技术领域
[0001] 本
发明涉及设备信息
监控系统技术领域，具体涉及一种数据采集系统。
背景技术
[0002] 目前大多数钣金
冲压车间都采用支持Modbus协议(一种应用于
电子控制器上的通信协议)或者Profibus协议(用于设备级控制系统和分散式I/O的通信)的设备，包括数控冲床、冲压机械手、上位机(
触摸屏或者PC)以及其它辅助设备。然而，有的钣金冲压车间同时拥有不同厂家提供的设备，如图1所示，冲压生产线上的Profibus协议的冲压机械手需要额外增加协议转换装置，才能统一为Modbus的
现场总线，采集数据到上位机。以点带线来考虑，一条生产线就有可能花费太多成本以统一现场总线。
[0003] 另外，冲压车间配置的传统数据采集系统的结构繁琐，如图2所示，描绘了传统数据采集系统与
硬件之间的
接口关系，为了在
监视控制与数据采集系统系统(Supervisory Control And Data Acquisition，简称为SCADA)中获得底层设备的数据，需要具有专用
软件的电脑或者具有专用软件的SCADA为每个特定的硬件编写驱动程序。当车间需要进行设备升级时，原来的驱动程序不支持硬件设备的变化，又需要重新开发新的驱动程序。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明
实施例提供了一种数据采集系统，以解决
现有技术中由于车间设备的通信协议不同，上位机远程采集各个车间设备的数据操作复杂的问题。
[0005] 为此，本发明实施例提供了如下技术方案：
[0006] 本发明第一方面，提供了一种数据采集系统，包括：车间设备、OPC
服务器、OPC客户端和上位机；所述OPC服务器用于接收所述车间设备的参数信息；所述OPC客户端与所述OPC服务器通过OPC接口连接，所述OPC客户端用于从所述OPC服务器接收所述参数信息，并将所述参数信息发送至所述上位机。
[0007] 可选地，所述OPC服务器通过以太网总线或者CAN网总线从所述车间设备接收所述参数信息。
[0008] 可选地，所述上位机包括监视控制与数据采集系统系统SCADA。
[0009] 可选地，所述车间设备包括支持Modbus协议的车间设备和/或支持Profibus协议的车间设备。
[0010] 可选地，所述OPC服务器为OPC UA服务器；所述OPC客户端为OPC UA客户端；所述OPC UA服务器与所述OPC UA客户端通过OPC UA接口连接。
[0011] 可选地，所述车间设备包括以下至少之一：数控冲床、冲压机械手、可编程逻辑控制器PLC。
[0012] 可选地，所述参数信息包括以下至少之一：所述车间设备的运行参数信息、所述车间设备的状态信息。
[0013] 本发明第二方面，提供了一种数据采集系统，包括：车间设备、设备驱动服务器TCP Server、设备驱动客户端TCP Client和上位机；所述设备驱动服务器TCP Server包括多种协议的驱动程序，用于接收所述车间设备的参数信息；所述设备驱动客户端TCP Client用于从所述设备驱动服务器TCP Server接收所述参数信息，并将所述参数信息发送至所述上位机。
[0014] 可选地，所述多种协议的驱动程序包括Modbus协议的驱动程序和/或Profibus协议的驱动程序。
[0015] 可选地，所述设备驱动服务器TCP Server通过以太网总线或者CAN网总线从所述车间设备接收所述参数信息。
[0016] 可选地，所述上位机包括监视控制与数据采集系统系统SCADA。
[0017] 可选地，所述车间设备包括支持Modbus协议的车间设备和/或支持Profibus协议的车间设备。
[0018] 可选地，所述车间设备包括以下至少之一：数控冲床、冲压机械手、可编程逻辑控制器PLC。
[0019] 可选地，所述参数信息包括以下至少之一：所述车间设备的运行参数信息、所述车间设备的状态信息。
[0020] 本发明实施例技术方案，具有如下优点：
[0021] 本发明实施例提供了一种数据采集系统，包括：车间设备、OPC服务器、OPC客户端和上位机；OPC服务器用于接收该车间设备的参数信息；OPC客户端与OPC服务器通过OPC接口连接，OPC客户端用于从OPC服务器接收该参数信息，并将该参数信息发送至上位机。采用OPC标准技术，向下兼容多种协议的驱动程序以及现场总线，向上提供标准的客户端接口从而解决了现有技术中由于车间设备的通信协议不同，上位机远程采集各个车间设备的数据操作复杂的问题，实现了即使各个车间设备支持不同的通信协议，也可以高效的统一现场总线，减少了重复开发驱动程序的复杂性。
