基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，遠(yuǎn)程操作站包括控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊、人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊和客戶端通信軟件模塊，現(xiàn)場(chǎng)控制站包括本地服務(wù)器、服務(wù)器端通信軟件模塊、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，客戶端、服務(wù)器端通信軟件模塊經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)相連接；該方法包括：1、在遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件中完成控制組態(tài)；2、遠(yuǎn)程操作站與現(xiàn)場(chǎng)控制站建立數(shù)據(jù)通信；3、現(xiàn)場(chǎng)控制站執(zhí)行相應(yīng)的控制邏輯組態(tài)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行并對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和更新；4、利用遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件完成控制組態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)試。該控制系統(tǒng)及方法控制效果好，實(shí)時(shí)性高，適用范圍廣。
【專利說明】基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動(dòng)化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)已逐步發(fā)展為功能完善的智能化控制系統(tǒng)。而遠(yuǎn)程控制技術(shù)與分布式控制系統(tǒng)相結(jié)合的研究能夠綜合兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使得分布式控制系統(tǒng)可以克服地域的限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，大大提高分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍與效率。但是，這兩種技術(shù)相結(jié)合的大多數(shù)研究仍處在實(shí)驗(yàn)室研究階段，而在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中的嘗試較少，而且許多實(shí)際控制系統(tǒng)的研究也僅僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)視的功能，而遠(yuǎn)程控制的功能少有涉足。
[0003]近年來分布式控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制功能的實(shí)現(xiàn)與改進(jìn)也得到了很大的關(guān)注，但其應(yīng)用效果仍然十分不理想?，F(xiàn)有技術(shù)主要存在以下不足:(I)遠(yuǎn)程操作站往往只能通過瀏覽器或客戶端軟件操作少量的按鈕及菜單，或者通過監(jiān)控組態(tài)畫面來完成簡單的控制啟停、參數(shù)修改、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備往往只能按照既定的控制程序完成相應(yīng)的動(dòng)作，組態(tài)工程師無法在遠(yuǎn)程操作站修改和調(diào)試控制策略，大大地限制了分布式控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的功能。(2)遠(yuǎn)程操作站往往只能通過監(jiān)控組態(tài)畫面或視頻來觀察設(shè)備的運(yùn)行情況，圖像與視頻的傳輸具有較大的延時(shí)性，不利于控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)及方法，該控制系統(tǒng)及方法控制效果好，實(shí)時(shí)性高，適用范圍廣。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，所述遠(yuǎn)程操作站包括控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊、人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊和客戶端通信軟件模塊，所述現(xiàn)場(chǎng)控制站包括本地服務(wù)器、服務(wù)器端通信軟件模塊、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述服務(wù)器端通信軟件模塊運(yùn)行在本地服務(wù)器中，所述客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)建立連接關(guān)系；所述控制策略組態(tài)軟件模塊用于控制策略的編輯、調(diào)試與控制邏輯執(zhí)行過程的監(jiān)控；所述數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊用于設(shè)備數(shù)據(jù)庫的建立和實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫的管理；所述人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊用于人機(jī)界面畫面的組態(tài)與監(jiān)控。
[0006]所述控制站的類型包括PLC以及基于QNX、Linux和Windows的IPC ;所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的類型包括各種工業(yè)設(shè)備、醫(yī)用設(shè)備、家居設(shè)備、交通系統(tǒng)設(shè)備以及機(jī)器人等。
[0007]所述控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊和人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊經(jīng)遠(yuǎn)程操作站內(nèi)的局域網(wǎng)相連，各組態(tài)軟件模塊與客戶端通信軟件模塊通過共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，客戶端通信軟件模塊再通過互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述本地服務(wù)器、控制站與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)的局域網(wǎng)相連，控制站與服務(wù)器端通信軟件模塊通過共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，服務(wù)器端通信軟件模塊再通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述各組態(tài)軟件模塊指控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊和人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊。
