CN107295057B - 用于在scada系统中中继数据传输的装置 - Google Patents

用于在scada系统中中继数据传输的装置 Download PDF

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Abstract

本文公开了一种用于在SCADA服务器中中继数据传输的装置。该装置包括：通信单元，其被配置为接收来自主机服务器的数据传输请求，并且将由所述主机服务器请求的目标数据发送到所述主机服务器；更新单元，其被配置为更新所述SCADA服务器中的事件数据当中的与所述目标数据对应的事件数据，并将由所述主机服务器请求的目标数据发送到所述通信单元；以及同步管理单元，其被配置为使由所述更新单元更新的事件数据与备份SCADA服务器同步。可以在SCADA系统中快速和准确地处理至主机服务器的数据传输以及来自主机服务器的控制指令接收。

Description

用于在SCADA系统中中继数据传输的装置
技术领域
本公开涉及一种用于在SCADA服务器中中继数据传输的装置。
背景技术
监督控制和数据采集(SCADA)系统是处理和监视大量数据并提供与其相关联的各种功能的大规模系统。SCADA服务器监视和处理多个数据项，包括：从诸如RTU和PLC的远程终端发送的数据、装置的状态数据和系统的状态数据。为了在安装SCADA服务器的环境中适当地操作多个数据项，需要通过工程来优化系统。然而，取决于系统环境和用户能力，在优化过程期间可能发生各种错误。因此，当发生错误时，需要容易地确定错误的原因并应对该错误。图1是现有SCADA系统的框图。
参照图1，SCADA系统10包括主机服务器102、SCADA服务器104、前端处理器(FEP)106、远程终端单元(RTU)108和远程安装装置110。
SCADA服务器104通过使用用于与FEP106进行通信的网络配置信息来发送与FEP106连接的请求。如果FEP106接受该请求，则建立SCADA服务器104和FEP106之间的连接。
一旦建立了连接，SCADA服务器104将控制指令发送到FEP106。FEP106将控制指令递送到RTU108。RTU108可以根据接收到的控制指令来控制它们相应的远程安装装置110。
FEP106可以从RTU108接收由远程安装装置110生成的数据，以将其递送到SCADA服务器104。FEP106和RTU108之间的通信可以通过使用基于串行通信或以太网通信的传输控制协议(TCP)来执行。
SCADA服务器104可以基于由远程安装装置110生成的数据来管理和控制RTU108。另外，SCADA服务器104可以从处于更高等级的主机服务器102接收控制指令，或者可以发送由主机服务器102请求的数据。
然而，在现有技术中，为了从SCADA服务器104将数据发送到主机服务器102或者从主机服务器102将控制指令发送到SCADA服务器104，需要额外的中继，诸如网关。由于这样的额外中继，所以存在由主机102进行的数据接收或由SCADA服务器104进行的控制指令接收可能被延迟的问题。另外，由于这样的额外中继，所以存在另一个问题：构建数据库和处理数据不灵活。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种用于中继数据传输的装置，其能够在SCADA系统中快速和准确地处理至主机服务器的数据传输以及来自主机服务器的控制指令接收。
本公开的另一个目的是提供一种用于中继数据传输的装置，其能够提高SCADA系统的数据传输和处理速度并构建灵活的数据库。
本公开的目的不限于上述目的，并且本领域中的那些技术人员可以从以下描述中领会其他目的和优点。此外，将容易领会的是，本公开的目的和优点可以由所附权利要求中所述的手段及其组合来实践。
根据本公开的一个方面，一种用于在SCADA服务器和主机服务器之间中继数据传输的装置，包括：通信单元，其被配置为接收来自所述主机服务器的数据传输请求，并且将由所述主机服务器请求的目标数据发送到所述主机服务器；更新单元，其被配置为更新所述SCADA服务器中的事件数据当中的与所述目标数据对应的事件数据，并将由所述主机服务器请求的目标数据发送到所述通信单元；以及同步管理单元，其被配置为使由所述更新单元更新的事件数据与备份SCADA服务器同步。
根据本公开的示例性实施例，可以在SCADA系统中快速和准确地处理至主机服务器的数据传输以及来自主机服务器的控制指令接收。
根据本公开的另一示例性实施例，可以提高SCADA系统的数据传输和处理速度，并且可以构建灵活的数据库。
附图说明
图1是现有SCADA系统的框图；
图2是根据本公开的示例性实施例的SCADA系统和用于中继数据传输的装置的框图；并且
