實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、針對工業(yè)過程中的實際應(yīng)用，增加多個種類與該工業(yè)過程相對應(yīng)的快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊；步驟2、通用數(shù)據(jù)采樣模塊通過現(xiàn)場總線采樣到數(shù)據(jù)后存入高速存儲單元內(nèi)，以高速存儲單元作為數(shù)據(jù)預(yù)先緩沖存儲空間，再由高速存儲單元將緩沖的海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口及網(wǎng)絡(luò)傳輸給接入同一網(wǎng)絡(luò)的海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站。本發(fā)明的優(yōu)點是在過程數(shù)據(jù)快速采樣系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)機械診斷分析系統(tǒng)中既保證了過程控制參數(shù)的實時性，又提供海量數(shù)據(jù)處理方法，減少現(xiàn)場設(shè)備和工程工作量。
【專利說明】實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)，用于解決現(xiàn)場信號在參與工業(yè)過程控制時同時進行數(shù)據(jù)快速采樣分析或旋轉(zhuǎn)機械診斷分析等等，屬于自動控制儀表【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)(DCS)或者現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)等工業(yè)過程控制系統(tǒng)，由于在同一組控制器下真正用于過程控制的實時數(shù)據(jù)量并不大，考慮到數(shù)據(jù)通訊的安全可靠性，因此現(xiàn)場總線通訊速率通常為9600bpS-10MbpS，但在一些特殊應(yīng)用中，例如過程數(shù)據(jù)快速采樣分析系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)機械診斷分析系統(tǒng)要求海量的數(shù)據(jù)傳送量進行過程分析和故障診斷(以一組控制器下掛六十塊卡，每塊卡為8點模擬量輸入，每毫秒采樣一次為例，最小通訊數(shù)據(jù)量為卡件數(shù)*卡件點數(shù)*每個模擬量最少字節(jié)數(shù)*位數(shù)*毫秒數(shù)=60*8*2*8*1000=7.68Mbps)，考慮到通訊的裕量，如此大的數(shù)據(jù)傳送量是無法在實時控制網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸?shù)摹?br> [0003]通常地，針對過程數(shù)據(jù)快速采樣分析或旋轉(zhuǎn)機械診斷分析這方面應(yīng)用要求時，會采用單獨的第三方產(chǎn)品來完成這項工作，但是卻造成現(xiàn)場設(shè)備和工程工作量增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006]步驟1、針對工業(yè)過程中的實際應(yīng)用，增加多個種類與該工業(yè)過程相對應(yīng)的快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊，每個快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊至少包括種類與該工業(yè)過程相對應(yīng)的通用數(shù)據(jù)采樣模塊、高速存儲單元以及附加的網(wǎng)絡(luò)通訊接口，通用數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端接入現(xiàn)場總線，通用數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端連接高速存儲單元的輸入端，高速存儲單元的輸出端則連接網(wǎng)絡(luò)通訊接口，網(wǎng)絡(luò)通訊接口接入網(wǎng)絡(luò)；
[0007]步驟2、通用數(shù)據(jù)采樣模塊通過現(xiàn)場總線采樣到數(shù)據(jù)后存入高速存儲單元內(nèi)，以高速存儲單元作為數(shù)據(jù)預(yù)先緩沖存儲空間，再由高速存儲單元將緩沖的海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口及網(wǎng)絡(luò)傳輸給接入同一網(wǎng)絡(luò)的海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站。
[0008]優(yōu)選地，僅采用一個所述網(wǎng)絡(luò)，所有所述輸入模塊均通過該網(wǎng)絡(luò)與所述海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站建立數(shù)據(jù)通訊。
[0009]優(yōu)選地，采用N個所述網(wǎng)絡(luò)，N > 2，每個所述快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊均有N個所述網(wǎng)絡(luò)通訊接口，每個網(wǎng)絡(luò)通訊接口接入不同的網(wǎng)絡(luò)，所有網(wǎng)絡(luò)中的一個網(wǎng)絡(luò)正常工作，其余網(wǎng)絡(luò)為冗余網(wǎng)絡(luò)。
[0010]本發(fā)明提供了一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)，通過在過程控制系統(tǒng)增加快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊，一方面保證過程控制中的實時性要求，另一方面完成海量數(shù)據(jù)的存儲、通訊和分析，以滿足兩方面的需求。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點是在過程數(shù)據(jù)快速采樣系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)機械診斷分析系統(tǒng)中既保證了過程控制參數(shù)的實時性，又提供海量數(shù)據(jù)處理方法，減少現(xiàn)場設(shè)備和工程工作量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法示意圖；
[0013]圖2為冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法示意圖。

