本申請涉及數(shù)據(jù)壓縮傳輸，具體涉及一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)自動化變頻器是工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)電機調(diào)速和節(jié)能運行的關(guān)鍵設(shè)備，主要通過改變電源的頻率和電壓，對交流電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行精準控制，進而提高生產(chǎn)效率和保證生產(chǎn)質(zhì)量。工業(yè)自動化變頻器在制造業(yè)、電力行業(yè)和石油化工行業(yè)有著重要應用，其中工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)的準確傳輸對于實現(xiàn)智能化生產(chǎn)、優(yōu)化設(shè)備性能以及發(fā)現(xiàn)故障至關(guān)重要，例如可以通過采用更先進的編碼方式、優(yōu)化數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)、利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及多線程或多進程技術(shù)等，來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛯崟r性，以滿足工業(yè)自動化系統(tǒng)對快速響應的要求。

2、隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進步，越來越多的先進手段應用于變頻器運行數(shù)據(jù)的采集和傳輸，但是變頻器常應用于復雜惡劣的工況，如高負荷、長時間運行等，這就要求數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，并能適應不同的環(huán)境條件，而利用傳統(tǒng)的zstd（zstandard）算法對變頻器的運行數(shù)據(jù)進行壓縮傳輸?shù)倪^程中未考慮不同運行數(shù)據(jù)的響應變化關(guān)系，導致設(shè)置的字典編碼區(qū)不能有效反映數(shù)據(jù)變化特征，降低變頻器運行數(shù)據(jù)壓縮編碼的效率，進而影響變頻器運行數(shù)據(jù)的傳輸效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及設(shè)備，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、第一方面，本申請實施例提供了一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟：

3、獲取工業(yè)自動化變頻器運行過程中的多種運行數(shù)據(jù)，并分別組成各運行數(shù)據(jù)序列；

4、基于每種運行數(shù)據(jù)的運行數(shù)據(jù)序列在各滑動窗口下數(shù)據(jù)的波動程度篩選待選窗口，基于各待選窗口中運行數(shù)據(jù)的采集時刻構(gòu)建每種運行數(shù)據(jù)的分割區(qū)間；

5、根據(jù)各分割區(qū)間的端點對運行數(shù)據(jù)序列進行劃分得到每種運行數(shù)據(jù)的短時運行序列；

6、對于同種運行數(shù)據(jù)的各短時運行序列，根據(jù)各短時運行序列與其他短時運行序列關(guān)于數(shù)據(jù)變化情況的差異，結(jié)合各短時運行序列與其他短時運行序列的距離，獲取各短時運行序列的響應差異值；

7、每種運行數(shù)據(jù)的所有短時運行序列的響應差異值組成每種運行數(shù)據(jù)的響應差異向量，通過分析每種運行數(shù)據(jù)與其他運行數(shù)據(jù)的響應差異向量之間的相似度，確定每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮編碼變化響應的關(guān)聯(lián)系數(shù)；

8、基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)確定每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮時的字典編碼區(qū)長度，利用壓縮算法對變頻器的運行數(shù)據(jù)進行壓縮傳輸。

9、優(yōu)選的，所述多種運行數(shù)據(jù)包括工業(yè)自動化變頻器運行過程中的電流、電壓、溫度、振動頻率和電源頻率，將采集的每種運行數(shù)據(jù)按照時間升序排列分別組成各運行數(shù)據(jù)序列。

10、優(yōu)選的，所述待選窗口的篩選進一步包括：針對每種運行數(shù)據(jù)的運行數(shù)據(jù)序列的所有滑動窗口，對所有滑動窗口的變異系數(shù)進行閾值分割，將變異系數(shù)大于分割閾值所對應的滑動窗口作為待選窗口。

11、優(yōu)選的，所述每種運行數(shù)據(jù)的分割區(qū)間的確定過程為：將每種運行數(shù)據(jù)的每個待選窗口中運行數(shù)據(jù)采集時刻的最小值和最大值所組成的區(qū)間均作為每種運行數(shù)據(jù)的分割區(qū)間。

12、優(yōu)選的，所述獲取各短時運行序列的響應差異值包括：

13、對于同種運行數(shù)據(jù)的各短時運行序列，分析各短時運行序列與其他各短時運行序列之間的距離，并計算各短時運行序列與其他各短時運行序列的變異系數(shù)之間的差異，記為變異系數(shù)差；基于所述距離及所述變異系數(shù)差，確定各短時運行序列的響應差異值。

14、優(yōu)選的，所述響應差異值進一步為各短時運行序列與其他所有短時運行序列的所述距離和所述變異系數(shù)差的乘積取平均值。

15、優(yōu)選的，所述每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮編碼變化響應的關(guān)聯(lián)系數(shù)為每種運行數(shù)據(jù)與其他所有運行數(shù)據(jù)的影響差異向量之間相似度的平均值。

16、優(yōu)選的，所述每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮時的字典編碼區(qū)長度的表達式為：

17、，其中表示每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮時的字典編碼區(qū)長度；為預設(shè)常數(shù)參數(shù)；表示每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮編碼變化響應的關(guān)聯(lián)系數(shù)；表示四舍五入取整函數(shù)。

18、第二方面，本申請實施例還提供了一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任意一項所述方法的步驟。

19、第三方面，本申請實施例還提供了一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，所述傳輸設(shè)備包括：

20、變頻器運行數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取工業(yè)自動化變頻器運行過程中的多種運行數(shù)據(jù)，并分別組成各運行數(shù)據(jù)序列；