[0022] 本发明实施例还提供了一种数据采集系统，包括：车间设备、设备驱动服务器TCP Server、设备驱动客户端TCP Client和上位机；该设备驱动服务器TCP Server包括多种协议的驱动程序，用于接收该车间设备的参数信息；该设备驱动客户端TCP Client用于从该设备驱动服务器TCP Server接收该参数信息，并将该参数信息发送至该上位机。将多种协议的驱动程序归结到一个设备驱动服务器TCP Server，从而解决了现有技术中由于车间设备的通信协议不同，上位机远程采集各个车间设备的数据操作复杂的问题，实现了即使各个车间设备支持不同的通信协议，也可以高效的统一现场总线，减少了重复开发驱动程序的复杂性。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025] 图2是现有技术中数据采集系统与硬件之间的接口示意图；
[0026] 图3是根据本发明实施例的采用OPC标准的数据采集系统架构图；
[0027] 图4是根据本发明实施例的采用OPC UA标准的数据采集系统架构图；
[0028] 图5是根据本发明实施例的采用TCP标准的数据采集系统架构图。
具体实施方式
[0029] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 在本实施例中提供了一种数据采集系统，可以应用到钣金冲压车间中各个车间设备的数据采集中，图3是根据本发明实施例的采用OPC标准的数据采集系统架构图，如图3所示，数据采集系统包括：车间设备、OPC服务器、OPC客户端和上位机。上述车间设备可以是数控冲床、冲压机械手、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称为PLC)或者其他的辅助设备，各个车间设备连接至现场总线，各个车间设备可以包括支持Modbus协议的车间设备，还可以包括支持Profibus协议的车间设备。OPC服务器从各个车间设备接收参数信息，该参数信息例如可以是各个车间设备的运行参数信息，也可以是各个车间设备的状态信息，具体地，运行参数信息可以包括车间设备摆臂的转速、转动
角度，车间设备垂直轴的上升高度或者速度，下降高度或者速度等，状态信息可以包括取料状态、上料状态、下料状态、放料状态等。OPC服务器可以与各个车间设备通过多种方式进行数据通信，在一个可选实施例中，OPC服务器可以通过以太网总线从各个车间设备接收上述参数信息，在另一个可选实施例中，OPC服务器还可以通过CAN网总线从各个车间设备接收上述参数信息，从而保证了OPC服务器与各个车间设备之间传输数据的实时性和准确性。OPC客户端与OPC服务器通过OPC接口连接，向OPC客户端提供标准接口，以实现应用程序与OPC服务器的连接、同步读写、异步读写等功能。OPC客户端从OPC服务器接收该参数信息，并将该参数信息发送至该上位机，从而使得上位机可以对各个车间的运行状态进行监测。通过如图3所示的协议转换模
块以软件形式统一了车间不同设备的协议，避免了如图1所示的额外的协议转换装置的安装，节约了安装成本。采用OPC标准技术，向下兼容多种协议的驱动程序以及现场总线，向上提供标准的客户端接口，从而解决了现有技术中由于车间设备的通信协议不同，上位机远程采集各个车间设备的数据操作复杂的问题，实现了即使各个车间设备支持不同的通信协议，也可以高效的统一现场总线，减少了重复开发驱动程序的复杂性，化繁为简，实现了多协议之间的相互转换、多系统之间的数据交互。
[0031] 在一个可选实施例中，上位机可以是包括监视控制与数据采集系统系统(Supervisory Control And Data Acquisition，简称为SCADA)。同样地，其它实现OPC客户端的应用程序也可以扩展连接到OPC服务器，具备可扩展性。
[0032] 为了应对标准化和跨平台的趋势，为了更好的推广OPC，OPC基金会近些年在之前OPC成功应用的
基础上推出了一个新的OPC标准-OPC UA。OPC UA接口协议包含了之前的A&E，DA，OPC XML DA或者HDA，只使用一个地址空间就能
