轮胎成型机实时工况边缘计算解析方法及系统与流程

本发明涉及边缘计算，特别是指轮胎成型机实时工况边缘计算解析方法及系统。

背景技术：

1、边缘计算技术领域涉及在现场计算节点中对工业设备运行数据、生产过程数据和状态记录进行采集、统计和解析的数据处理方式。其中，传统轮胎成型机实时工况边缘计算解析方法是指采集终端从轮胎成型机的可编程控制器和传感器链路读取工况信号，边缘计算设备按照时间戳、设备编号和工艺段字段整理数据，并采用统计计算程序对连续工况数据进行分段、汇总和解析。

2、传统解析方法采集终端获取工况信号交由边缘设备按固定时间戳与工艺段机械划分连续数据，僵化的分段模式难以契合轮胎成型机运行中动态变化的动作周期节点，导致工况数据分段汇总解析易产生错位偏差，无法真实反映生产现场设备状态的实时动态变化，造成设备异常压力及负载波动等状况难以被准确识别，降低数据处理结果对真实生产情况的反映精度，影响针对现场运行波动的实时控制与反馈调节效率。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的技术问题，本发明实施例提供了轮胎成型机实时工况边缘计算解析方法，包括以下步骤：

2、获取采集终端上传至边缘计算设备的轮胎成型动作状态和现场传感器数值，所述轮胎成型动作状态对应周期、送料、压辊、裁断和复位，所述现场传感器数值对应压力、位置、电流和张力，并在所述边缘计算设备本地生成边缘采样记录；

3、在所述边缘计算设备内将当前边缘采样记录与前一边缘采样记录中的所述轮胎成型动作状态比较，确定动作变位点，按采样顺序生成动作相位锚点序列；

4、基于所述动作相位锚点序列中相邻锚点之间的所述边缘采样记录，在所述边缘计算设备本地确定工况片段集合；

5、针对所述工况片段集合中的各工况片段，在所述边缘计算设备内按片段类型筛选参与解析的数据项，计算片段持续时间、压力有效次数、负载越限次数和位置变化量，生成片段工况解析数据；

6、基于所述片段工况解析数据确定片段状态判定结果，由所述边缘计算设备向所述采集终端生成通道轮询调整指令，输出实时工况解析结果。

7、作为本发明的进一步方案，所述边缘采样记录的生成过程具体为：

8、获取采集终端在同一采样触发时刻从轮胎成型机控制器读取的所述轮胎成型动作状态，并获取采集终端在所述同一采样触发时刻从压力传感器、位置传感器、电流检测单元和张力传感器读取的所述现场传感器数值；

9、将所述轮胎成型动作状态和所述现场传感器数值写入边缘计算设备的采样缓存队列，关联采样顺序计数和边缘接收时刻；

10、当所述采样顺序计数连续且所述边缘接收时刻处于采样周期容许时差内时，将所述采样缓存队列中的同序数据确定为所述边缘采样记录。

11、作为本发明的进一步方案，所述采样周期容许时差的确定过程具体为：

12、获取边缘计算设备在当前成型周期开始前连续六个采样周期形成的所述边缘接收时刻，计算每相邻两个所述边缘接收时刻之间的接收间隔；

13、将各接收间隔中数值最大的接收间隔与数值最小的接收间隔之间的差值确定为接收波动量；

14、将数值最大的接收间隔与所述接收波动量相加，确定所述采样周期容许时差。

15、作为本发明的进一步方案，所述动作变位点的确定过程具体为：

16、获取当前所述边缘采样记录中的成型周期状态、送料执行状态、压辊接触状态、裁断执行状态和气缸复位状态，并获取前一所述边缘采样记录中与各所述轮胎成型动作状态对应的在先状态值，将同一所述轮胎成型动作状态在两个相邻采样记录中的状态值进行逐项比较；

17、当在先状态值为未触发且当前状态值为触发时，确定上升动作变位点，当在先状态值为触发且当前状态值为未触发时，确定下降动作变位点，将采样顺序计数、动作状态名称和变位方向关联写入边缘计算设备的变位缓存区，生成所述动作变位点；

18、所述动作相位锚点序列的生成过程具体为：

19、获取边缘计算设备本地缓存的动作变位点，按照采样顺序计数对各动作变位点进行升序排列，并将采样顺序计数相同的动作变位点按照周期、送料、压辊、裁断和复位的点位优先级进行二次排列；

20、将排列后的动作变位点依次写入边缘计算设备的相位队列，并将相邻两个动作变位点之间的队列位置关系确定为相位承接关系，生成所述动作相位锚点序列。

21、作为本发明的进一步方案，所述动作变位点写入变位缓存区之前，对同一轮胎成型动作状态在连续两个采样周期内产生的同向变位进行重复校验，将当前动作变位点的采样顺序计数与前一同向动作变位点的采样顺序计数进行间隔计算；

22、当间隔计算结果未达到边缘计算设备本地存储的最小有效变位间隔时，删除当前动作变位点，当间隔计算结果达到所述最小有效变位间隔时，保留当前动作变位点，生成有效动作变位点。

