一种工业生产设备预警的可视化监测方法及装置与流程

本发明涉及生产监控，具体提供一种工业生产设备预警的可视化监测方法及装置。

背景技术：

1、随着工业自动化和智能制造的快速发展，对设备监测和数据管理的需求日益增长。在传统的工业环境中，设备监测通常依赖于专用的硬件和软件系统，这些系统往往存在着数据获取不灵活、数据处理效率低、数据可视化不足等问题。特别是在大规模、分布式的工业场景中，如何实现实时、高效、可靠的数据监测和管理成为了一个亟待解决的问题。

2、现有的设备监测系统通常面临着以下几个方面的问题：

3、数据获取困难：传统监测系统通常使用专用的通信协议和数据格式，导致数据获取不灵活，难以与其他系统或平台进行集成。

4、数据处理效率低下：由于工业监测数据具有海量、高速、多样的特点，传统的数据处理方法往往难以应对，导致数据处理效率低下，无法满足实时监测的需求。

5、数据可视化不足：缺乏有效的数据可视化手段，使得用户难以直观地了解设备状态和监测数据的变化趋势，从而无法及时作出决策。

6、可扩展性和可维护性差：传统监测系统通常采用紧耦合的架构设计，导致系统可扩展性和可维护性差，无法满足不断变化的业务需求。

7、相应地，本领域需要一种新的工业生产设备预警的可视化监测方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，提出了本发明，能够实现实时、高效、可靠的数据监测和管理，同时提供强大的数据可视化功能，以满足现代工业自动化的需求。