[0008]本發(fā)明還提供一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法，包括以下步驟:
步驟1:針對(duì)由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的控制系統(tǒng)，在遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件中完成控制組態(tài)，所述控制組態(tài)包括數(shù)據(jù)庫組態(tài)、控制邏輯組態(tài)和人機(jī)界面畫面組態(tài)；
步驟2:利用客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊，完成遠(yuǎn)程操作站與現(xiàn)場(chǎng)控制站的數(shù)據(jù)通信；所述客戶端通信軟件模塊與遠(yuǎn)程操作站的各組態(tài)軟件模塊之間、所述服務(wù)器端通信軟件模塊與控制站之間均采用共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊之間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；
步驟3:現(xiàn)場(chǎng)控制站執(zhí)行相應(yīng)的控制邏輯組態(tài)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和更新；
步驟4:利用遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件完成控制組態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)試。
[0009]在步驟I中，在遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件中完成控制組態(tài)，包括以下步驟:
步驟101:利用數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊構(gòu)建設(shè)備數(shù)據(jù)庫，所述設(shè)備數(shù)據(jù)庫用于記錄控制系統(tǒng)需要的所有設(shè)備信息及其輸入輸出點(diǎn)關(guān)聯(lián)情況；
步驟102:根據(jù)實(shí)際控制系統(tǒng)需要，通過控制策略組態(tài)軟件模塊在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行控制邏輯的編輯、鏈接與調(diào)試，完成控制邏輯編程；
步驟103:通過人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行人機(jī)界面畫面的設(shè)計(jì)、編輯和鏈接，完成人機(jī)界面畫面組態(tài)。
[0010]所述客戶端通信軟件模塊用于采集串口數(shù)據(jù)、發(fā)送控制指令以及接收控制站返回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括存儲(chǔ)在客戶端的共享內(nèi)存中來自組態(tài)軟件的控制邏輯組態(tài)數(shù)據(jù)、人機(jī)畫面組態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、相關(guān)控制和通訊指令以及存儲(chǔ)在服務(wù)器端的共享內(nèi)存中由控制站反饋回的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述客戶端通信軟件模塊工作步驟如下:
步驟201:客戶端主線程進(jìn)行系統(tǒng)初始化，建立套接字socket，設(shè)置并監(jiān)聽端口 ；
步驟202:確認(rèn)并接收服務(wù)器端的連接請(qǐng)求，建立通信線程；
步驟203:根據(jù)自定義的交互指令操作客戶端的共享內(nèi)存，更新共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；所述交互指令包括控制邏輯組態(tài)數(shù)據(jù)的離線傳送、在線傳送指令，組態(tài)元件的強(qiáng)制賦值與設(shè)備信息的寫值，人機(jī)界面的控制指令，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更新與監(jiān)控指令等；
步驟204:將共享內(nèi)存中相應(yīng)數(shù)據(jù)壓縮并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送至服務(wù)器端，同時(shí)接收服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)。
[0011]所述服務(wù)器端通信軟件模塊用于接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送控制站中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至客戶端，其工作步驟如下:
步驟301:建立套接字socket，設(shè)置并監(jiān)聽端口 ；
步驟302:確認(rèn)并接收客戶端的連接請(qǐng)求，建立通信線程；
步驟303:接收客戶端數(shù)據(jù)并解壓縮，更新服務(wù)器端的共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；
步驟304:將共享內(nèi)存中待返回的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮，并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送至客戶端。[0012]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
(I)本發(fā)明在遠(yuǎn)程操作站提供了圖形化的控制邏輯編程工具，用戶在遠(yuǎn)程端不僅可以通過監(jiān)控組態(tài)畫面來監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，還能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行修改、遠(yuǎn)程下載和調(diào)試，能夠有效地提高了生產(chǎn)管理效率。
[0013](2)本發(fā)明中用戶可以在遠(yuǎn)程端在線修改控制策略和設(shè)備參數(shù)，不會(huì)影響到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。
[0014](3)本發(fā)明提供的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)不僅可以將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以圖像的方式呈現(xiàn)在遠(yuǎn)程端，還可以將所有中間數(shù)據(jù)以數(shù)值或其他參數(shù)的形式實(shí)時(shí)地反饋在遠(yuǎn)程端的組態(tài)軟件界面中，其響應(yīng)時(shí)間或靈敏度僅取決于當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延情況。