访问之前所有的对象，而且不受WINDOWS平台限制，因为它是从传输层Scoket以上来定义的，实现了灵活性和安全性比之前的OPC都有提升。因此在一个可选实施例中，如图4所示，上述OPC服务器为OPC UA服务器，上述OPC客户端为OPC UA客户端，上述OPC UA服务器与该OPC UA客户端通过OPC UA接口连接。采用了基于OPC UA(OPC的全称是Object Linking and Embedding(OLE)for Process Control OPC Unified Architecture，缩写为OPC UA，即OPC统一架构)标准接口的技术，采用OPC UA标准的连接、读取、写入等接口，兼容硬件设备的升级，省去重复编写设备驱动程序的过程，实现了更有效的数据传输。支持OPC UA服务器连接到多种协议的现场总线，并可以单独或批量配置底层设备的驱动程序，能有效读写相关设备的运行参数、状态信息，进行数据采集交互。向OPC UA客户端提供标准接口，以实现应用程序与OPC UA服务器的连接、同步读写、异步读写等功能。提供迁移策略，在不需要对原有的
内部接口做任何改动的情况下，以
包装器的形式(例如将包括原来的OPC DA的接口封装成OPC UA的数据访问接口，用封装后的OPC UA数据访问接口去访问原来OPC DA的数据访问接口)实现OPC UA客户端与传统数据采集系统服务器之间的数据访问，或者以代理的形式(例如OPC UA客户端连接至OPC DA服务器)实现传统数据采集系统客户端与OPC UA服务器之间的数据访问。在监视管理层，采用OPC UA客户端，实现OPC UA服务器所提供的标准接口，而SCADA系统的专用数据采集软件实现OPC UA服务器的标准接口，以实现对底层设备的读写操作。
[0033] 总而言之，图4所示的数据采集系统架构，向下能支持多种协议的现场总线，节省车间的安装成本和减少驱动程序的开发成本，向上能提供标准的服务接口，缩短开发周期，降低运维成本。同时可以对不同钣金冲压车间的数据采集系统进行合理有效地改进，实现OPC UA标准化接口，可以扩展到其它实现OPC UA标准的应用程序，并与之进行交互。该架构的数据采集系统具有扩展性、兼容性以及交互性。
[0034] 本发明实施例还提供了另外一种数据采集系统，如图5所示，包括：车间设备、设备驱动服务器TCP Serve、设备驱动客户端TCP Client和上位机。车间设备，可以包括支持Modbus协议的车间设备，或者支持Profibus协议的车间设备，具体地，可以是数控冲床、冲压机械手、可编程逻辑控制器PLC或者其他的辅助设备，各个车间设备连接至现场总线。该上位机可以是SCADA，从而对设备数据进行更有效的采集和监视。该设备驱动服务器TCP Server包括多种协议的驱动程序，例如多种协议的驱动程序可以包括Modbus协议的驱动程序，还可以包括Profibus协议的驱动程序。设备驱动服务器TCP Server可以通过以太网总线或者CAN网总线从各个车间设备接收上述参数信息，从而可以多方面保证设备驱动服务器TCP Server与各个车间设备之间数据传输的实时性和准性。设备驱动服务器TCP Server用于接收该车间设备的参数信息，该参数信息可以是车间设备的运行参数信息，还可以是车间设备的状态信息，具体地，运行参数信息可以包括车间设备摆臂的转速、转动角度，车间设备垂直轴的上升高度或者速度，下降高度或者速度等，状态信息可以包括取料状态、上料状态、下料状态、放料状态等。该设备驱动客户端TCP Client用于从该设备驱动服务器TCP Server接收该参数信息，并将该参数信息发送至该上位机。采用合并多个驱动程序的方式，将多种协议的驱动程序归结到一个设备驱动服务器(TCP Server，即采用TCP方式进行数据传输的服务器)上，如图5中所示。Modbus协议的驱动程序只能访问Modbus协议的设备，同样，Profibus-DP协议的驱动程序只能访问Profibus-DP协议的设备。在该设备驱动服务器上提供SCADA应用程序的接口，满足SCADA应用程序的数据访问需求。在SCADA应用程序客户端(TCP Client，即采用TCP方式进行数据传输的客户端)，实现设备驱动服务器提供的接口，实现对设备驱动服务器实现读写操作、对不同设备的数据交互。
[0035] 虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种
修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附
权利要求所限定的范围之内。
