一种工业物联网中实时数据协同的方法与流程

本发明涉及工业生产领域，尤其涉及一种工业物联网中实时数据协同的方法。

背景技术：

随着工业物联网技术的发展，工业生产现场中大量的生产过程数据，生产工艺数据，都能够通过物联网技术实时采集。实时采集到的生产数据可以供工业软件系统消费使用，工业软件可以工业现场的任意节点实时展现其他节点的生产数据，依据其他节点的数据进行生产过程监督，结合其他节点数据调整本节点工艺设定等等。

工业现场能够采集到的工业生产数据举例如下：

1.生产设备数据；

2.加工人员数据；

3.生产物料流转数据；

4.工艺参数数据；

5.生产环境数据；

6.产品检测是数据；

7.生产安全数据；

8.能源消耗数据；

其他还有很多数据，不在此一一列举。

这些数据在整个生产加工过程中实时产生，如果工业软件能够及时处理这些实时产生的数据，就能够对生产现场的运行状态进行实时监控，同时可以针对需要调整的环节加以控制和调整。

目前的工业物联网系统或者工业软件都是将生产数据实时采集到中心数据库中保存，工业生产节点需要使用某其他节点数据时，通过向中心数据库请求的方式获取。缺点如下：

1、获取延时高，包括网络延时和数据检索延时。

2、使用数据时如恰好网络拥塞或瞬时故障，等待重传时间长。

3、生产节点发生单点通信故障时，生产加工操作人员无法及时感知，导致生产节点切换不及时。

技术实现要素：

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种工业物联网中实时数据协同的方法，本发明为工业软件在工业生产现场中应用实施提供基础的数据协同机制，这种方法在上游节点采集到信息的同时，将信息发送部署到下游控制节点，当生产物料达到下游生产节点时，缩短了信息获取时间，提高了实时处理性能，保证了工业生产中的各个生产节点协同工作。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：、一种工业物联网中实时数据协同的方法，包括如下步骤：

(1)中心服务节点规划生产计划、生产路径及与生产路径相匹配的信息流转路径，并分发至生产节点所对应的控制节点；

(2)生产节点根据生产计划进行生产，控制节点采集实时原始数据，并依据信息流转路径分类整理；

(3)控制节点根据信息流转路径协同数据：将实时原始数据上传至中心服务节点，将分类整理后的数据发送给下游控制节点；

(4)下游控制节点接收到数据后根据生产工艺情况进行整理并保存；

(5)下游控制节点根据接收到的数据对所对应的下游生产节点进行监督生产、质量匹配、工艺调整操作。

作为优选，所述实时数据协同的方法还包括如下步骤：

(6)若生产计划变更或发生人工调度时，中心服务节点实时重新规划信息流转路径并重新分发；

(7)控制节点根据新的信息流转路径重新协同数据；

(8)控制节点老化过期数据，生效新数据。

作为优选，所述的中心服务节点根据销售订单、产线状况、排班情况规划生产计划以及计划在各个生产节点的排程情况，根据各生产节点的排程情况规划出生产路径，并规划出与生产路径相匹配的信息流转路径。

作为优选，所述中心服务节点规划并下发信息流转路径后，中心服务节点若发生通信故障，控制节点仍可正常协同数据，完成生产数据在信息路径上的流转，支撑生产系统运行。

作为优选，所述的实时原始数据包括实时采集到的工业生产过程数据和工艺数据，还包括上游控制节点发送过来的数据；控制节点按照下游控制节点的要求对实时原始数据进行分类汇总与整理组织。

作为优选，所述的下游控制节点若收到多个上游控制节点发送来的数据，则需对接收得到的所有数据进行汇总保存。

作为优选，所述的中心服务节点重新规划信息流转路径后，控制节点可重新根据信息流转路径协同数据，快速完成信息重新部署，不影响生产的运转。

作为优选，所述的控制节点接收到新的信息流转路径后，原路径上的无效信息不会立即删除，采取的是将原路径信息放入老化池中，平滑过渡，保存预设的时间后自动删除。

本发明的有益效果在于：(1)本发明这缩短了信息获取时间，提高了实时处理性能，保证了工业生产中的各个生产节点协同工作；(2)本发明方法还可以够解决中心服务节点短时失效情况下，控制节点无法工作的问题。

附图说明

图1是本发明的数据流向示意图1；

图2是本发明的数据流向示意图2。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例：如图1所示，一种工业物联网中实时数据协同的方法，主要包括如下步骤：

(1)中心服务节点可以根据销售订单，产线状况，排班情况等等，规划出企业生产计划，以及计划在各个生产节点的排程情况。根据各生产节点的排程情况，可以规划出生产路径。中心服务节点在规划生产路径的同时，还会规划与生产路径相匹配的信息流转路径。

(2)生产计划通常按日执行，在每天生产计划下发时，中心服务节点将生产计划，生产路径下发到相应生产节点对应的控制节点。同时，将信息流转路径信息也分布式的下发到各生产节点对应的控制节点中。每个控制节点都会保存与自己对应生产节点相关的信息流产信息。

(3)在按计划进行生产加工的过程中，生产节点进行物料加工生产，相应的控制节点进行实时数据采集，包括工业生产过程数据和工艺数据。在数据采集的同时，按照下游控制节点的数据要求，进行分类汇总，整理组织。整理汇总的数据除了本节点采集到的数据以外，还包含部分上游节点发送过来的数据。

(4)加工生产过程中以及加工生产完成后，该生产节点对应的控制节点将采集到的所有数据上传至中心服务节点。上送中心服务节点的数据是所有原始数据。控制节点在将数据上送中心服务节点的同时，根据信息流转路径，将整理组织过的数据发送给下游控制节点。当前节点内不同的物料可能对应不同的下游控制节点，将每种物料的信息分类，分别送给对应的下游控制节点。

(5)下游控制节点收到上游节点发送过来的生产信息，根据工艺情况组合保存。一个产出物料在当前节点的生产工艺可能对应多种上游物料，则有多个上游节点发送生产数据到当前节点。当前节点都要汇总保存。

(6)当对应的物料流转到下游生产节点时，相应的控制节点可以根据预先接收到的上游实时数据，对到达物料进行生产监督，质量匹配，工艺调整的一系列操作。

本发明方法还包括：当生产计划发生变更或根据现场生产情况发生实时调度的时候，中心服务节点实时更新信息流转路径。控制节点接收到新的信息流转路径后，未发送的消息根据最新的路径发送。当前控制节点发现某些物料下游节点发生变化，将该物料对应的已发送消息重新发送给新的下游节点。当前节点发现某些物料的上游节点发生变化时，将本地对应的上游信息放入老化池里，继续保存一段时间后删除。

优选的，由于中心服务节点通常位于网络可靠性相对较差的企业it计算中心或者云端，会高概率出现网络通信故障情况。通过本方法，仅需要在规划完成时，中心服务节点将数据路径规划下发到控制节点，后续过程中，控制节点会在网络可靠性较高的ot网络中进行数据流转，达到更好的生产数据协同和实施处理效果，如图2所示。

综上诉述，本发明为工业软件在工业生产现场中应用实施提供基础的数据协同机制，其中，数据协同方法采取预部署方式，在数据使用之前部署在数据即将使用的节点上，同时该方法不依赖于中心服务节点，可以更好的在生产环境的高可靠网络中实现数据协同和信息流转，提升了数据获取时间，提升了数据实时处理性能，同时该方法改进了数据协同方式和流转路径，可以提高数据协同，流转的可靠性和性能。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。