[0015](4)本發(fā)明提供的遠(yuǎn)程分布式控制方法適用于工業(yè)生產(chǎn)、交通指揮、智能家居以及移動(dòng)機(jī)器人等多個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)的原理圖。
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中遠(yuǎn)程分布式控制方法的流程圖。
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中客戶端通信軟件模塊的工作流程圖。
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中服務(wù)器端通信軟件模塊的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，其對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法是采用客戶端/服務(wù)器模式、共享內(nèi)存技術(shù)和基于互聯(lián)網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明中的遠(yuǎn)程操作站不僅可以通過監(jiān)控組態(tài)畫面來監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，還可以實(shí)現(xiàn)控制策略的遠(yuǎn)程修改、下載和調(diào)試。
[0021]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0022]請(qǐng)參見圖1，本發(fā)明基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)，由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，所述遠(yuǎn)程操作站包括控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊、人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊和客戶端通信軟件模塊，所述現(xiàn)場(chǎng)控制站包括本地服務(wù)器、服務(wù)器端通信軟件模塊、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述服務(wù)器端通信軟件模塊運(yùn)行在本地服務(wù)器中，所述客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)建立連接關(guān)系。
[0023]所述控制策略組態(tài)軟件模塊用于控制策略的編輯、調(diào)試與控制邏輯執(zhí)行過程的監(jiān)控；所述數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊用于設(shè)備數(shù)據(jù)庫的建立和實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫的管理；所述人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊用于人機(jī)界面畫面的組態(tài)與監(jiān)控。
[0024]所述控制站的類型包括PLC以及基于QNX、Linux和Windows的IPC ;所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的類型包括各種工業(yè)設(shè)備、醫(yī)用設(shè)備、家居設(shè)備、交通系統(tǒng)設(shè)備以及機(jī)器人等。
[0025]所述控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊和人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊經(jīng)遠(yuǎn)程操作站內(nèi)的局域網(wǎng)相連，各組態(tài)軟件模塊與客戶端通信軟件模塊通過共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，客戶端通信軟件模塊再通過互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述本地服務(wù)器、控制站與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)的局域網(wǎng)相連，控制站與服務(wù)器端通信軟件模塊通過共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，服務(wù)器端通信軟件模塊再通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述各組態(tài)軟件模塊指控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊和人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊。
[0026]請(qǐng)參見圖2，本發(fā)明還提供了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法，包括以下步驟:
步驟1:針對(duì)由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的控制系統(tǒng)，在遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件中完成控制組態(tài)，所述控制組態(tài)包括數(shù)據(jù)庫組態(tài)、控制邏輯組態(tài)和人機(jī)界面畫面組態(tài)。具體包括以下步驟:
步驟101:利用數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊構(gòu)建設(shè)備數(shù)據(jù)庫，所述設(shè)備數(shù)據(jù)庫用于記錄控制系統(tǒng)需要的所有設(shè)備信息及其輸入輸出點(diǎn)關(guān)聯(lián)情況。
[0027]步驟102:根據(jù)實(shí)際控制系統(tǒng)需要，利用控制策略組態(tài)軟件模塊完成控制邏輯編程。用戶通過控制策略組態(tài)軟件模塊在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行控制邏輯的編輯、鏈接與調(diào)試，完成控制邏輯編程。
[0028]步驟103:利用人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊完成人機(jī)界面畫面組態(tài)。用戶通過人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行人機(jī)界面畫面的設(shè)計(jì)、編輯和鏈接，完成人機(jī)界面畫面組態(tài)。
