CN105607606B - 一种基于双主板架构的数据采集装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于双主板架构的数据采集装置及方法，双主板架构由X86主板和ARM主板构成，其中在X86主板上开发的OPC Server包括启动模块、标签点接收模块、标签点处理模块、标签点发布模块和数据处理模块；在ARM主板上开发的OPC Client包括采集模块和数据发送模块。基于双主板架构且操作系统异构的数据采集装置，防止了病毒等恶意程序在工控网和管理网之间的传播，提高了工业控制系统中实时数据采集的安全性。

Description

一种基于双主板架构的数据采集装置及方法
技术领域
本发明涉及工业过程优化控制领域，具体涉及一种基于双主板架构的数据采集装置及方法。
背景技术
OPC(OLE for Process Control)即OLE(Object Linking and Embedding)用于工业控制领域的一个通讯接口标准，它为过程控制提供了一套标准的接口、属性和方法。OPC采用Server和Client方式通讯，其中Client负责请求数据，Server响应请求并提供数据。OPC的出现使得不同厂商的设备和驱动程序可以灵活地进行连接和信息交互，从而大大提高了过程控制装置和数据采集系统的开放性和互操作性。
工业化与信息化的发展实现了传统计算机网络与工业控制网络的紧密融合，越来越多的企业管理信息系统，如石油、化工等典型流程工业的生产执行系统(MES)，利用多种数据交互设备从集散控制系统(DCS)采集实时数据，进而完成优化控制。特别是物联网、大数据等新技术的逐步深化应用，管理网与工控网的联系日趋紧密，扩大了工控网的访问范围，但同时也增加了安全风险。
为了将DCS的生产数据采集到MES中，现有数据采集装置一般采用与工控网或管理网相似的技术，如X86主板、Windows操作系统等等。X86硬件平台与管理网络具有相同的硬件架构，因而病毒可以利用此漏洞攻击工业控制网络。此外，对于能够利用Windows操作系统本身缺陷进行传播的网络蠕虫病毒，目前的数据采集装置几乎没有防范作用。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于双主板架构的数据采集装置及方法。基于双主板架构且操作系统异构的数据采集装置防止了病毒等恶意程序在工控网和管理网之间的传播，提高了工业控制系统中实时数据采集的安全性。
通过以下技术方案实现，
一种基于双主板架构的数据采集装置，该装置包括X86主板和ARM主板，所述双主板采用异构的操作系统，其中X86主板运行Windows系统，ARM主板运行Linux系统；所述Windows系统和Linux系统上分别运行数据采集服务端程序OPC Server、数据采集客户端程序OPC Client；其中X86主板包括启动模块、标签点接收模块、标签点处理模块、标签点发布模块和数据处理模块，ARM主板包括采集模块和数据发送模块，
所述启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；
所述标签点接收模块接收请求标签并发送至标签点处理模块；
所述标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取请求的标签点并处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；
所述采集模块从采集配置文件opcconfig.txt中获取配置信息并通过数据发送模块将数据发送至X86主板上的数据处理模块；
所述数据处理模块更新数据；
所述标签点发布模块将更新的标签数据返回至MES层。
一种基于双主板架构的数据采集方法，基于所述的数据采集装置，所述数据采集方法的具体步骤如下：
(1)运行OPC Server上的启动模块；
(2)启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；
(3)标签点接收模块接收MES层的请求标签；
(4)标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取MES层请求的标签点；
(5)标签点处理模块处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；
(6)OPC Client上的采集模块从采集配置文件opcconfig.txt中获取配置信息；
(7)采集到的数据通过数据发送模块传递到OPC Server上的数据处理模块；
(8)数据处理模块更新数据；
(9)标签点发布模块发布标签数据到MES层。
更优的，X86主板和ARM主板之间通过高速以太网通讯。
更优的，步骤(1)、(2)中，程序启动时首先判断opcsvrcfg.ini文件是否存在，不存在则结束，存在则读取OPC Server配置信息；读取失败则结束，读取成功则进行初始化OPCServer；初始化失败则结束，初始化成功则依次进行：启动标签点处理线程、初始化Socket信息、创建数据处理线程。
更优的，步骤(3)、(4)中，标签点处理模块接收到MES层的请求标签，判读缓存中已保存的标签点是否大于opcsvrcfg.ini设定的最大值8000点：如果超出8000点，则不添加到当前的采集缓存中；如果未超出8000点则继续判断标签点在当前缓存中是否存在，如果不存在则结束，存在则依次进行：初始化MES层的请求标签、生成采集配置文件。
更优的，步骤(5)中，缓存中存有标签点所在分组、以及组采集频率信息、关键字为标签名，如果标签点在当前缓存中未设置，则初始化MES层请求的标签点，并将点信息加入到缓存中同时生成采集配置文件。
更优的，步骤(6)、(7)中，数据处理模块接收到采集端发送的报文，记录接收时间为Treceive；通过报文模板解析接收到的报文：如果解析失败，则退出程序；如果解析正常，以OPC方式更新发布标签点。
有益效果：
