CN101808130A - 基于以太网的网络控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于以太网的网络控制系统，包括：服务器，用于响应网络控制终端的网络控制请求，并对分布式网络节点发送网络控制数据传输指令；网络控制终端，用于对所述服务器发送网络控制请求，并接收来自所述服务器的网络控制数据；分布式网络节点，用于在接收到所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将网络控制数据发送给所述服务器；所述分布式网络节点包括现场设备和与该现场设备相连的、带有Windows操作系统的现场控制器；所述服务器、网络控制终端和所述现场控制器均连接在以太网上。本发明能够在省略桥接设备、网络转换协议、驱动程序的情况下实现直观、准确和快速地获取网络控制数据的功能，并具有强大的系统配置灵活性和扩展能力。
Description
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种基于以太网的网络控制系统。
背景技术
网络控制和远程管理作为当前自动化控制系统的主流和发展趋势，广泛地应用于工矿企业、自动化生产线和智能交通、楼宇控制等领域。当前主流的网络控制系统大多由DCS(Distributed ControlSystem，集散型控制系统)演进而来。目前市场流行的多协议网络控制系统的实物图如图1所示。管理层及以上各层通讯多采用以太网技术，控制层沿用各公司原有DCS系统的拓扑结构。如图1所示，为了实现现场层和控制层的多种产品和通讯协议与管理层以太网的兼容，需要为不同的现场设备配备各种复杂的专用桥接设备，例如图1中连接现场控制器的工控机、网关，专用通讯接口等。同时需要在控制层针对各种类型的现场控制器编写不同的驱动程序，编制不同的软件，用于协议转换和数据整合，以实现管理层在以太网架构下的数据兼容，人机交互和设备通讯控制。
上述架构下的系统显然较为复杂，尤其是控制层大多必须采用由DCS公司垄断的专用网络支持设备，使得目前市场上的以太网控制系统设计和设备选型过程受设备兼容性限制较多，造成诸多难以克服的缺陷，例如系统结构和功能固定，升级、扩展困难，对异种标准设备兼容性不好等等。可见，为了实现系统管理层对以太网的支持，现有的技术方案在集成不同技术标准或不同厂商的设备的过程中难度大，成本高、软件实现复杂，系统扩展和维护困难。
因此，现有的技术方案虽然一般都具有足够的性能指标和可靠性，可用于工业生产控制和管理的关键领域，但对于非关键性自动控制系统的监控管理，尤其是较大范围、需要灵活配置和扩展功能的分布式生产参数监视、智能交通系统监控、智能楼宇管理等应用领域，其成本高昂、功能较单一、且扩展不便的缺陷影响了网络控制技术的进一步普及应用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种能够在省略桥接设备、网络转换协议、驱动程序的情况下实现直观、准确和快速地获取网络控制数据的功能，并具有强大的系统配置灵活性和扩展能力的自动化控制系统。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种基于以太网的网络控制系统，包括：
服务器，用于响应网络控制终端的网络控制请求，并对分布式网络节点发送网络控制数据传输指令；
网络控制终端，用于对所述服务器发送网络控制请求，并接收来自所述服务器的网络控制数据，以便根据权限访问分布式网络节点，获取现场设备的运行状态信息；
分布式网络节点，用于在接收到所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将网络控制数据发送给所述服务器；所述分布式网络节点包括现场设备和与该现场设备相连的、带有Windows操作系统的现场控制器；
其中，所述服务器、网络控制终端和所述现场控制器均连接在以太网上。
其中，所述网络控制终端与分布式网络节点之间通过远程桌面连接。
其中，还包括连接在以太网上的网络摄像机，用于在接收到来自所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将监控所述现场设备的视频数据发送给所述网络控制终端。
本发明还提供了另一种基于以太网的网络控制系统，包括：
服务器，用于响应网络控制终端的网络控制请求，并对分布式网络节点发送传输数据指令；
网络控制终端，用于对所述服务器发送网络控制请求，并接收来自所述服务器的网络控制数据，以便根据权限访问分布式网络节点，获取现场设备的运行状态信息；
分布式网络节点，用于在接收到所述服务器的传输数据指令之后，将网络控制数据发送给所述服务器；所述分布式网络节点包括现场设备，与该现场设备相连的、不带有Windows操作系统的现场控制器，以及与该现场控制器连接的、带有Windows操作系统的计算机；
其中，所述服务器、网络控制终端和所述计算机均连接在以太网上。
其中，所述网络控制终端与分布式网络节点之间通过远程桌面连接。
其中，还包括连接在以太网上的网络摄像机，用于在接收到来自所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将监控所述现场设备的视频数据发送给所述网络控制终端。
(三)有益效果
本发明的技术方案通过用以太网连接服务器、网络控制终端以及分布式网络节点，使得能够在省略桥接设备、网络转换协议、驱动程序的情况下实现网络数据的监控和管理；应用远程桌面技术实现直观、准确和快速地获取网络控制数据的功能；并通过采用网络摄像机使得本发明的网络控制系统具有强大的系统配置灵活性和扩展能力。
附图说明
图1是现有的多协议网络控制系统的实物图；
图2是本发明实施例的系统的实物图；
图3是本发明实施例的系统结构示意图；
图4是本发明实施例的系统中分布式网络节点的结构示意图；