[0029]步驟2:利用客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊，完成遠(yuǎn)程操作站與現(xiàn)場(chǎng)控制站的數(shù)據(jù)通信；所述客戶端通信軟件模塊與遠(yuǎn)程操作站的各組態(tài)軟件模塊之間、所述服務(wù)器端通信軟件模塊與控制站之間均采用共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊之間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0030]所述客戶端通信軟件模塊的主要功能是利用套接字socket采集串口數(shù)據(jù)、發(fā)送控制指令以及接收控制站返回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括存儲(chǔ)在客戶端的共享內(nèi)存中來自組態(tài)軟件的控制邏輯組態(tài)數(shù)據(jù)、人機(jī)畫面組態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、相關(guān)控制和通訊指令以及存儲(chǔ)在服務(wù)器端的共享內(nèi)存中由控制站反饋回的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。如圖3所示，所述客戶端通信軟件模塊工作步驟如下:
步驟201:客戶端主線程進(jìn)行系統(tǒng)初始化，建立套接字socket，設(shè)置并監(jiān)聽端口 ；
步驟202:確認(rèn)并接收服務(wù)器端的連接請(qǐng)求，建立通信線程；
步驟203:根據(jù)自定義的交互指令操作客戶端的共享內(nèi)存，更新共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；所述交互指令包括控制邏輯組態(tài)數(shù)據(jù)的離線傳送、在線傳送指令，組態(tài)元件的強(qiáng)制賦值與設(shè)備信息的寫值，人機(jī)界面的控制指令，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更新與監(jiān)控指令等；
步驟204:將共享內(nèi)存中相應(yīng)數(shù)據(jù)壓縮并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送至服務(wù)器端，同時(shí)接收服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)。
[0031]所述服務(wù)器端通信軟件模塊的主要功能是接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送控制站中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至客戶端，如圖4所示，其工作步驟如下:
步驟301:建立套接字socket，設(shè)置并監(jiān)聽端口 ；
步驟302:確認(rèn)并接收客戶端的連接請(qǐng)求，建立通信線程；
步驟303:接收客戶端數(shù)據(jù)并解壓縮，更新服務(wù)器端的共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；
步驟304:將共享內(nèi)存中待返回的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮，并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送至客戶端。
[0032]步驟3:現(xiàn)場(chǎng)控制站執(zhí)行相應(yīng)的控制邏輯組態(tài)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和更新。
[0033]步驟4:利用遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件完成控制組態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)試。
[0034]用戶可以通過控制策略組態(tài)軟件在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行控制邏輯在線修改、調(diào)試以及邏輯執(zhí)行過程中間數(shù)據(jù)的監(jiān)控等操作；可以利用人機(jī)界面組態(tài)工具在遠(yuǎn)程操作站實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并通過相應(yīng)的操作按鈕對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制站的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0035]以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)，其特征在于:由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成，所述遠(yuǎn)程操作站包括控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊、人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊和客戶端通信軟件模塊，所述現(xiàn)場(chǎng)控制站包括本地服務(wù)器、服務(wù)器端通信軟件模塊、控制站和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，所述服務(wù)器端通信軟件模塊運(yùn)行在本地服務(wù)器中，所述客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)建立連接關(guān)系； 所述控制策略組態(tài)軟件模塊用于控制策略的編輯、調(diào)試與控制邏輯執(zhí)行過程的監(jiān)控；所述數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊用于設(shè)備數(shù)據(jù)庫的建立和實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫的管理；所述人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊用于人機(jī)界面畫面的組態(tài)與監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制站的類型包括PLC以及基于QNX、Linux和Windows的IPC ;所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的類型包括各種工業(yè)設(shè)備、醫(yī)用設(shè)備、家居設(shè)備、交通系統(tǒng)設(shè)備以及機(jī)器人等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊和人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊經(jīng)遠(yuǎn)程操作站內(nèi)的局域網(wǎng)相連，各組態(tài)軟件模塊與客戶端通信軟件模塊通過共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，客戶端通信軟件模塊再通過互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)控制站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述本地服務(wù)器、控制站與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)的局域網(wǎng)相連，控制站與服務(wù)器端通信軟件模塊通過共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，服務(wù)器端通信軟件模塊再通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；所述各組態(tài)軟件模塊指控制策略組態(tài)軟件模塊、數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊和人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊。
