规定性线程池中包括了快速线程、中速线程、慢速线程这三种采集线程，自定义线程池中包括了多条可以自定义数据采集频率的线程，具体可参照图3所示。其中，快速线程的数据采集频率为100毫秒(ms)，中速线程的数据采集频率为1s，慢速线程的采集频率为10s，自定义线程的数据采集频率可以设置为大于100ms且是100ms的整数倍的任何一个频率。

在本实施例中，对不同重要程度的变量分等级实时采集，对不同等级的变量可以单独设置数据采集频率，等级比较高的变量采用快速线程采集数据，等级适中的变量采用中速线程采集数据，等级比较低的变量采用慢速线程采集数据，对其它变量还可以实现自定义的采集频率，而没有被指定采集线程的变量默认使用采集频率为1s的中速线程进行采集数据，因此，在采集数据时，用户可根据实际需求进行填写。

步骤203：采用与数据采样频率对应的线程，根据每一个参数组合中的除所述采样频率之外的配置参数，采集与每一个参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

步骤204：将采集到的数据，构成一个数据包，其中，数据包中包括所述待处理的工业设备的类型标识。

在本实施例中，在采集到数据之后，可按照表2定义的方式构成一个数据包，如，在表2的最后一列在增加一列，将采集并处理后的数据存储在相应行的最后一列，从而构成一个数据包，其中，为便于用户知晓该数据包属于哪一个工业设备，可将数据包以工业设备的类型标识进行命名，同时命名中还可包括控制器的类型。

步骤205：将数据包发送给服务器进行存储。

在本实施例中，可将数据包通过消息队列遥测传输协议(messagequeuingtelemetrytransport，简称mqtt)发送到云端的服务器进行存储，可参照图4所示，图4中的每一个数据文件可对应一个数据包。

另外，本发明实施例的基于模板的工业设备数据处理方法可实现注塑行业从传感器到设备，从设备到工厂这一大型结构的数据分层实时兼容性采集，具体可参照图5所示，可以采集的传感器信号包含有：电子尺、温度传感器、压力传感器、角速度计(陀螺仪)、速度传感器、加速度传感器、能耗传感器、重力传感器、惯性传感器等，注塑工业涉及到的设备包括有：注塑机、辅机、数控机床、机械手、流水线作业设备等，工厂层次可包含：注塑机加工厂、数控加工厂、汽车配件生产厂等一系列注塑产品生产厂，也即控制器能够采集到上述这些传感器所产生的数据，而本实施例中的处理装置则能够从控制器中采集到这些数据，从而实现从传感器-设备-工厂这一系列数据的采集。

本实施例通过服务器端预先设置模板文件，可基于该模板文件实现从不同控制器中采集数据的目的，进而对不同注塑机控制器内采集到的数据得到一个规范的调整和记录，另外，通过设置不同数据采集频率的线程，可以更大程度地利用资源，降低资源开销，并且提高采集的效率，减少工作量。

图6为本发明实施例三提供的一种基于模板的工业设备数据处理装置的结构示意图，包括：

发送单元601，向服务器发送模板获取请求，其中，所述模板获取请求中包括待处理的工业设备的标识，所述服务器中存储有不同的工业设备的模板文件，每一个所述模板文件中包括工业设备的标识和至少一个参数组合，每一个所述参数组合中包括至少一个配置参数，以使所述服务器确定与所述待处理的工业设备的标识对应的模板文件；

接收单元602，接收所述服务器发送的与所述待处理的工业设备的标识对应的模板文件；

采集单元603，根据与所述待处理的工业设备的标识对应的模板文件中的每一个参数组合，对所述待处理的工业设备进行数据采集。

在本实施例中，本实施例的基于可执行本发明实施例一提供的方法，其实现原理相类似，此处不再赘述。

本实施例中，服务器中针对不同类型和不同通信协议的工业设备设置有对应的模板文件，例如，针对注塑机、协议1设置有模板文件1，针对注塑机、协议2设置有模板文件2等等，这样，当需要从各个待处理的工业设备采集数据时，便可通过向服务器发送模板获取请求，以从服务器中获取到与各个待处理的工业设备所分别对应的模板文件，从而根据获取到的相应模板文件分别从相应的待处理的工业设备中采集数据，因此，本方案基于模板文件实现了对不同类型和不同协议的工业设备进行统一、集成化的数据采集和管理。

图7为本发明实施例四提供的一种基于模板的工业设备数据处理装置的结构示意图，在实施例三的基础上，如图7所示，

每一个所述参数组合中还包括数据参数类型；所述采集单元，具体用于：

根据所述每一个参数组合，获取所述待处理的工业设备中的与参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

进一步地，所述参数组合中的一个所述配置参数为数据采样频率；

所述采集单元，具体用于：

根据预设的不同的数据采样频率与不同的线程之间的对应关系，确定与所述数据采样频率对应的线程；

采用与所述数据采样频率对应的线程，根据所述每一个参数组合中的除所述数据采样频率之外的配置参数，采集与所述每一个参数组合中的数据参数类型对应的数据参数。

进一步地，所述数据参数类型包括以下的至少一种：变量标识、组名、组别名、变量名、名字、变量描述。

进一步地，所述装置还包括：处理单元701；

所述处理单元701，用于将采集到的数据，构成一个数据包，其中，所述数据包中包括所述待处理的工业设备的标识；

将所述数据包发送给所述服务器进行存储。

进一步地，每一个所述模板文件中还包括通信协议的标识，所述模板获取请求中还包括所述待处理的工业设备所采用的通信协议的标识；

所述发送单元，具体用于：

向服务器发送模板获取请求，以使所述服务器确定与所述待处理的工业设备的标识和所述通信协议的标识对应的模板文件。

进一步地，所述配置参数为以下的任意一种：单位、读写属性、采集频率、采集点位地址、点位处理公式。

在本实施例中，本实施例的可执行本发明实施例二提供的法，其实现原理相类似，此处不再赘述。

本实施例通过服务器端预先设置模板文件，可基于该模板文件实现从不同控制器中采集数据的目的，进而对不同注塑机控制器内采集到的数据得到一个规范的调整和记录，另外，通过设置不同数据采集频率的线程，可以更大程度地利用资源，降低资源开销，并且提高采集的效率，减少工作量。

本发明提供一种基于模板的工业设备数据处理设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；

其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现任一实施例的方法。

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现任一实施例的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。