【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0015]本發(fā)明提供了一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，該方法中增加的快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊根據(jù)工業(yè)過程中的實際應(yīng)用的不同有不同的種類，例如:快速數(shù)據(jù)采樣熱電偶輸入模塊、快速數(shù)據(jù)采樣熱電阻輸入模塊、快速數(shù)據(jù)采樣模擬量輸入模塊、旋轉(zhuǎn)機械部件電壓信號綜合輸入模塊(包括位移、相對振動、瓦蓋振動、偏心、絕對振動和鍵相)、旋轉(zhuǎn)機械部件脈沖信號綜合輸入模塊(包括電渦流傳感器、磁組傳感器和鍵相)等。本實施例在多種類的快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊中選取快速數(shù)據(jù)采樣熱電偶輸入模塊為例，其步驟為:
[0016]步驟1、每個快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊包括通用熱電偶輸入模塊、高速存儲單元以及附加的網(wǎng)絡(luò)通訊接口，通用數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端接入現(xiàn)場總線，即現(xiàn)場總線A及現(xiàn)場總線B，通用數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端連接高速存儲單元的輸入端，高速存儲單元的輸出端則連接以太網(wǎng)絡(luò)通訊接口，以太網(wǎng)絡(luò)通訊接口接入以太網(wǎng)絡(luò)。多塊快速數(shù)據(jù)采樣熱電偶輸入模塊和海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站通過百兆級的以太網(wǎng)交換機進行聯(lián)網(wǎng)。
[0017]步驟2、通用數(shù)據(jù)采樣模塊通過現(xiàn)場總線采樣到數(shù)據(jù)后存入高速存儲單元內(nèi)，以高速存儲單元作為數(shù)據(jù)預(yù)先緩沖存儲空間，再由高速存儲單元將緩沖的海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口及網(wǎng)絡(luò)傳輸給接入同一網(wǎng)絡(luò)的海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站。高速存儲單元的數(shù)據(jù)量考慮以每毫秒采集一次，總計8分鐘的存儲量作為一個數(shù)據(jù)傳送包，數(shù)據(jù)量即分鐘數(shù)*秒數(shù)*毫秒數(shù)*卡件點數(shù)*每個模擬量最少字節(jié)數(shù)*位數(shù)=8*60*1000*8*2 = 7.68Mbytes,因此選取4片2Mbytes的高速存儲單元作為數(shù)據(jù)預(yù)先緩沖存儲空間。
[0018]實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理通道可以是單一網(wǎng)絡(luò)，也可以是冗余網(wǎng)絡(luò)。
[0019]單一網(wǎng)絡(luò)由多塊快速數(shù)據(jù)采樣熱電偶輸入模塊的單一以太網(wǎng)通訊接口、海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站和單個交換機組成單一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，如圖1所示。
[0020]冗余網(wǎng)絡(luò)由多塊快速數(shù)據(jù)采樣熱電偶輸入模塊的冗余以太網(wǎng)通訊接口、海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站和冗余交換機組成冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，如圖2所示,其采用了以太網(wǎng)A及以太網(wǎng)B。
【權(quán)利要求】
1.一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、針對工業(yè)過程中的實際應(yīng)用，增加多個種類與該工業(yè)過程相對應(yīng)的快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊，每個快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊至少包括種類與該工業(yè)過程相對應(yīng)的通用數(shù)據(jù)采樣模塊、高速存儲單元以及附加的網(wǎng)絡(luò)通訊接口，通用數(shù)據(jù)采樣模塊的輸入端接入現(xiàn)場總線，通用數(shù)據(jù)采樣模塊的輸出端連接高速存儲單元的輸入端，高速存儲單元的輸出端則連接網(wǎng)絡(luò)通訊接口，網(wǎng)絡(luò)通訊接口接入網(wǎng)絡(luò)； 步驟2、通用數(shù)據(jù)采樣模塊通過現(xiàn)場總線采樣到數(shù)據(jù)后存入高速存儲單元內(nèi)，以高速存儲單元作為數(shù)據(jù)預(yù)先緩沖存儲空間，再由高速存儲單元將緩沖的海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口及網(wǎng)絡(luò)傳輸給接入同一網(wǎng)絡(luò)的海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站。
2.如權(quán)利要求1所述的一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，僅采用一個所述網(wǎng)絡(luò)，所有所述輸入模塊均通過該網(wǎng)絡(luò)與所述海量數(shù)據(jù)分析診斷工作站建立數(shù)據(jù)通訊。
3.如權(quán)利要求1所述的一種實時控制網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，采用N個所述網(wǎng)絡(luò)，N ^ 2，每個所述快速數(shù)據(jù)采樣輸入模塊均有N個所述網(wǎng)絡(luò)通訊接口，每個網(wǎng)絡(luò)通訊接口接入不同的網(wǎng)絡(luò)，所有網(wǎng)絡(luò)中的一個網(wǎng)絡(luò)正常工作，其余網(wǎng)絡(luò)為冗余網(wǎng)絡(luò)。
【文檔編號】H04L29/08GK104239507SQ201410466414
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】章偉杰, 郭榮, 屠勤, 陳蒙, 楊景祺, 翟淑偉, 趙忠 申請人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院