软件系统数据集成-模板

XX软件系统系统数据集成详细设计文档文档说明编写目的数据集成，又称数据采集，是利用一些装置、程序、系统，从XX软件系统外部或者内部采集数据并输入系统内部或者输出到系统外的一个过程。

数据采集技术广泛应用在各个领域，对于大部分制造业企业，数据采集的效率关乎企业的效益甚至前途！很多企业的数据管理不规范，采集不全面，传输效率低，导致管理者无法对企业数据进行准确而深入的分析。

编写该文档是为了说明XX软件系统系统数据集成模块的主要需求,结合系统整体规划，对数据集成模块做出详细的功能设计。

通过对XX软件系统数据集成模块需求的描述分析和详细设计，明确数据集成模块的构建思路。

读者对象本文的阅读对象包括：XX软件系统项目组所有设计及开发人员；数据集成模块涉及的各个业务部门和相关单位，系统功能实施和实现的设计人员，测试、开发人员。

术语与参考术语解释缩写/ 术语解释ERP Enterprise Resource Planning的缩写，即：企业资源计划MES Manufacturing Execution System的缩写，即：生产执行系统MRP Material Requirement Planning的缩写，即：物料需求计划DSS Decision Support System的缩写，即：决策支持系统BOM Bill of Material的缩写，即：物料清单，在本系统中，物料清单除了定义某种产品需要和原材料之外，还包含了原材料的替代信息、标准消耗信息等PCS Process Control System的缩写，即：过程控制系统OPC OLE for Process Control，Microsoft公司的一个工业标准接口规范SPC Statistical Process Control，即：统计过程控制OEE Overall Equipment Effectiveness的缩写，即：全面装备效率PDM Production Data Management的缩写，即：生产数据管理WIP Work In Process的缩写，即：在制品或半成品WCF Windows Communication Foundation的缩写，由微软发展的一组数据通信应用程序开发接口参考资料系统功能设计总体设计设计目的开发数据集成微服务，通过在云架构中部署不同类型的微服务，使底层硬件数据、其他系统数据、其他形式的数据都能够采集到XX 软件系统系统中。

同时，系统中需要与硬件、底层控制系统、其他系统交互的数据，也按照微服务的通讯模式进行交互。

设计说明利用Java语言开发可跨平台数据传输的微服务，整合不同渠道的数据，并将不同格式、不同传输方式的数据整合为符合系统读写标准的数据流。

通过统一的数据传输格式，保证不同系统之间，只需要调用相应的微服务即可进行跨平台、跨系统的数据交互。

数据交互需要满足以下要求：●数据安全安全指的是数据不会发生外泄或者被截取的情况，还要能够安全的存储和使用，传输满足稳定、高效的要求，所有的数据不能被破坏和非法篡改。

●数据完整保证数据从采集到传输，到最后的存储和使用，都不会出现改变的情况，更不允许出现数据不完整的发生。

要保证原始数据和最终展示、存储的数据完全一致。

●适应扩展根据平台扩展性要求，XX软件系统系统的数据也要能够适应未来的发展，满足可预见的所有数据集成方式，保证数据接口可扩展。

数据集成架构根据XX软件系统数据集成模块总体规划，数据集成模块为部署在云内的服务集群，所有数据通过以太环网与云内的微服务进行交互。

所有数据集成过程均在XX软件系统系统内进行选择，并根据不同的服务类型进行配置。

未来功能模式如下图：下面将对架构中的各部分的基础架构和实现逻辑进行说明。

OPC集成OPC协议是基于微软的基础通讯组件和对象模型的工业数据通讯标准。

XX软件系统系统OPC通讯微服务功能架构如下：●集成逻辑1）底层设备通过各种协议将数据传输至上位系统2）上位系统通过标准OPC服务向外发布数据3）利用开发的OPC Client服务，通过Thrift架构将数据转为可跨平台通讯的信息。

4）OPC通讯微服务通过Thrift架构将Client端采集的信息转为微服务标准的数据信息。

5）其他程序、数据库、软件服务通过微服务实时获取底层硬件数据。

6）当需要向底层写入数据时，通过调用OPC通讯微服务，反向将数据向下传输。

●OPC微服务除满足标准OPC通讯协议外，需满足以下基本功能：⏹单点读写⏹批量读写⏹同步读写⏹异步读写⏹可缓存一定时间段内的数据PLC集成可编程逻辑控制器通常称之为PLC，主要通过向硬件输入输出数字或者模拟信号来控制各种机械、电子设备，以此来实现控制生产过程。

目前工业设备中普遍使用三菱和西门子的PLC，以下将对这两类PLC的常用型号进行分析。

三菱PLC以太网通讯集成XX软件系统系统三菱PLC以太网通讯微服务功能架构如下：●集成逻辑1）三菱Q系列PLC之间通过底层通讯协议进行通讯。

2）微服务通过IP地址、端口等信息，将报文按照三菱PLC 以太网通讯协议，以Socket方式向PLC发送。

3）PLC实时监听报文，并将报文按照标准协议进行解析4）PLC解析报文后按照通讯协议返回信息，信息通过Socket 方式传回微服务5）其他程序、数据库、软件服务通过微服务实时获取PLC中的信息。

●三菱PLC以太网通讯微服务除满足PLC通讯标准协议外，需满足以下基本功能：⏹对不同存储地址数据，可最终解析为直接可读的十进制数据、布尔数据、字符串等⏹可实时写入，并按不同频率读取数据⏹可缓存一定时间段内的数据三菱PLC串口通讯集成XX软件系统系统三菱PLC串口通讯微服务功能架构如下：●集成逻辑1）三菱FX系列PLC之间通过底层通讯协议进行通讯。