本发明提供了一种基于双主板架构的数据采集装置及方法，基于双主板架构且操作系统异构的数据采集装置，防止了病毒等恶意程序在工控网和管理网之间的传播，提高了工业控制系统中实时数据采集的安全性。
附图说明
图1是本发明双主板结构框图；
图2是本发明数据采集装置工作流程图；
图3是本发明启动模块流程图；
图4是本发明标签点处理流程图；
图5是本发明数据处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，数据采集装置主要由X86主板和ARM主板构成，其中X86主板包括启动模块、标签点接收模块、标签点处理模块、标签点发布模块和数据处理模块，ARM主板包括采集模块和数据发送模块。X86主板和ARM主板之间通过千兆以太网通讯。
本实施例采用型号为WAFER-CV-D25501/N26001的通用X86主板，同时采用目前广泛应用的AT91SAM9X25型号的ARM主板，其中X86主板运行Windows操作系统，ARM主板运行Linux操作系统。所述Windows系统和Linux系统上分别运行数据采集服务端程序OPCServer、数据采集客户端程序OPC Client。
OPC Server上的启动模块在工作目录下加载opcsvrcfg.ini文件信息用以初始化自身配置信息，接着初始化并启动标签点处理、数据处理线程。
标签点处理线程启动时会在工作目录下加载opccollcfg.ini文件，当接收到MES请求的标签点改变时，会结合opccollcfg.ini文件信息在工作目录下生成opcconfig.txt文件。
OPC Client定期获取到OPC Server生成的opcconfig.txt文件，采集来自DCS OPC接口提供的标签点数据，并通过千兆以太网发送给OPC Server。
OPC Server接收到数据发送模块发送来的报文数据，按配置文件模板解析报文内容并以OPC方式更新OPC Server标签点信息供外部MES获取。
如图2所示，本实施例中数据采集装置的具体工作流程如下：
(1)开始；
(2)运行OPC Server上的启动模块；
(3)启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；
(4)标签点接收模块接收MES层的请求标签；
(5)标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取MES层请求的标签点；
(6)标签点处理模块处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；
(7)OPC Client上的采集模块从opcconfig.txt文件中获取配置信息；
(8)采集到的数据通过数据发送模块传递到OPC Server上的数据处理模块；
(9)数据处理模块更新数据；
(10)标签点发布模块发布标签数据到MES层；
(11)判断MES层是否继续请求标签点：如果是，则转到步骤(3)；如果否，则结束程序。
如图3所示，程序启动时首先判断opcsvrcfg.ini文件是否存在，下一步读取OPCServer配置信息，配置文件存放在工作目录中，文件名即为opcsvrcfg.ini。
如果文件不存在则程序退出；如果配置文件存在，则进行读取。
下一步对OPC Server进行初始化，根据读取到的配置信息设置采集的数据点数上限，OPC Server名称等，如果OPC Server初始化不成功，则结束程序。初始化成功后启动标签点处理线程，根据配置文件内容初始化Socket，建立起OPC Server和OPC Client之间的联系，最后创建数据处理线程。
如图4所示，标签点处理模块接收到MES请求的标签点，判读缓存中已保存的标签点是否大于opcsvrcfg.ini设定的最大值8000点：如果超出8000点，则不添加到当前的采集缓存中；如果未超出8000点则继续判断。此外，缓存中存有标签点所在分组，以及组采集频率信息，关键字为标签名。
如果标签点在当前缓存中未设置，则初始化MES请求的标签点，并将点信息加入到缓存中同时生成采集配置文件。创建标签点时，初始化值：Null，状态：128。
根据OPC基金会对标签数据质量的各位做的定义，高八位由厂商自行定义，低八位定义为QQSSSSLL，其中QQ为主状态，SSSS为从状态，LL为设定状态。
在本实施例中，初始化标签时，设定状态为未定义10SSSSLL，转义为十进制区间为：128～191，本实例取128。
如图5所示，数据处理模块接收到采集端发送的报文，记录接收时间为Treceive。通过报文模板解析接收到的报文：如果解析失败，则退出程序；如果解析正常，以OPC方式更新发布标签点。
综上所述，本发明提供了一种基于双主板架构的数据采集装置及方法。基于双主板架构且操作系统异构的数据采集装置，防止了病毒等恶意程序在工控网和管理网之间的传播，提高了工业控制系统中实时数据采集的安全性。
本发明已通过上述实施例及其附图说明清楚，以上仅为本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，所属领域的技术人员可根据本发明做出相应变化和修正，这些变化和修正都属于本发明权利要求的保护范围。
本发明未涉及方法均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.一种基于双主板架构的数据采集装置，其特征在于该装置包括X86主板和ARM主板，所述双主板采用异构的操作系统，其中X86主板运行Windows系统，ARM主板运行Linux系统；所述Windows系统和Linux系统上分别运行数据采集服务端OPC Server的程序、数据采集客户端OPC Client的程序；其中X86主板包括启动模块、标签点接收模块、标签点处理模块、标签点发布模块和数据处理模块，ARM主板包括采集模块和数据发送模块，
所述启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；