4.一種基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:針對(duì)由遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)控制站以及互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的控制系統(tǒng)，在遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件中完成控制組態(tài)，所述控制組態(tài)包括數(shù)據(jù)庫組態(tài)、控制邏輯組態(tài)和人機(jī)界面畫面組態(tài)； 步驟2:利用客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊，完成遠(yuǎn)程操作站與現(xiàn)場(chǎng)控制站的數(shù)據(jù)通信；所述客戶端通信軟件模塊與遠(yuǎn)程操作站的各組態(tài)軟件模塊之間、所述服務(wù)器端通信軟件模塊與控制站之間均采用共享內(nèi)存方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，客戶端通信軟件模塊與服務(wù)器端通信軟件模塊之間通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信； 步驟3:現(xiàn)場(chǎng)控制站執(zhí)行相應(yīng)的控制邏輯組態(tài)，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和更新； 步驟4:利用遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件完成控制組態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)試。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法，其特征在于:在步驟I中，在遠(yuǎn)程操作站的組態(tài)軟件中完成控制組態(tài)，包括以下步驟: 步驟101:利用數(shù)據(jù)庫組態(tài)軟件模塊構(gòu)建設(shè)備數(shù)據(jù)庫，所述設(shè)備數(shù)據(jù)庫用于記錄控制系統(tǒng)需要的所有設(shè)備信息及其輸入輸出點(diǎn)關(guān)聯(lián)情況； 步驟102:根據(jù)實(shí)際控制系統(tǒng)需要，通過控制策略組態(tài)軟件模塊在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行控制邏輯的編輯、鏈接與調(diào)試，完成控制邏輯編程； 步驟103:通過人機(jī)界面組態(tài)軟件模塊在遠(yuǎn)程操作站進(jìn)行人機(jī)界面畫面的設(shè)計(jì)、編輯和鏈接，完成人機(jī)界面畫面組態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法，其特征在于:所述客戶端通信軟件模塊用于采集串口數(shù)據(jù)、發(fā)送控制指令以及接收控制站返回的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括存儲(chǔ)在客戶端的共享內(nèi)存中來自組態(tài)軟件的控制邏輯組態(tài)數(shù)據(jù)、人機(jī)畫面組態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、相關(guān)控制和通訊指令以及存儲(chǔ)在服務(wù)器端的共享內(nèi)存中由控制站反饋回的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述客戶端通信軟件模塊工作步驟如下: 步驟201:客戶端主線程進(jìn)行系統(tǒng)初始化，建立套接字socket，設(shè)置并監(jiān)聽端口 ； 步驟202:確認(rèn)并接收服務(wù)器端的連接請(qǐng)求，建立通信線程； 步驟203:根據(jù)自定義的交互指令操作客戶端的共享內(nèi)存，更新共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)；所述交互指令包括控制邏輯組態(tài)數(shù)據(jù)的離線傳送、在線傳送指令，組態(tài)元件的強(qiáng)制賦值與設(shè)備信息的寫值，人機(jī)界面的控制指令，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的更新與監(jiān)控指令等； 步驟204:將共享內(nèi)存中相應(yīng)數(shù)據(jù)壓縮并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送至服務(wù)器端，同時(shí)接收服務(wù)器端返回的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程分布式控制方法，其特征在于:所述服務(wù)器端通信軟件模塊用于接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)送控制站中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至客戶端，其工作步驟如下: 步驟301:建立套接字socket，設(shè)置并監(jiān)聽端口 ； 步驟302:確認(rèn)并接收客戶端的連接請(qǐng)求，建立通信線程； 步驟303:接收客戶端數(shù)據(jù)并解壓縮，更新服務(wù)器端的共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)； 步驟304:將共享內(nèi)存中待返回的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮，并通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送至客戶端。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103605342SQ201310588048
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】鄭松, 劉朝儒, 張望, 陳藝賓, 陳松彬 申請(qǐng)人:福州大學(xué)