CN107451033A - 基于linux和windows双操作系统的设备状态在线监测系统 - Google Patents

基于linux和windows双操作系统的设备状态在线监测系统 Download PDF

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CN107451033A CN201710704356.7A CN201710704356A CN107451033A CN 107451033 A CN107451033 A CN 107451033A CN 201710704356 A CN201710704356 A CN 201710704356A CN 107451033 A CN107451033 A CN 107451033A
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Abstract

基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统包括运动数据采集智能终端1、前置通信服务器2、实时数据库服务器6、数据处理服务器3、历史数据服务器4、值班调度工作站5、实时库组态工作站7。其中前置通信服务器2、实时数据库服务器6、数据处理服务器3、历史数据服务器4采用LINUX操作系统,值班调度工作站5、实时库组态工作站7采用WINDOWS操作系统。

Description

基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统
技术领域
本申请涉及一种设备状态在线监测系统,更具体地,涉及一种基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统。
背景技术
在现代化智能工业中,用户(电力、石化、机械、煤炭等)需要对厂站内的设备进行管理和维护,有的需要捆绑使用设备厂家所提供的监测系统,有的需要额外单独采购专门的监测系统,因各个设备厂家的设计理念不一致,软件架构不统一,给值班调度人员在管理使用上带来极大的不方便,且在实际的使用过程中因稳定性差、缺乏大数据分析诊断功能等情况而导致用户业绩不佳和实用性差的情况发生屡见不鲜。大部分工业厂站内设备数量巨大,种类繁多,其中有部分设备因缺少相应的在线监控系统而必须采取人工巡检的方式,这种方式极易损坏设备且无法做到对设备的使用进行保护,以上情况非常不符合现代化智能工业的发展理念,因此在当前环境下急需要一种能够提供给用户可对设备进行统一监控的、能够对设备使用大数据进行分析诊断的稳定性强的监测系统。现有的工业监控系统中,属以SCADA系统最有代表性,结构上:因现有的SCADA系统大多数是基于WINDOWS操作系统,其稳定性、安全性、运行性能上都较之LINUX操作系统有所劣势。其次也有部分SCADA系统是基于LINUX操作系统所设计,但是因为LINUX操作系统较之WINDOWS操作系统上手较难,公众普及率较差,加重了值班调度员的工作压力和操作难度。功能上:现有的SCADA系统普遍缺乏大数据分析诊断功能,无法对设备状态进行实时的数据分析,无法做到利用大数据对设备的状态走向进行预判,因为这些功能不仅涉及到计算机知识,更是涉及到相关物理学、化学的研究知识。容量上:现有的系统普遍针对单一的行业进行特定的设计,且软件规模上很难兼容非公用规约的设备。
随着智能工业的快速发展、现代化智能工厂为提高调度效率和管理水平,减轻调度员负担与人工开支,我们发明了一套设备状态在线监测系统,能够对运行设备进行统一的管理和实时的监控,能够根据需求定制专门的专家诊断系统对运行设备进行实时的状态诊断和预警功能,构建以全面提升工业智能化的实时性、开放性、分布性、可维护性的安全、稳定的监测系统。
发明内容
本申请解决了WINDOWS平台稳定性差、LINUX不方便使用的技术问题,具有兼顾稳定性和易用性的优点。
本申请中
SCADA:数据采集与监控系统
SOA:分布式设计理念
RTU:远动数据采集智能终端
遥测:模拟量采集
遥信:数字量采集
电度:脉冲量采集
参考附图,本申请的基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统包括运动数据采集智能终端1、前置通信服务器2、实时数据库服务器6、数据处理服务器3、历史数据服务器4、值班调度工作站5、实时库组态工作站7。
前置通信服务器2下行连接各种运动数据采集智能终端设备1、或者是其它软件系统或设备的接口(包括PLC、电机、DTU终端设备、I&接口或其它RTU设备)。前置通信服务器2负责原始数据的获取和调度任务的执行,上行将数据发送至实时数据库服务器6。实时数据库服务器6承接整个系统的中枢运作,负责存储原始数据和加工后的工程数据,且负责发布各种报文、事件、告警到值班调度工作站,也接收调度工作站下发的调度任务并将其下发到前置通信服务器2,实时数据库服务器支持双机热备。数据处理服务器3负责扫描实时数据库服务器6,对原始数据进行加工和判断,产生告警事件和历史存储,是整个系统的运算大脑。历史数据库服务器4保存事件记录与历史数据,提供给值班调度工作站5查询访问,历史数据库服务器4支持双机热备。值班调度工作站5提供人机监控界面,曲线一览、事件一览、报文一览、诊断预警、遥控遥调等。实时库组态工作站7提供对整个系统配置的增删改查,刷新实时库配置,统一各节点工作站。
