一種基于雙主板架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)過程優(yōu)化控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙主板架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]OPC(OLE for Process Control)即0LE(0bject Linking and Embedding)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的一個通訊接口標(biāo)準(zhǔn)，它為過程控制提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的接口、屬性和方法。OPC采用Server和Cl ient方式通訊，其中Cl i ent負責(zé)請求數(shù)據(jù)，Server響應(yīng)請求并提供數(shù)據(jù)。OPC的出現(xiàn)使得不同廠商的設(shè)備和驅(qū)動程序可以靈活地進行連接和信息交互，從而大大提高了過程控制裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開放性和互操作性。
[0003]工業(yè)化與信息化的發(fā)展實現(xiàn)了傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的緊密融合，越來越多的企業(yè)管理信息系統(tǒng)，如石油、化工等典型流程工業(yè)的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)，利用多種數(shù)據(jù)交互設(shè)備從集散控制系統(tǒng)(DCS)采集實時數(shù)據(jù)，進而完成優(yōu)化控制。特別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的逐步深化應(yīng)用，管理網(wǎng)與工控網(wǎng)的聯(lián)系日趨緊密，擴大了工控網(wǎng)的訪問范圍，但同時也增加了安全風(fēng)險。
[0004]為了將DCS的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集到MES中，現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集裝置一般采用與工控網(wǎng)或管理網(wǎng)相似的技術(shù)，如X86主板、Windows操作系統(tǒng)等等。X86硬件平臺與管理網(wǎng)絡(luò)具有相同的硬件架構(gòu)，因而病毒可以利用此漏洞攻擊工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。此外，對于能夠利用Windows操作系統(tǒng)本身缺陷進行傳播的網(wǎng)絡(luò)蠕蟲病毒，目前的數(shù)據(jù)采集裝置幾乎沒有防范作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于雙主板架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置及方法。基于雙主板架構(gòu)且操作系統(tǒng)異構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置防止了病毒等惡意程序在工控網(wǎng)和管理網(wǎng)之間的傳播，提高了工業(yè)控制系統(tǒng)中實時數(shù)據(jù)采集的安全性。
[0006]通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，
[0007]—種基于雙主板架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置包括X86主板和ARM主板，所述雙主板采用異構(gòu)的操作系統(tǒng)，其中X86主板運行Windows系統(tǒng)，ARM主板運行Linux系統(tǒng)；所述Windows系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)上分別運行數(shù)據(jù)采集服務(wù)端程序OPC Server、數(shù)據(jù)采集客戶端程序OPC Client;其中X86主板包括啟動模塊、標(biāo)簽點接收模塊、標(biāo)簽點處理模塊、標(biāo)簽點發(fā)布模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，ARM主板包括采集模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，
[0008]所述啟動模塊從配置文件opcsvrcfg.1ni中獲取數(shù)據(jù)采集服務(wù)端信息；
[0009]所述標(biāo)簽點接收模塊接收請求標(biāo)簽并發(fā)送至標(biāo)簽點處理模塊；
[0010]所述標(biāo)簽點處理模塊從配置文件opccollcfg.1ni中獲取請求的標(biāo)簽點并處理請求標(biāo)簽生成采集配置文件opcconf ig.txt ；
[0011 ]所述采集模塊從采集配置文件opcconf ig.txt中獲取配置信息并通過數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至X86主板上的數(shù)據(jù)處理模塊；
[0012]所述數(shù)據(jù)處理模塊更新數(shù)據(jù)；
[0013]所述標(biāo)簽點發(fā)布模塊將更新的標(biāo)簽數(shù)據(jù)返回至MES層。
[0014]—種基于雙主板架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集方法，基于所述的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集方法的具體步驟如下:
[0015](I)運行OPC Server上的啟動模塊；
