技术特征：
1.一种基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试系统，其特征在于，包括：5g无线传输单元、运算决策单元、监控单元、工业现场设备；所述5g无线传输单元，用于进行所述工业现场设备和所述运算决策单元之间的无线数据传输过程；所述运算决策单元与所述工业现场设备进行连接，用于发送控制信号至所述工业现场设备；所述监控单元，用于获取所述运算决策单元中的运行数据进行可视化展示，并采用控制系统评价指标算法对所述运行数据进行计算，确定基于5g传输的控制系统性能，并将所述控制系统性能进行可视化展示；所述工业现场设备，与工业生产过程直接连接，用于根据所述运算决策单元发送的控制信号调整设备运行状态。2.根据权利要求1所述的基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试系统，其特征在于，所述5g无线传输单元，包括：第一5g终端、第二5g终端和运营商网络；所述第一5g终端包括第一嵌入式控制器和第一5g模组，所述第一嵌入式控制器的一端采用网线与所述运算决策单元相连，另一端采用usb3.0-typec与所述第一5g模组相连，所述第一5g模组采用拨号的方式接入所述运营商网络，以使所述第一5g终端与所述运行商网络进行数据传输；所述第二5g终端包括第二嵌入式控制器和第二5g模组，所述第二嵌入式控制器的一端采用网线与所述工业现场设备相连，另一端采用usb3.0-typec与所述第二5g模组相连，所述第二5g模组采用拨号的方式接入运营商网络，以使所述第二5g终端与所述运行商网络进行数据传输；所述运营商网络，接收第一5g模组和第二5g模组传输的数据信息，基于所述数据信息指示的地址信息进行数据转发。3.根据权利要求1所述的基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试系统，其特征在于，所述运算决策单元，包括：可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器包括，电源模块、中央处理器模块；所述可编程逻辑控制器基于预设运行周期，运行内置的控制算法对所述工业现场设备进行控制，采集所述工业现场设备获得的运行数据。4.根据权利要求1所述的基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试系统，其特征在于，所述监控单元为塔式工作站，基于传输控制协议与运算决策单元中关系型数据库进行连接，读取所述数据库的中的所述运行数据进行可视化展示。5.根据权利要求1所述的基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试系统，其特征在于，所述运算决策单元通过5g无线传输单元与所述工业现场设备进行无线数据传输，接收所述工业现场设备产生的第一运行子数据；所述运算决策单元通过网线与所述工业现场设备进行有线数据传输，接收所述工业现场设备产生的第二运行子数据，将所述第一运行数据和所述第二运行数据作为所述运行数据存储至关系型数据库；所述监控单元与所述运算决策单元相连，获取所述关系型数据库中存储的所述运行数据，将所述运行数据指示的所述第一运行数据与所述第二运行数据进行比对，研判得到所
述基于5g网络的控制系统性能。6.根据权利要求1所述的基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试系统，其特征在于，所述系统还包括：工业以太网通信模块；所述工业以太网通信模块，用于进行协议转换，所述工业以太网通信模块的一端基于网线与所述工业现场设备连接，另一端基于网线与所述可编程逻辑控制器中的所述网络通信模块相连进行有线数据传输。7.一种基于工业闭环控制过程的5g数据传输测试方法，其特征在于，包括：采用网线建立工业以太网过程的硬件连接进行有线数据传输，采用5g无线传输单元建立5g传输过程的硬件连接进行无线数据传输；开启运算决策单元，控制工业现场设备根据所述运算决策单元中内置的预设周期的控制算法进行运行，并获取所述工业现场设备的运行数据，将所述运行数据存储在所述运算决策单元中的关系型数据库中；开启监控单元，在所述监控单元中运行监控系统软件，以使所述监控单元获取运算决策单元中的运行数据，基于所述运行数据，确定工业闭环控制过程的基于5g网络的控制系统性能。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，开启所述监控单元，在所述监控单元中运行监控系统软件，以使所述监控单元获取运算决策单元中的运行数据，基于所述运行数据，确定工业闭环控制过程的基于5g的控制系统性能之后，所述方法还包括：在所述监控单元中运行上位机软件，调整运算决策单元中内置的控制算法的预设运行周期；所述运算决策单元基于调整后的所述控制算法，对工业现场设备进行控制，并采集所述工业现场设备对应的指定运行数据；所述监控单元获取所述运算决策单元中的所述指定运行数据进行可视化展示，并采用控制系统评价指标算法对所述指定运行数据进行计算，确定指定传输性能；基于所述控制系统性能和所述指定传输性能，分别生成不同控制周期下工业以太网与5g网络对应的跟踪曲线、控制性能指标以及实验过程中5g网络时延曲线。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用网线建立工业以太网过程的硬件连接进行有线数据传输，采用5g无线传输单元建立5g传输过程的硬件连接进行无线数据传输，包括：将5g无线传输单元中的第一嵌入式控制器的一端采用网线与运算决策单元中的可编辑逻辑控制器相连，另一端采用usb3.0-typec与5g无线传输单元中的第一5g模组相连；将5g无线传输单元中的第二嵌入式控制器的一端采用网线与工业现场设备相连，另一端采用usb3.0-typec与5g无线传输单元中的第二5g模组相连；开启5g无线传输单元中的运营商云网络的frp server功能、第一嵌入式控制器的frp client功能、5g无线传输单元中的数据读写软件进行无线数据传输；利用网线将运算决策单元中可编辑逻辑控制器中的网络通信模块与所述工业现场设备相连进行有线数据传输。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述运行数据，确定工业闭环控制过程的基于5g的控制系统性能，包括：
所述运算决策单元通过5g无线传输单元与所述工业现场设备进行无线数据传输，接收所述工业现场设备产生的第一运行子数据；所述运算决策单元通过网线与所述工业现场设备进行有线数据传输，接收所述工业现场设备产生的第二运行子数据，将所述第一运行数据和所述第二运行数据作为所述运行数据存储至关系型数据库；所述监控单元与所述运算决策单元相连，获取所述关系型数据库中存储的所述运行数据，将所述运行数据指示的所述第一运行数据与所述第二运行数据进行比对，研判得到所述基于5g的控制系统性能。
技术总结
本申请公开了一种基于工业闭环控制过程的5G数据传输测试系统和方法，涉及5G、工业互联网、工业闭环控制自动化过程技术领域，可以测试5G网络数据传输性能，确定5G网络是否可以承载闭环数据的传输。方法包括：5G无线传输单元、运算决策单元、监控单元、工业现场设备；5G无线传输单元，用于进行工业现场设备和运算决策单元之间的无线数据传输过程；运算决策单元，用于发送控制信号至工业现场设备；监控单元，用于获取运算决策单元中的运行数据进行可视化展示，并确定基于5G传输的控制系统性能进行可视化展示；工业现场设备，用于根据运算决策单元发送的控制信号调整设备运行状态。策单元发送的控制信号调整设备运行状态。策单元发送的控制信号调整设备运行状态。
技术研发人员：柴天佑 邢方新 吴志伟
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2022.05.31
技术公布日：2022/9/6