图3是示出了根据本公开的示例性实施例的SCADA系统的复制的操作过程的图。
具体实施方式
上述目的、特征和优点将从参照附图的详细描述而变得显而易见。足够详细地描述实施例以使得本领域中的那些技术人员能够容易地实践本公开的技术思想。可以省略已知功能或配置的详细描述，以免不必要地模糊本公开的要点。在下文中，将参照附图详细描述本公开的实施例。贯穿附图，相同参考标号指代相同元件。
图2是根据本公开的示例性实施例的SCADA系统和用于中继数据传输的装置的框图。
参照图2，根据本公开的示例性实施例的SCADA系统包括主SCADA服务器22和备份SCADA服务器24。主SCADA服务器22从远程安装装置(未示出)获取数据，并向远程安装装置发出控制指令。备份SCADA服务器24具有与主SCADA服务器22相同的功能，并且实时或周期性地备份由主SCADA服务器22获取的来自远程安装装置的数据以及由主SCADA服务器22生成的其他数据。因此，如果在主SCADA服务器22中存在故障，则备份SCADA服务器24可以执行与备份SCADA服务器24相同的功能。以这种方式，根据本公开的示例性实施例，实施复制的系统以提高SCADA系统的稳定性。此外，为了进一步增强稳定性，可以在主SCADA服务器22和备份SCADA服务器24之间实施双物理线路。
参照图2，根据本公开的示例性实施例，主SCADA服务器22包括用于中继数据传输的装置26。同样地，根据本公开的示例性实施例，备份SCADA服务器24也可以包括用于中继数据传输的装置29。在下文中，将相对于被包括在主SCADA服务器22中的装置26来描述本公开的示例性实施例。
如本文所使用的，事件数据可以指的是由主SCADA服务器22经由RTU28从远程安装装置接收到的数据。如本文所使用的，事件数据还可以指的是经由FEP221接收到的并且由数据处理器224处理的数据。这样的事件数据被实时地存储在SCADA实时数据库225中。
如本文所使用的，目标数据是指从由主SCADA服务器22获取或生成的事件数据当中选出的特定事件数据。根据本公开的示例性实施例，用户可以经由从主SCADA服务器22或外部终端提供的应用将从由主SCADA服务器22获取或生成的事件数据当中的特定事件数据设置为目标数据。另外，根据本公开的示例性实施例，主机服务器20可以将从由主SCADA服务器22获取或生成的事件数据当中选出的特定事件数据设置为目标数据。
根据本公开的示例性实施例，用于中继数据传输的装置26接收来自主机服务器20的数据传输请求，并从主SCADA服务器22获取由主机服务器20请求的目标数据，以将其发送到主机服务器20。另外，用于中继数据传输的装置26可以接收来自主机服务器20的控制指令，并且可以将接收到的控制指令发送到主SCADA服务器22。
参照图2，用于中继数据传输的装置26可以包括更新单元261、通信单元262和同步管理单元263。
更新单元261更新主SCADA服务器22的事件数据当中的与目标数据对应的事件数据。根据本公开的示例性实施例，RTU28将从相应远程安装装置接收到的事件数据递送到FEP221。FEP221将接收到的事件数据递送到数据处理器224。由数据处理器224处理的事件数据被存储在SCADA实时数据库225中。更新单元261周期性地从被存储在SCADA实时数据库225中的事件数据当中加载与由主机服务器20请求的目标数据对应的事件数据并将其存储在本地数据库264中。
根据本公开的示例性实施例，更新单元261可以以预定间隔扫描SCADA实时数据库225，以获取与由主机服务器20请求的目标数据对应的事件数据。更新单元261进行扫描的间隔可以由用户预先确定。更新单元261将周期性获取的事件数据存储在本地数据库264中。因此，本地数据库264可以与SCADA实时数据库225同步。
另外，根据本公开的示例性实施例，更新单元261可以直接从FEP221接收与目标数据对应的事件数据。此外，根据本公开的另一示例性实施例，由FEP221接收到的事件数据可以由数据处理器224处理，然后被存储在事件队列223中。更新单元261可以将事件队列223中存储的事件数据存储在本地数据库264中，或者可以将其发送到主机服务器20。
通信单元262从主机服务器20接收数据传输请求。另外，通信单元262响应于该请求将由主机服务器20请求的目标数据发送到主机服务器20。在从主机服务器20接收到数据传输请求时，通信单元262搜索本地数据库264以获取由主机服务器20请求的目标数据。另外，通信单元262还可以从事件队列223获取由主机服务器20请求的目标数据。
另外，通信单元262可以接收从主机服务器20发送的控制指令，并且可以将接收到的控制指令发送到主SCADA服务器22。另外，通信单元262可以接收来自主机服务器20的状态检查请求，并且可以将接收到的请求发送到主SCADA服务器22。由通信单元262接收到的控制指令或状态检查请求可以经由用户指令队列222发送到FEP221。