2）微服务通过COM 端口号信息，将报文按照三菱PLC串口通讯协议，以COM交互方式向PLC发送。

3）PLC实时监听报文，并将报文按照标准协议进行解析4）PLC解析报文后按照通讯协议返回信息，信息通过COM交互方式传回微服务5）其他程序、数据库、软件服务通过微服务实时获取PLC中的信息。

●三菱PLC串口通讯微服务除满足PLC通讯标准协议外，需满足以下基本功能：⏹对不同存储地址数据，可最终解析为直接可读的十进制数据、布尔数据、字符串等⏹可实时写入，并按不同频率读取数据⏹可缓存一定时间的数据西门子PLC以太网通讯集成XX软件系统系统西门子PLC以太网通讯微服务功能架构如下：●集成逻辑1）西门子S7系列PLC之间通过底层通讯协议进行通讯。

2）微服务通过IP地址、端口等信息，将报文按照西门子PLC 以太网通讯协议，以Socket方式向PLC发送。

3）PLC实时监听报文，并将报文按照标准协议进行解析4）PLC解析报文后按照通讯协议返回信息，信息通过Socket 方式传回微服务5）其他程序、数据库、软件服务通过微服务实时获取PLC中的信息。

●西门子PLC以太网通讯微服务除满足PLC通讯标准协议外，需满足以下基本功能：⏹对不同存储地址数据，可最终解析为直接可读的十进制数据、布尔数据、字符串等⏹可实时写入，并按不同频率读取数据⏹可缓存一定时间段内的数据西门子PLC串口通讯集成XX软件系统系统西门子PLC串口通讯微服务功能架构如下：●集成逻辑1）西门子S7系列PLC之间通过底层通讯协议进行通讯。

2）微服务通过COM 端口号信息，将报文按照西门子PLC串口通讯协议，以COM交互方式向PLC发送。

3）PLC实时监听报文，并将报文按照标准协议进行解析4）PLC解析报文后按照通讯协议返回信息，信息通过COM交互方式传回微服务5）其他程序、数据库、软件服务通过微服务实时获取PLC中的信息。

●西门子PLC串口通讯微服务除满足PLC通讯标准协议外，需满足以下基本功能：⏹对不同存储地址数据，可最终解析为直接可读的十进制数据、布尔数据、字符串等⏹可实时写入，并按不同频率读取数据⏹可缓存一定时间的数据RTDB（实时数据库）集成实时数据库广泛应用于存储工业大数据的工厂、企业等，主要用于存储和处理大量的简单、频发数据。

XX软件系统系统实时数据库通讯微服务以GE（通用电气）公司的Proficy iHistorian实时数据库提供的C++ API为基础进行开发，功能架构如下：集成逻辑1）实时数据库通过数据采集器（软件自带采集服务）从其他系统实时采集数据并存储至数据库2）利用实时数据库软件提供的C++ API接口，通过Thrift 架构开发接口服务，将数据转为可跨平台通讯的信息。

3）实时数据库通讯微服务通过Thrift架构将接口服务端采集的信息转为微服务标准的数据信息。

4）其他程序、数据库、软件服务通过微服务实时获取数据库中的信息。

5）当需要对实时数据库进行数据操作时，通过调用通讯微服务，反向将数据向下传输。

●实时数据库微服务除满足软件API接口提供的协议外，需满足以下基本功能：⏹批量读写⏹实时读写⏹可对历史数据查询⏹可缓存一定时间段内的数据Modbus集成过程数据集成OPC数据采集接口当底层控制系统、设备自带上位机等存在第三方软件提供的标准OPC接口时，需要通过采集端将OPC中的数据点位进行实时采集，系统将采集的数据进行展示或者存储。

OPC数据采集接口配置功能编号OPC_001功能名称OPC数据采集接口配置功能描述实现OPC通讯微服务配置，并对其中的采集信息进行管理用户角色系统管理员数据表前置项第三方软件提供的OPC Server可通讯，数据点位信息全部提供后置项无输入项➢新增OPC 通讯微服务OPC Server所在机器名（或者网络IP地址）、OPC Server名称，OPC Server中数据点位地址，数据采集方式、采集频率、异常机制、缓存时间等➢配置OPC 通讯微服务OPC Server所在机器名（或者网络IP地址）、OPC Server名称，OPC Server中数据点位地址，数据采集方式、采集频率、异常机制、缓存时间，微服务状态等开始双击OPC 通讯微服务管理程序弹出界面内显示OPC Server 的基础信息及点位信息配置采集频率、采集方式、异常机制、缓存配置等信息点击“更新”按钮点击“全部加载”按钮将全部点位进行添加在已有点位列表中选中需要操作的点位，配置是否采集和采集信息结束确认是否更新对修改信息进行保存提示用户保存成功是点击“未添加点位加载”按钮将OPCServer 中未添加的点位进行添加否选择“启用”或者“停用”选项界面设计➢ 新增OPC 通讯微服务➢ 配置OPC 通讯微服务OPC 数据采集接口服务功能编号 OPC_002 功能名称 OPC 数据采集接口服务 功能描述 实现OPC 通讯微服务管理和配置 用户角色 系统管理员 数据表前置项 OPC 通讯微服务已与上位机OPC Server 调通，且已注册发布 后置项无输入项➢ OPC 通讯微服务管理对OPC 通讯微服务进行连接、启停状态，点位管理和其他基础信息配置管理。