所述标签点接收模块接收请求标签并发送至标签点处理模块；
所述标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取请求的标签点并处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；
所述采集模块从采集配置文件opcconfig.txt中获取配置信息并通过数据发送模块将数据发送至X86主板上的数据处理模块；
所述数据处理模块更新数据；
所述标签点发布模块将更新的标签数据返回至MES层。
2.一种基于双主板架构的数据采集方法，基于权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于数据采集方法的具体步骤如下：
(1)运行OPC Server上的启动模块；
(2)启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；
(3)标签点接收模块接收MES层的请求标签；
(4)标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取MES层请求的标签点；
(5)标签点处理模块处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；
(6)OPC Client上的采集模块从采集配置文件opcconfig.txt中获取配置信息；
(7)采集到的数据通过数据发送模块传递到OPC Server上的数据处理模块；
(8)数据处理模块更新数据；
(9)标签点发布模块发布标签数据到MES层。
3.根据权利要求2所述的一种基于双主板架构的数据采集方法，其特征在于X86主板和ARM主板之间通过高速以太网通讯。
4.根据权利要求2所述的一种基于双主板架构的数据采集方法，其特征在于步骤(1)、(2)中，程序启动时首先判断opcsvrcfg.ini文件是否存在，不存在则结束，存在则读取OPCServer配置信息；读取失败则结束，读取成功则进行初始化OPC Server；初始化失败则结束，初始化成功则依次进行：启动标签点处理线程、初始化Socket信息、创建数据处理线程。
5.根据权利要求2所述的一种基于双主板架构的数据采集方法，其特征在于步骤(3)、(4)中，标签点处理模块接收到MES层的请求标签，判读缓存中已保存的标签点是否大于opcsvrcfg.ini设定的最大值8000点：如果超出8000点，则不添加到当前的采集缓存中；如果未超出8000点则继续判断标签点在当前缓存中是否存在，如果不存在则结束，存在则依次进行：初始化MES层的请求标签、生成采集配置文件。
6.根据权利要求2所述的一种基于双主板架构的数据采集方法，其特征在于步骤(5)中，缓存中存有标签点所在分组、以及组采集频率信息、关键字为标签名，如果标签点在当前缓存中未设置，则初始化MES层请求的标签点，并将点信息加入到缓存中同时生成采集配置文件。
7.根据权利要求2所述的一种基于双主板架构的数据采集方法，其特征在于步骤(6)、(7)中，数据处理模块接收到采集端发送的报文，记录接收时间为Treceive；通过报文模板解析接收到的报文：如果解析失败，则退出程序；如果解析正常，以OPC方式更新发布标签点。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106550052A (zh) * 2016-12-08 2017-03-29 南京富岛信息工程有限公司 一种基于opc ua的数据采集装置及方法
CN106843058A (zh) * 2017-03-03 2017-06-13 南京富岛信息工程有限公司 一种隐藏控制系统ip地址的安全数据采集装置及采集方法
CN107659785A (zh) * 2017-09-21 2018-02-02 辽宁石油化工大学 一种危险化学品重大危险源采集监测系统
CN111638690B (zh) * 2020-05-26 2022-04-29 新奥数能科技有限公司 基于通用信息模型的数据采集方法、装置、系统和设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083133A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-09 Abb Research Ltd. Verfahren und einrichtung zur client-server-kommunikation gemäss dem standardprotokoll opc ua
CN103064382A (zh) * 2012-12-21 2013-04-24 南京富岛信息工程有限公司 基于arm架构的opc嵌入式远程数据采集系统及方法
CN104965917A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 无锡集敏科技有限公司 工业用实时数据库接口方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083133A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-09 Abb Research Ltd. Verfahren und einrichtung zur client-server-kommunikation gemäss dem standardprotokoll opc ua
CN103064382A (zh) * 2012-12-21 2013-04-24 南京富岛信息工程有限公司 基于arm架构的opc嵌入式远程数据采集系统及方法
CN104965917A (zh) * 2015-07-07 2015-10-07 无锡集敏科技有限公司 工业用实时数据库接口方法

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