2、在第一方面，本发明提供一种工业生产设备预警的可视化监测方法，包括以下步骤：

3、plc控制器从监测设备获取对应目标监测数据；

4、plc控制器将目标监测数据通过预设的topic发送到mqtt服务器；

5、订阅采集模块根据预设的topic从mqtt服务器获取对应的检测设备数据，并传递到时序采集模块；

6、时序采集模块对所述目标监测数据进行处理并传递到时序数据库；

7、时序数据库对目标监测数据进行管理；

8、基于所述时序数据库进行可视化预警。

9、在上述监测方法的一个技术方案中，所述时序数据库对目标监测数据进行管理，包括步骤：

10、时序数据库接收所述目标监测数据；

11、时序数据库存储所述目标监测数据；

12、在时序数据库中查询所述目标监测数据。

13、在上述监测方法的一个技术方案中，所述目标监测数据包括：

14、时间戳，所述时间戳是每个数据的标识符，用于表示该数据的时间；

15、数据值，所述数据值是每个数据的具体数值，表示在当前时间戳下的数据；

16、标签，所述标签是用于描述数据的元数据，提供关于数据的额外信息；

17、测量值，所述测量值是用于描述某个特定指标或度量的数据；

18、事件，所述事件是描述在当前时间戳下发生的事情的数据。

19、在上述监测方法的一个技术方案中，在执行所述时序数据库接收所述目标监测数据步骤前，还包括步骤：

20、基于apache flume构建缓存器，所述缓存器包括数据源单元、缓存单元和输出单元；

21、所述数据源单元接收所述目标监测数据，并将所述目标监测数据发送到缓存单元；

22、所述缓存单元存放接收到的目标监测数据；

23、所述输出单元对所述缓存单元存放的目标监测数据进行持久化处理，并将处理后的数据发送给时序数据库。

24、在上述监测方法的一个技术方案中，所述时序数据库接收所述目标监测数据，包括步骤：

25、时序数据库接收所述目标监测数据，并将所述目标监测数据存入缓存区；

26、判断缓存区的目标监测数据数量是否大于第一预设值；

27、若是，时序数据库存储所述目标监测数据。

28、在上述监测方法的一个技术方案中，所述时序数据库接收所述目标监测数据，还包括步骤：

29、若缓存区的目标监测数据数量不大于第一预设值；

30、判断所述缓存区存入的第一条目标监测数据到当前目标监测数据的时间是否大于第二预设值；

31、若是，时序数据库存储所述目标监测数据；

32、若否，时序数据库接收的目标监测数据仍存入缓存区。

33、在上述监测方法的一个技术方案中，所述时序数据库存储所述目标监测数据，包括步骤：

34、对所述目标监测数据进行压缩；

35、调用写入接口将压缩后的数据进行存储。

36、在上述监测方法的一个技术方案中，对所述目标监测数据进行压缩，包括步骤：

37、使用delta encoding或rle对时间戳进行编码；

38、将相似的时间戳进行聚合；

39、使用无损压缩算法对编码后的数据进行压缩。

40、在上述监测方法的一个技术方案中，对所述目标监测数据进行压缩，还包括步骤：

41、根据所述压缩算法，建立数据索引，用于在时序数据库中查询所述目标监测数据。

42、在第二方面，本发明提供一种工业生产设备预警的可视化监测装置，包括依次连接的plc控制器、mott服务器、订阅采集模块、时序采集模块和时序数据库。

43、本发明有益效果为：

44、1.数据监测与传输：plc控制器能够实时地从监测设备获取对应的目标监测数据。这意味着系统能够快速地获取到各种设备的运行状态、环境参数等实时数据。

45、2.数据处理与存储：时序采集模块对目标监测数据进行处理，并存储到时序数据库中。这样，可以对大量的实时数据进行有效的存储和管理，便于后续的数据分析和处理。

46、3.数据可视化预警：基于时序数据库，系统能够进行可视化预警，帮助用户直观地了解数据的变化趋势，及时发现潜在的问题或故障，从而实现预警功能，避免或减少因设备故障等原因带来的损失。

47、4.灵活的数据处理与传输：通过mqtt协议，plc控制器可以将数据发送到mqtt服务器，而订阅采集模块可以根据预设的topic从mqtt服务器获取对应的数据。这种基于主题的数据传输方式使得数据的获取和处理更加灵活，可以方便地扩展到更多的设备和场景。

48、5.模块化设计提升可维护性：系统采用模块化设计，如plc控制器、订阅采集模块、时序采集模块和时序数据库等，这使得系统的维护和升级变得更加方便。

49、6.高可用性和扩展性：由于各模块的独立性，系统的各个部分可以在不同的硬件上运行，提高了系统的可用性和扩展性。同时，这种分布式的设计也有助于提高系统的数据处理能力和容错能力。

50、通过本发明的技术方案，可以实现一个高效、稳定、可维护和可扩展的实时监测预警系统，满足各种设备和场景的数据监测和预警需求。

技术特征：

1.一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，所述时序数据库对目标监测数据进行管理，包括步骤：

3.根据权利要求2所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，所述目标监测数据包括：

4.根据权利要求2所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，在执行所述时序数据库接收所述目标监测数据步骤前，还包括步骤：

5.根据权利要求2所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，所述时序数据库接收所述目标监测数据，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，所述时序数据库接收所述目标监测数据，还包括步骤：

7.根据权利要求3所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，所述时序数据库存储所述目标监测数据，包括步骤：

8.根据权利要求7所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，对所述目标监测数据进行压缩，包括步骤：

9.根据权利要求8所述的一种工业生产设备预警的可视化监测方法，其特征在于，对所述目标监测数据进行压缩，还包括步骤：

10.一种工业生产设备预警的可视化监测装置，其特征在于，包括依次连接的plc控制器、mott服务器、订阅采集模块、时序采集模块和时序数据库。

技术总结
本发明涉及生产监控技术领域，具体提供一种工业生产设备预警的可视化监测方法及装置。其中监测方法包括步骤：PLC控制器从监测设备获取对应目标监测数据；PLC控制器将目标监测数据通过预设的topic发送到MQTT服务器；订阅采集模块根据预设的topic从MQTT服务器获取对应的检测设备数据，并传递到时序采集模块；时序采集模块对所述目标监测数据进行处理并传递到时序数据库；时序数据库对目标监测数据进行管理；基于所述时序数据库进行可视化预警。通过上述技术方案，可以实现一个高效、稳定、可维护和可扩展的实时监测预警系统，满足各种设备和场景的数据监测和预警需求。

技术研发人员：王奶平
受保护的技术使用者：深圳市互联兴邦科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29