21、運行數(shù)據(jù)分析模塊，基于每種運行數(shù)據(jù)的運行數(shù)據(jù)序列在各滑動窗口下數(shù)據(jù)的波動程度篩選待選窗口，基于各待選窗口中運行數(shù)據(jù)的采集時刻構(gòu)建每種運行數(shù)據(jù)的分割區(qū)間；

22、根據(jù)各分割區(qū)間的端點對運行數(shù)據(jù)序列進行劃分得到每種運行數(shù)據(jù)的短時運行序列；

23、對于同種運行數(shù)據(jù)的各短時運行序列，根據(jù)各短時運行序列與其他短時運行序列關(guān)于數(shù)據(jù)變化情況的差異，結(jié)合各短時運行序列與其他短時運行序列的距離，獲取各短時運行序列的響應差異值；

24、每種運行數(shù)據(jù)的所有短時運行序列的響應差異值組成每種運行數(shù)據(jù)的響應差異向量，通過分析每種運行數(shù)據(jù)與其他運行數(shù)據(jù)的響應差異向量之間的相似度，確定每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮編碼變化響應的關(guān)聯(lián)系數(shù)；

25、運行數(shù)據(jù)壓縮傳輸模塊，基于所述關(guān)聯(lián)系數(shù)確定每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮時的字典編碼區(qū)長度，利用壓縮算法對變頻器的運行數(shù)據(jù)進行壓縮傳輸。

26、由以上可見，本申請?zhí)峁┑囊环N工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及設(shè)備，至少具有如下有益效果：

27、本申請考慮到變頻運行過程中在不同的運行階段的運行狀態(tài)變化特征存在差異，導致采集的變頻器運行數(shù)據(jù)的頻繁響應的特征不同，影響利用zstd（zstandard）算法對變頻器的運行數(shù)據(jù)進行壓縮傳輸處理時的傳輸效率；

28、針對上述問題，本申請通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集變頻器運行過程中的運行數(shù)據(jù)，并基于每種運行數(shù)據(jù)的在不同時間區(qū)間的響應變化差異與關(guān)聯(lián)變化差異，對時間區(qū)間進行劃分，并基于劃分結(jié)果對不同運行數(shù)據(jù)進行分組，其有益效果在于考慮變頻器在不同運行狀態(tài)下的響應特征的差異，提高對每種運行數(shù)據(jù)頻繁響應變化特征提取的準確性；

29、進一步的，基于不同運行數(shù)據(jù)的劃分結(jié)果進行響應特征分析，得到每種運行數(shù)據(jù)響應差異特征，通過響應差異特征對不同運行數(shù)據(jù)做相同劃分時的關(guān)聯(lián)偏差結(jié)果進行分析，其有益效果在于綜合考慮在不同運行階段不同運行數(shù)據(jù)之間的頻繁響應的關(guān)聯(lián)特征，進而準確對每種數(shù)據(jù)進行壓縮過程的頻繁響應復雜特征進行分析，自適應確定壓縮字典編碼長度，提高對工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)的壓縮傳輸效率。

技術(shù)特征：

1.一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述多種運行數(shù)據(jù)包括工業(yè)自動化變頻器運行過程中的電流、電壓、溫度、振動頻率和電源頻率，將采集的每種運行數(shù)據(jù)按照時間升序排列分別組成各運行數(shù)據(jù)序列。

3.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述待選窗口的篩選進一步包括：針對每種運行數(shù)據(jù)的運行數(shù)據(jù)序列的所有滑動窗口，對所有滑動窗口的變異系數(shù)進行閾值分割，將變異系數(shù)大于分割閾值所對應的滑動窗口作為待選窗口。

4.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述每種運行數(shù)據(jù)的分割區(qū)間的確定過程為：將每種運行數(shù)據(jù)的每個待選窗口中運行數(shù)據(jù)采集時刻的最小值和最大值所組成的區(qū)間均作為每種運行數(shù)據(jù)的分割區(qū)間。

5.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述獲取各短時運行序列的響應差異值包括：

6.如權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述響應差異值進一步為各短時運行序列與其他所有短時運行序列的所述距離和所述變異系數(shù)差的乘積取平均值。

7.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮編碼變化響應的關(guān)聯(lián)系數(shù)為每種運行數(shù)據(jù)與其他所有運行數(shù)據(jù)的影響差異向量之間相似度的平均值。

8.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述每種運行數(shù)據(jù)進行壓縮時的字典編碼區(qū)長度的表達式為：

9.一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任意一項所述方法的步驟。

10.一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，其特征在于，所述傳輸設(shè)備包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及數(shù)據(jù)壓縮傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)傳輸方法、系統(tǒng)及設(shè)備，該方法包括：獲取工業(yè)自動化變頻器運行過程中的多種運行數(shù)據(jù)，對各種運行數(shù)據(jù)的運行數(shù)據(jù)序列劃分得到每種運行數(shù)據(jù)的短時運行序列；根據(jù)各短時運行序列與其他短時運行序列的數(shù)據(jù)變化情況的差異，以及短時運行序列之間的距離關(guān)系，獲取各短時運行序列的響應差異值；各運行數(shù)據(jù)對應的所有響應差異值組成各運行數(shù)據(jù)的響應差異向量，通過分析每種運行數(shù)據(jù)與其他運行數(shù)據(jù)的響應差異向量的相似度，確定每種運行數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，以每種運行數(shù)據(jù)的字典編碼區(qū)長度，對運行數(shù)據(jù)進行壓縮傳輸。本申請可提高工業(yè)自動化變頻器運行數(shù)據(jù)的壓縮傳輸效率。

技術(shù)研發(fā)人員：余道義
受保護的技術(shù)使用者：深圳市安科訊電子制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6