其中前置通信服务器2、实时数据库服务器6、数据处理服务器3、历史数据服务器4采用LINUX操作系统,值班调度工作站5、实时库组态工作站7采用WINDOWS操作系统。
前置通信服务器2具有规约解释、原始数据采集、调度任务执行的功能。
实时数据库服务器6具有系统参数与配置、实时数据、状态任务事件等功能。
数据处理服务器3具有数据解析、量程转换、值域计算与报警检查、事件记录、历史存储等功能。
历史数据服务器4具有系统历史数据存储、历史事件存储的功能。
值班调度工作站5具有实时监控、曲线查看、事件查询、历史查谟、任务调度、故障诊断等功能。
实时库组态工作站具有系统参数与配置的增删改查功能
进一步地,值班调度工作站5的人机界面部分采用WEB技术设计。
前置通信服务器与运动数据采集智能终端可交换数据地连接,前置通信服务器与实时数据库服务器可交换数据地连接,实时数据库服务器与数据处理服务器可交换数据地连接,数据处理服务器能将数据传送到历史数据库服务器,历史数据库服务器将数据传送到值班调度工作站,值班调度工作站将数据传送到实时数据库服务器,实时库组态工作站将数据发送到实时数据库服务器,前置通信服务器和运动数据采集智能终端内设置有lora无线通信单元,前置通信服务器还连接有信号扫描单元,信号扫描单元能扫描到通信范围内的所有设置有lora无线通信单元运动数据采集智能终端,前置通信服务器与扫描到的设置有lora无线通信单元运动数据采集智能终端进行通信。
本系统在设计理念上采用SOA分布式设计,将系统中的各个功能模块化设计,我们可根据使用规模来架设系统,既可以将整套系统架设在一到两台服务器上,也可分布在不同网络节点的多台服务器上,既可以负载均衡,也支持双机热备。而我们的所有涉及到数据处理的软件模块都是基于LINUX操作系统的,充分利用LINUX操作系统的安全性、稳定性。人机界面和监控平台软件是基于WINDOWS操作系统的,充分发挥了WINDOWS操作系统软件的易上手、画面美观、适合大众的特点,并且做到了将数据采集、数据处理、数据分析、数据诊断、数据存储与画面展示的分离,大大提高了系统的运行稳定性和安全性。
结构上:本系统从根源上解决了此类问题,我们将涉及到数据处理的所有模块全部基于LINUX平台设计,所有人机操作监控界面都基于WINDOWS平台设计,这样,只要系统架设完毕,那么值班调度员只需要像平常一样操作WINDOWS电脑即可。
功能上:本系统可根据用户需求,定制专门的专家诊断系统,对相关设备的状态进行大数据实时分析,根据数据走向分析故障趋势,从而有效的避免设备损耗带来的经济损失和人工损失。
容量上:本系统可针对各种设备进行规约定制,将设备接入系统,并可定制规约转发到其他系统中。
本申请以SOA分布式设计为理念,将系统中复杂的运算、通信部分与人机画面隔离开来,提升系统稳定性、安全性、实时性、可扩展性。充分利用LINUX操作系统与WINDOWS操作系统的各自优势,混合使用,做到各展所长。将SCADA系统中复杂的通信模块独立设计,做到模块化、定制化、方便扩展与兼容。采用高性能实时数据库技术,将实时数据与历史数据分开处理,提高系统的实时性与存储容量。
附图说明
图1为本申请的基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统总体结构示意图。
具体实施方式
参考附图,本申请的基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统包括运动数据采集智能终端1、前置通信服务器2、实时数据库服务器6、数据处理服务器3、历史数据服务器4、值班调度工作站5、实时库组态工作站7。
前置通信服务器2下行连接各种运动数据采集智能终端设备1、或者是其它软件系统或设备的接口(包括PLC、电机、DTU终端设备、I&接口或其它RTU设备)。前置通信服务器2负责原始数据的获取和调度任务的执行,上行将数据发送至实时数据库服务器6。实时数据库服务器6承接整个系统的中枢运作,负责存储原始数据和加工后的工程数据,且负责发布各种报文、事件、告警到值班调度工作站,也接收调度工作站下发的调度任务并将其下发到前置通信服务器2,实时数据库服务器支持双机热备。数据处理服务器3负责扫描实时数据库服务器6,对原始数据进行加工和判断,产生告警事件和历史存储,是整个系统的运算大脑。历史数据库服务器4保存事件记录与历史数据,提供给值班调度工作站5查询访问,历史数据库服务器4支持双机热备。值班调度工作站5提供人机监控界面,曲线一览、事件一览、报文一览、诊断预警、遥控遥调等。实时库组态工作站7提供对整个系统配置的增删改查,刷新实时库配置,统一各节点工作站。
其中前置通信服务器2、实时数据库服务器6、数据处理服务器3、历史数据服务器4采用LINUX操作系统,值班调度工作站5、实时库组态工作站7采用WINDOWS操作系统。
前置通信服务器2具有规约解释、原始数据采集、调度任务执行的功能。
实时数据库服务器6具有系统参数与配置、实时数据、状态任务事件等功能。
数据处理服务器3具有数据解析、量程转换、值域计算与报警检查、事件记录、历史存储等功能。
历史数据服务器4具有系统历史数据存储、历史事件存储的功能。