在从主机服务器20接收到状态检查请求时，主SCADA服务器22中断至主机服务器20的目标数据的传输，并将关于主SCADA服务器22的操作状态的信息发送到主机服务器20。然后，主SCADA服务器22被切换到待机模式并保持在该模式中，直到从主机服务器20发送了数据传输请求为止。
同步管理单元263将由更新单元261更新的事件数据与备份SCADA服务器24进行同步。具体地，同步管理单元263通过将被存储在本地数据库264中的事件数据以预定间隔发送到备份SCADA服务器24的用于中继数据传输的装置29来进行同步。同步管理单元263将事件数据发送到备份SCADA服务器24的用于中继数据传输的装置29所用的间隔可以由用户进行设置。备份SCADA服务器24的用于中继数据传输的装置29将由同步管理单元263发送的事件数据存储在本地数据库294中。
根据本公开的示例性实施例，由用于中继数据传输的装置26进行的发送到主机服务器20的目标数据可以包括指示主SCADA服务器获取目标数据所处的时间的获取时间信息。这种目标数据被称为事件序列(SOE)。如果目标数据包括获取时间信息，则用于中继数据传输的装置26可以以预定间隔将目标数据发送到主机服务器20，即使当没有来自主机服务器20的请求时也是如此。
如上所述，主机服务器20可以将数据传输请求或状态检查请求发送到主SCADA服务器22的用于中继数据传输的装置26或备份SCADA服务器24的用于中继数据传输的装置29。
根据本公开的示例性实施例，当用于中继数据传输的装置26的通信单元262接收到数据传输请求时，主SCADA服务器22以活动模式进行操作。另外，当用于中继数据传输的装置26的通信单元262接收到状态检查请求时，主SCADA服务器22以待机模式进行操作。仅在主SCADA服务器22处于活动模式而不是待机模式时发送目标数据。
因此，从主机服务器20接收数据传输请求的主SCADA服务器22和备份SCADA服务器24之一成为活动模式服务器，而接收状态检查请求的另一个成为待机模式服务器。主机服务器20通过发送数据发送请求和状态检查请求将两个服务器之一设置为活动模式服务器，并将另一个设置为待机模式服务器。
图3是示出了根据本公开的示例性实施例的SCADA系统的复制的操作过程的图。
根据图3中示出的示例性实施例，主SCADA服务器22首先接收来自主机服务器20的数据传输请求而进入活动模式，并且备份SCADA服务器24接收来自主机服务器20的状态检查请求而进入待机模式。主SCADA服务器22响应于来自主机服务器20的请求将由主机服务器20请求的目标数据发送到主机服务器20。
在从活动模式服务器(即，主SCADA服务器22)接收目标数据的同时，主机服务器20可以将数据传输请求发送到备份SCADA服务器24，并将状态检查请求发送到主SCADA服务器22。因此，主SCADA服务器22可以被切换到待机模式，而备份SCADA服务器24被切换到活动模式。
然而，如果主SCADA服务器22尚未完成由主机服务器20请求的目标数据的传输，则主SCADA服务器的通信单元262中断目标数据的传输，并且将非请求消息(unsolicitedmessage)发送到主机服务器20，该消息通知数据的传输未完成。在发送非请求消息时，尚未被发送的其余的目标数据被存储在事件队列中。根据本公开的另一示例性实施例，其余的目标数据可以被存储在另一存储设备中，例如本地数据库中。
在接收到非请求消息时，主机服务器20可以检查尚未从主SCADA服务器22发送的其余的目标数据的存在和列表。因此，主机服务器20请求其余的目标数据到备份SCADA服务器24的传输。
如上所述，主SCADA服务器22中的数据通过同步管理单元263与备份SCADA服务器24中的数据同步，并且因此备份SCADA服务器24可以检查其余的目标数据的列表以将其发送到主机服务器20。根据本公开的另一示例性实施例，主机服务器20可以请求其余的目标数据到主SCADA服务器22的传输。
当以这种方式接收到其余的目标数据时，主机服务器20将确认消息发送到主SCADA服务器22。在主SCADA服务器22接收到确认消息之后，主SCADA服务器22检查主机服务器20是否接收到其余的目标数据，并且删除被存储在事件队列223或其他存储设备中的该其余的目标数据。
通过上述过程，即使在发送目标数据的过程期间发生了活动模式和待机模式之间的模式切换，主机服务器20也可以完整地接收所请求的目标数据。
在不背离本公开的范围和精神的情况下，本发明所属领域中的那些技术人员可以对上面描述的本公开进行各种替换、更改和修改。因此，本公开不限于上述示例性实施例和附图。