[0016](2)啟動模塊從配置文件opcsvrcfg.1ni中獲取數(shù)據(jù)采集服務(wù)端信息；
[0017](3)標(biāo)簽點接收模塊接收MES層的請求標(biāo)簽；
[0018](4)標(biāo)簽點處理模塊從配置文件opccollcfg.1ni中獲取MES層請求的標(biāo)簽點；
[0019](5)標(biāo)簽點處理模塊處理請求標(biāo)簽生成采集配置文件opcconf ig.txt;
[0020](6)0PC Client上的采集模塊從采集配置文件opcconfig.txt中獲取配置信息；[0021 ] (7)采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)發(fā)送模塊傳遞到OPC Server上的數(shù)據(jù)處理模塊；
[0022 ] (8)數(shù)據(jù)處理模塊更新數(shù)據(jù)；
[0023](9)標(biāo)簽點發(fā)布模塊發(fā)布標(biāo)簽數(shù)據(jù)到MES層。
[0024]更優(yōu)的，X86主板和ARM主板之間通過高速以太網(wǎng)通訊。
[0025]更優(yōu)的，步驟(I)、(2)中，程序啟動時首先判斷opcsvrcfg.1ni文件是否存在，不存在則結(jié)束，存在則讀取OPC Server配置信息;讀取失敗則結(jié)束，讀取成功則進行初始化OPCServer;初始化失敗則結(jié)束，初始化成功則依次進行:啟動標(biāo)簽點處理線程、初始化Socket信息、創(chuàng)建數(shù)據(jù)處理線程。
[0026]更優(yōu)的，步驟(3)、(4)中，標(biāo)簽點處理模塊接收到MES層的請求標(biāo)簽，判讀緩存中已保存的標(biāo)簽點是否大于opcsvrcfg.1ni設(shè)定的最大值8000點:如果超出8000點，則不添加到當(dāng)前的采集緩存中；如果未超出8000點則繼續(xù)判斷標(biāo)簽點在當(dāng)前緩存中是否存在，如果不存在則結(jié)束，存在則依次進行:初始化MES層的請求標(biāo)簽、生成采集配置文件。
[0027]更優(yōu)的，步驟(5)中，緩存中存有標(biāo)簽點所在分組、以及組采集頻率信息、關(guān)鍵字為標(biāo)簽名，如果標(biāo)簽點在當(dāng)前緩存中未設(shè)置，則初始化MES層請求的標(biāo)簽點，并將點信息加入到緩存中同時生成采集配置文件。
[0028]更優(yōu)的，步驟(6)、(7)中，數(shù)據(jù)處理模塊接收到采集端發(fā)送的報文，記錄接收時間為Trecei ve;通過報文模板解析接收到的報文:如果解析失敗，則退出程序;如果解析正常，以O(shè)PC方式更新發(fā)布標(biāo)簽點。
[0029]有益效果:
[0030]本發(fā)明提供了一種基于雙主板架構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置及方法，基于雙主板架構(gòu)且操作系統(tǒng)異構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置，防止了病毒等惡意程序在工控網(wǎng)和管理網(wǎng)之間的傳播，提高了工業(yè)控制系統(tǒng)中實時數(shù)據(jù)采集的安全性。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明雙主板結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集裝置工作流程圖；
[0033]圖3是本發(fā)明啟動模塊流程圖；
[0034]圖4是本發(fā)明標(biāo)簽點處理流程圖；
[0035]圖5是本發(fā)明數(shù)據(jù)處理流程圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0037]如圖1所不，數(shù)據(jù)米集裝置主要由X86主板和ARM主板構(gòu)成，其中X86主板包括啟動模塊、標(biāo)簽點接收模塊、標(biāo)簽點處理模塊、標(biāo)簽點發(fā)布模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，ARM主板包括采集模塊和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。X86主板和ARM主板之間通過千兆以太網(wǎng)通訊。
[0038]本實施例采用型號為WAFER-CV-D25501/N26001的通用X86主板，同時采用目前廣泛應(yīng)用的AT91SAM9X25型號的ARM主板，其中X86主板運行Windows操作系統(tǒng)，ARM主板運行Linux操作系統(tǒng)。所述Windows系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)上分別運行數(shù)據(jù)采集服務(wù)端程序OPCServer、數(shù)據(jù)采集客戶端程序OPC Client。
[0039]OPC Server上的啟動模塊在工作目錄下加載opcsvrcfg.1ni文件信息用以初始化自身配置信息，接著初始化并啟動標(biāo)簽點處理、數(shù)據(jù)處理線程。
[°04°]標(biāo)簽點處理線程啟動時會在工作目錄下加載opccollcfg.1ni文件，當(dāng)接收到MES請求的標(biāo)簽點改變時，會結(jié)合opccollcfg.1ni文件信息在工作目錄下生成opcconfig.txt文件。
[0041 ] OPC Cl ient 定期獲取到OPC Server 生成的opcconf ig.txt 文件，米集來自 DCS OPC接口提供的標(biāo)簽點數(shù)據(jù)，并通過千兆以太網(wǎng)發(fā)送給OPC Servero
[0042]OPC Server接收到數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送來的報文數(shù)據(jù)，按配置文件模板解析報文內(nèi)容并以O(shè)PC方式更新OPC Server標(biāo)簽點信息供外部MES獲取。
[0043]如圖2所