[发明专利]基于嵌入式的远程PLC数据采集和预警系统

说明书

一种基于嵌入式的远程PLC数据采集和预警系统，包括：用于采集各个PLC设备工作参数与运行状态的信息的信息采集子系统；用于数据传输、指令转达、用户权限信息匹配的网络通讯子系统；用于对各个PLC设备的控制与管理，同时负责远程监控整个工厂运行状况的系统监控子系统。其中所述的信息采集子系统包括数据采集模块、远程控制模块和采集信息网络中间件模块，所述的网络通讯子系统包括权限管理模块和数据与控制信息传输模块，所述的网络监控子系统包括监控中心网络中间件、数据可视化模块和用户监控与管理模块。本发明可以有效的采集工厂内PLC设备实时数据信息和进行远程控制，并对实时数据信息进行大数据分析，预测PLC设备是否出现故障。

技术领域

本发明属于工业自动化领域，尤其涉及通过嵌入式工控板实现对PLC的远程数据采集和预警功能领域。

背景技术

在工业自动化行业，数据采集的应用场景主要发生在上位机系统与车间现场逻辑存储控制器PLC之间，数据采集的内容有很多，设备的运行状态信息、生产质量、设备运行参数数据等等，在传统的应用中，数据采集都是上位机系统或一些组态软件单方面的从PLC中读取相关数据，而不能下达指令。并且工厂存在不同品牌和型号的PLC，不同型号的PLC的数据报文格式不一样，这将会加大采集难度，工厂没有一个完善的数据库存储体系，会导致采集数据使用率不高。

为了解决上述问题，一种集数据采集，数据存储，远程控制、数据分析于一体的数据管理与监控系统对工厂很重要。传统的工厂针对的只是某种特定型号的 PLC进行数据采集，如果工厂有多种品牌的PLC，会给采集数据的工程师带来很大的困难，传统的PLC数据采集系统只能在现场通过以太网有线连接接入本地局域网，监控工厂内部的PLC设备，周开富提出了通过4G网络进行PLC远程控制模块(周开富通过4G网络进行PLC远程控制模块浙江；CN109164753A 2018-11-09)，可以利用4G远程控制模块，将主机传过来的数据通过云端发送到数据库，可以实现足不出户就可以监控工厂设备。该系统虽然解决了可以远程连接数据库的部分，但是在采集数据以及远程控制方面并没有给出很好的解决方案。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种基于嵌入式的远程PLC数据采集和预警系统。

首先本发明的核心是利用了嵌入式工控板对PLC设备进行数据采集和远程控制，并从大数据的角度对PLC设备的实时数据进行分析，预测出PLC设备当下是否发生故障，其次本发明在数据库存储部分采用了异构的存储方式，将数据上传到Redis用作缓存，将一部分历史数据首先进入Redis中，加快读取速率，如不能命中则进入MySQL中查询，Redis中的数据定时会将数据转存到Mysql 数据库中保存起来，最后，本发明在数据与控制信息传输模块中，使用消息队列对数据与控制信息进行传输，将数据与控制信息放到对应的消息队列中，等待需要数据的模块提出请求，利用消息队列传输数据使得一致性问题得到了改善，实时性也更好。

本发明为解决现有技术问题所采用的的技术方案是：

一种基于嵌入式的远程PLC数据采集和预警系统，其特征在于：工厂的PLC 设备和嵌入式工控机通过以太网方式连接，嵌入式工控板通过板载无线或4G连上网络与网络中间件进行双向通讯，所述的基于嵌入式的远程PLC数据采集和预警系统有三个子系统，分别是用于采集各个PLC设备工作参数与运行状态的信息采集子系统，用于数据传输、指令转达、用户权限信息匹配的网络通讯子系统，用于对各个PLC设备的控制与管理，同时负责远程监控整个工厂运行状况的系统监控子系统；信息采集子系统、网络通讯子系统和系统监控子系统分别与网络中间件双向通讯连接。

所述信息采集子系统包括：