Claims (7)

1.一种用于在SCADA服务器和主机服务器之间中继数据传输的装置，所述装置包括：
通信单元，其被配置为接收来自所述主机服务器的数据传输请求，并且将由所述主机服务器请求的目标数据发送到所述主机服务器；
更新单元，其被配置为更新所述SCADA服务器中的事件数据当中的与所述目标数据对应的事件数据，并将由所述主机服务器请求的目标数据发送到所述通信单元；以及
同步管理单元，其被配置为使由所述更新单元更新的事件数据与备份SCADA服务器同步，
所述通信单元、所述更新单元以及所述同步管理单元包含于所述SCADA服务器，因此，如果所述通信单元接收到来自所述主机服务器的数据传输请求，则所述SCADA服务器以活动模式进行操作，并且如果所述通信单元接收到来自所述主机服务器的状态检查请求，则所述SCADA服务器以待机模式进行操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述通信单元将从所述主机服务器发送的控制指令递送到所述SCADA服务器。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述更新单元以预定间隔扫描所述SCADA服务器的实时数据库，以获取与所述目标数据对应的事件数据，并将获取的事件数据存储在本地数据库中。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述目标数据被发送到所述主机服务器的同时所述SCADA服务器被切换到待机模式时，所述通信单元将非请求消息发送到所述主机服务器，并中断所述目标数据的传输。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，在所述SCADA服务器被切换到所述待机模式之后，未被发送到所述主机服务器的其余的目标数据被存储在数据队列中，并且其中当所述通信单元接收到来自所述主机服务器的确认消息时，被存储在所述数据队列中的其余的目标数据被删除。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目标数据包括指示所述SCADA服务器获取所述目标数据所处的时间的获取时间信息。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目标数据是由所述主机服务器或用户指定的SCADA服务器的事件数据当中的事件数据。
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