值班调度工作站5具有实时监控、曲线查看、事件查询、历史查谟、任务调度、故障诊断等功能。
实时库组态工作站具有系统参数与配置的增删改查功能
进一步地,值班调度工作站5的人机界面部分采用WEB技术设计。
本系统在设计理念上采用SOA分布式设计,将系统中的各个功能模块化设计,我们可根据使用规模来架设系统,既可以将整套系统架设在一到两台服务器上,也可分布在不同网络节点的多台服务器上,既可以负载均衡,也支持双机热备。而我们的所有涉及到数据处理的软件模块都是基于LINUX操作系统的,充分利用LINUX操作系统的安全性、稳定性。人机界面和监控平台软件是基于WINDOWS操作系统的,充分发挥了WINDOWS操作系统软件的易上手、画面美观、适合大众的特点,并且做到了将数据采集、数据处理、数据分析、数据诊断、数据存储与画面展示的分离,大大提高了系统的运行稳定性和安全性。
结构上:本系统从根源上解决了此类问题,我们将涉及到数据处理的所有模块全部基于LINUX平台设计,所有人机操作监控界面都基于WINDOWS平台设计,这样,只要系统架设完毕,那么值班调度员只需要像平常一样操作WINDOWS电脑即可。
功能上:本系统可根据用户需求,定制专门的专家诊断系统,对相关设备的状态进行大数据实时分析,根据数据走向分析故障趋势,从而有效的避免设备损耗带来的经济损失和人工损失。
容量上:本系统可针对各种设备进行规约定制,将设备接入系统,并可定制规约转发到其他系统中。
本申请以SOA分布式设计为理念,将系统中复杂的运算、通信部分与人机画面隔离开来,提升系统稳定性、安全性、实时性、可扩展性。充分利用LINUX操作系统与WINDOWS操作系统的各自优势,混合使用,做到各展所长。将SCADA系统中复杂的通信模块独立设计,做到模块化、定制化、方便扩展与兼容。采用高性能实时数据库技术,将实时数据与历史数据分开处理,提高系统的实时性与存储容量。
前置通信服务器与运动数据采集智能终端可交换数据地连接,前置通信服务器与实时数据库服务器可交换数据地连接,实时数据库服务器与数据处理服务器可交换数据地连接,数据处理服务器能将数据传送到历史数据库服务器,历史数据库服务器将数据传送到值班调度工作站,值班调度工作站将数据传送到实时数据库服务器,实时库组态工作站将数据发送到实时数据库服务器,前置通信服务器和运动数据采集智能终端内设置有lora无线通信单元,前置通信服务器还连接有信号扫描单元,信号扫描单元能扫描到通信范围内的所有设置有lora无线通信单元运动数据采集智能终端,前置通信服务器与扫描到的设置有lora无线通信单元运动数据采集智能终端进行通信。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统,其特征在于:包括运动数据采集智能终端、前置通信服务器、实时数据库服务器、数据处理服务器、历史数据服务器、值班调度工作站、实时库组态工作站;前置通信服务器下行连接运动数据采集智能终端设备,前置通信服务器负责原始数据的获取和调度任务的执行并将上行将数据发送至实时数据库服务器,实时数据库服务器负责存储原始数据和加工后的工程数据且负责发布各种报文、事件、告警到值班调度工作站,也接收调度工作站下发的调度任务并将其下发到前置通信服务器,数据处理服务器负责扫描实时数据库服务器,对原始数据进行加工和判断,产生告警事件和历史存储,历史数据库服务器保存事件记录与历史数据提供给值班调度工作站查询访问,值班调度工作站提供人机监控界面、曲线一览、事件一览、报文一览、诊断预警、遥控遥调,实时库组态工作站提供对整个系统配置的增删改查;其中前置通信服务器、实时数据库服务器、数据处理服务器、历史数据服务器采用LINUX操作系统,值班调度工作站、实时库组态工作站采用WINDOWS操作系统。
2.根据权利要求1所述的基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统,其特征在于:实时数据库服务器支持双机热备。
3.根据权利要求1所述的基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统,其特征在于:历史数据库服务器支持双机热备。
4.根据权利要求1所述基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统,其特征在于:值班调度工作站的人机界面部分采用WEB技术设计。
5.根据权利要求1所述基于LINUX和WINDOWS双操作系统的设备状态在线监测系统,其特征在于:前置通信服务器与运动数据采集智能终端可交换数据地连接,前置通信服务器与实时数据库服务器可交换数据地连接,实时数据库服务器与数据处理服务器可交换数据地连接,数据处理服务器能将数据传送到历史数据库服务器,历史数据库服务器将数据传送到值班调度工作站,值班调度工作站将数据传送到实时数据库服务器,实时库组态工作站将数据发送到实时数据库服务器,前置通信服务器和运动数据采集智能终端内设置有lora无线通信单元,前置通信服务器还连接有信号扫描单元,信号扫描单元能扫描到通信范围内的所有设置有lora无线通信单元运动数据采集智能终端,前置通信服务器与扫描到的设置有lora无线通信单元运动数据采集智能终端进行通信。
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