图5是本发明另一实施例的系统中分布式网络节点的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
依据本发明实施例的基于以太网的网络控制系统，如图2～5所示，包括：
服务器1，用于响应网络控制终端的网络控制请求，并对分布式网络节点发送网络控制数据传输指令；
网络控制终端2，用于对所述服务器发送网络控制请求，并接收来自所述服务器的网络控制数据；在网络控制终端的浏览器中可显示系统中各网络节点列表和连线状态。对配有视频监控的节点可实现在一个页面中同时显示节点远程桌面和监控视频。网络控制终端可以是具有一定权限、接入到控制网络的任意计算机，网络控制终端不安装任何专用软件，通过网页浏览器接入服务器。根据权限不同，可进行不同操作，如获取系统结构和网络节点工作信息，连接约定的网络节点，对相应的现场控制器和子系统进行操作，并显示现场工作视频。
分布式网络节点3，用于在接收到所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将网络控制数据发送给所述服务器；所述分布式网络节点包括现场设备(可以为，例如传感器、执行器等)和与该现场设备5相连的、带有Windows操作系统的现场控制器8；所述服务器1、网络控制终端2和所述现场控制器8均连接在以太网上。
可替换地，所述分布式网络节点3包括现场设备5，不带有Windows操作系统的现场控制器4，以及与该现场控制器4连接的、带有Windows操作系统的计算机6。所述服务器1、网络控制终端2和所述计算机6均连接在以太网上。
其中，所述网络控制终端2与所述分布式网络节点3之间通过Windows远程桌面连接。。
其中，还包括连接在以太网上的网络摄像机7，用于在接收到来自所述服务器1的网络控制数据传输指令之后，将监控所述现场设备的视频数据发送给所述网络控制终端2。网络摄像机安装在工作现场，能够将工作现场的视频图像实时压缩并实现网络传输。在服务器上通过设置可以将网络摄像机和相应工作区的现场控制器(带有Windows操作系统)或者计算机(现场控制器不带有Windows操作系统时)进行绑定。这样当用户通过网络远程访问或控制某一现场设备的同时，就可以实时地观察现场的运行情况；
其中，每一个分布式网络节点及相应下属设备，与网络摄像机(可选)组成一个工作区。本发明的系统采用B/S(服务器/浏览器)工作模式。其中：
值得说明的是：本发明系统的设计在分布式网络节点处只需Windows操作平台支持，不占用额外资源，与现场控制器、现场设备的类型、厂商无关，使系统设计和构建大大简化。
每个分布式网络节点作为工作区控制器，实现设备控制、参数设置和实时运行数据监控等功能；同时接入以太网，在服务器的调度下接受客户端的远程桌面连接请求，开放本工作区设备相关权限，实现远程控制和数据监视。
下面对以上出现的一些名词进行解释：现场设备是指车间生产现场安装的自动化仪器仪表，如传感器、变送器及执行器、驱动装置等。
现场控制器采用计算机技术对现场控制对象的状态和参数进行监测控制，如设备与系统的状态与参数检测、报警，开环和闭环控制等。它一般由电源模块，计算机(CPU)模块，通信模块，和输入输出模块组成。另外单独使用时还应加入，现场人机界面模块。
由以上实施例可以看出，本发明实际上是要素省略发明。即，通过用以太网连接服务器、网络控制终端以及分布式网络节点，使得能够在省略桥接设备、网络转换协议、驱动程序的情况下实现网络数据的监控和管理；应用远程桌面技术实现直观、准确和快速地获取网络控制数据的功能；并通过采用网络摄像机使得本发明的网络控制系统具有强大的系统配置灵活性和扩展能力。
Claims (6)
1.一种基于以太网的网络控制系统，其特征在于，包括：
服务器，用于响应网络控制终端的网络控制请求，并对分布式网络节点发送网络控制数据传输指令；
网络控制终端，用于对所述服务器发送网络控制请求，并接收来自所述服务器的网络控制数据，以便根据权限访问分布式网络节点，获取现场设备的运行状态信息；
分布式网络节点，用于在接收到所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将网络控制数据发送给所述服务器；所述分布式网络节点包括现场设备和与该现场设备相连的、带有Windows操作系统的现场控制器；
其中，所述服务器、网络控制终端和所述现场控制器均连接在以太网上。
2.如权利要求1所述的基于以太网的网络控制系统，其特征在于，所述网络控制终端与分布式网络节点之间通过远程桌面连接。
3.如权利要求1或2所述的基于以太网的网络控制系统，其特征在于，还包括连接在以太网上的网络摄像机，用于在接收到来自所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将监控所述现场设备的视频数据发送给所述网络控制终端。
4.一种基于以太网的网络控制系统，其特征在于，包括：
服务器，用于响应网络控制终端的网络控制请求，并对分布式网络节点发送传输数据指令；
网络控制终端，用于对所述服务器发送网络控制请求，并接收来自所述服务器的网络控制数据，以便根据权限访问分布式网络节点，获取现场设备的运行状态信息；
分布式网络节点，用于在接收到所述服务器的传输数据指令之后，将网络控制数据发送给所述服务器；所述分布式网络节点包括现场设备，与该现场设备相连的、不带有Windows操作系统的现场控制器，以及与该现场控制器连接的、带有Windows操作系统的计算机；
其中，所述服务器、网络控制终端和所述计算机均连接在以太网上。
5.如权利要求4所述的基于以太网的网络控制系统，其特征在于，所述网络控制终端与分布式网络节点之间通过远程桌面连接。
6.如权利要求4或5所述的基于以太网的网络控制系统，其特征在于，还包括连接在以太网上的网络摄像机，用于在接收到来自所述服务器的网络控制数据传输指令之后，将监控所述现场设备的视频数据发送给所述网络控制终端。
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