23、作为本发明的进一步方案，所述工况片段集合的确定过程具体为：

24、获取动作相位锚点序列中相邻两个锚点分别对应的采样顺序计数，将起始锚点的采样顺序计数之后且不晚于结束锚点的采样顺序计数的边缘采样记录写入片段缓存区；

25、依据起始锚点的轮胎成型动作状态名称和结束锚点的轮胎成型动作状态名称，确定片段类型；

26、将片段缓存区、片段类型、起始锚点和结束锚点关联写入边缘计算设备本地缓存，生成所述工况片段集合；

27、所述片段类型的确定过程具体为：

28、获取起始锚点和结束锚点之间的动作状态名称组合，将成型周期状态至送料执行状态之间的记录确定为准备片段，将送料执行状态至压辊接触状态之间的记录确定为送料片段；

29、将压辊接触状态至裁断执行状态之间的记录确定为压合片段，将裁断执行状态至成型周期结束状态之间的记录确定为收尾片段，生成片段类型标记。

30、作为本发明的进一步方案，所述片段工况解析数据的生成过程具体为：

31、获取所述工况片段集合中各工况片段的片段类型、起始锚点、结束锚点和片段缓存区，并获取采集终端随所述轮胎成型动作状态同步上传的工艺设定压力范围和电流越限基准；

32、依据片段类型从片段缓存区筛选贴合压力数值、鼓体位置数值、伺服电机电流数值或物料张力数值，将起止锚点的边缘接收时刻间隔确定为片段持续时间，统计处于所述工艺设定压力范围内的压力采样条数得到压力有效次数，统计超过所述电流越限基准的电流采样条数得到负载越限次数，基于起止锚点对应的鼓体位置数值差值确定位置变化量，生成所述片段工况解析数据；

33、所述工艺设定压力范围和电流越限基准的确定过程具体为：

34、获取边缘计算设备接收的当前规格工艺参数记录，从所述当前规格工艺参数记录中读取贴合目标压力、压力容许偏差和伺服额定电流；

35、将所述贴合目标压力分别与所述压力容许偏差进行减量运算和增量运算，得到所述工艺设定压力范围，将所述伺服额定电流与边缘计算设备本地存储的负载上限系数进行乘积运算，确定所述电流越限基准。

36、作为本发明的进一步方案，所述片段状态判定结果的确定过程具体为：

37、获取片段工况解析数据中的片段类型、压力有效次数、负载越限次数、位置变化量和片段采样记录总数，并获取边缘计算设备本地保存的压力维持比例基准、张力越限基准和复位截止状态；

38、当送料片段中的物料张力数值连续超过所述张力越限基准且负载越限次数为零时，确定牵引过紧状态，当压合片段中的压力有效次数占片段采样记录总数的比例低于所述压力维持比例基准时，确定压力维持不足状态，当收尾片段中的气缸复位状态未达到所述复位截止状态时，生成所述片段状态判定结果；

39、所述通道轮询调整指令的生成过程具体为：

40、获取片段状态判定结果和当前片段类型，读取边缘计算设备本地保存的片段类型与传感器通道之间的轮询映射表；

41、当所述片段状态判定结果为牵引过紧状态时，将张力传感器通道和电流检测通道置于下一送料片段的轮询前序位置，当所述片段状态判定结果为压力维持不足状态时，将压力传感器通道和位置传感器通道置于下一压合片段的轮询前序位置，当所述片段状态判定结果为复位滞后状态时，将气缸复位控制点位和电流检测通道置于下一收尾片段的轮询前序位置，生成所述通道轮询调整指令；

42、所述实时工况解析结果的输出过程具体为：

43、获取同一成型周期内各工况片段的起始锚点、结束锚点、片段持续时间、压力有效次数、负载越限次数、位置变化量和片段状态判定结果；

44、按照起始锚点的采样顺序计数对各工况片段进行升序排列，将排列后的各工况片段与对应的片段状态判定结果写入边缘计算设备的周期结果缓存区，并将所述周期结果缓存区中最新完成的成型周期记录发送至现场管理终端，输出所述实时工况解析结果。

45、作为本发明的进一步方案，所述压力维持比例基准和张力越限基准的确定过程具体为：获取边缘计算设备接收的当前规格工艺参数记录，从所述当前规格工艺参数记录读取贴合目标压力、压力容许偏差、物料目标张力和张力容许偏差；

46、依据所述贴合目标压力和所述压力容许偏差确定工艺设定压力范围，将所述工艺设定压力范围内的采样条数占片段采样记录总数的最低允许比例确定为所述压力维持比例基准，将所述物料目标张力与所述张力容许偏差进行增量运算，确定所述张力越限基准。

47、轮胎成型机实时工况边缘计算解析系统，所述系统包括：

48、现场接入模块，获取采集终端上传至边缘计算设备的轮胎成型动作状态和现场传感器数值，所述轮胎成型动作状态对应周期、送料、压辊、裁断和复位，所述现场传感器数值对应压力、位置、电流和张力，并在所述边缘计算设备本地生成边缘采样记录；

49、动作识别模块，在所述边缘计算设备内将当前边缘采样记录与前一边缘采样记录中的所述轮胎成型动作状态比较，确定动作变位点，按采样顺序生成动作相位锚点序列；

50、片段划分模块，基于所述动作相位锚点序列中相邻锚点之间的所述边缘采样记录，在所述边缘计算设备本地确定工况片段集合；

51、片段运算模块，针对所述工况片段集合中的各工况片段，在所述边缘计算设备内按片段类型筛选参与解析的数据项，计算片段持续时间、压力有效次数、负载越限次数和位置变化量，生成片段工况解析数据；

52、轮询控制模块，基于所述片段工况解析数据确定片段状态判定结果，由所述边缘计算设备向所述采集终端生成通道轮询调整指令，输出实时工况解析结果。

53、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

54、本发明中，获取终端动作状态与传感器数值生成本地采样记录，比对前后记录动作状态确定变位点构建动作相位锚点序列，依凭相邻锚点在本地精准动态切分工况片段集合，紧密契合实际动作周期切换节点以彻底消除机械分段偏差，按片段类型筛选数据项深度解析压力与负载越限分析指标，剥离冗余干扰准确定位现场复杂运行环境中的工况异常点，基于片段工况解析判定状态并生成通道轮询调整干预指令，动态调节数据交互频率与底层计算节点资源配置，切实增强边缘端对连续波动的监测精度与同步反馈敏捷度。