CN107809330B

CN107809330B - 设备配置方法

Info

Publication number: CN107809330B
Application number: CN201711006982.5A
Authority: CN
Inventors: 向安宇
Original assignee: Beijing Tianan Wisdom Information Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Tianan Wisdom Information Technology Co ltd
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: CN107809330A

Abstract

本公开提供了一种设备配置方法，通过远程终端系统监控和测量位于远程现场的传感器及其他设备，并且将得到的数据输出至服务器端，其特征在于，所述方法包括远程终端系统的创建步骤以及采集点参数的创建步骤。通过本公开的方法可以解决配置信息大量重复等问题。

Description

设备配置方法

技术领域

本公开涉及一种设备配置方法，尤其涉及一种工业物联网设备的设备配置方法。

背景技术

现有工业物联网数据采集主要以数据采集与监控(Supervisory Control AndData Acquisition，缩写为SCADA)系统为主，通常是指有监控程序及数据收集能力的电脑控制系统。SCADA系统与远程终端控制系统(RTU)或PLC建立连接进行数据采集，使用例如Modbus协议完成数据的采集与控制。

但是，配置例如Modbus协议所需点表，以采集点为单位，存在配置信息大量重复，检测点的数量急剧增长，原来以采集点为单位的方式，已变得无法维护。

现有采集配置方式的配置信息存在大量重复。现有配置以点为基本单位，对同属于一个RTU下的连接设备，每个设备都需要配置连接IP和端口，一旦IP和端口有更改，需要逐个去修改该RTU下的设备的连接IP和端口信息，不仅存在大量的重复信息，同时也对维护造成了很多不必要的难度。

现有采集配置方式不支持或者很难支持列表类型。对于生产过程中周期性参数的采集处理，中心站无法获取一个完整周期的数据，需通过分割周期方式去处理数据，但在网络不稳定情况下，易出现分割周期错误的问题。造成此类设备的自动监控失去意义。

现有的采集配置方式的不支持预处理或预处理能力有限。现有采集数据存在需要经过一定的逻辑转换才能够作为准确的使用数据，例如，不同系统下，默认的字节序不同，在不同系统下需动态配置采集数据是大端字节序、小端字节序；在网络状况不稳定的情况下，有厂家对于网络传输的数据进行了压缩处理，那么在采集端必须进行了解压缩处理才能得到正确的采集数据。而目前采集规则基本上不提供预处理机制或内置有限的几种预处理方式，预处理工作被放在应用程序端去处理，不能保证数据的正确性，同时也加大了应用程序端使用数据难度。

并且在现有的采集配置方式中，采集点的配置没有层级化管理。原有配置以点参数为基本单位，所有生产单元点参数混合在一起，无层级化管理，随着物联网工业的不断发展，点参数的数据向万级以上发展，无层级化管理对于点参数的查找，修改，统一控制开关等操作，造成了极大的困扰。

发明内容

为了解决上述一个或多个技术问题，本公开提供了一种设备配置方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种设备配置方法，通过远程终端系统监控和测量位于采集点的远程现场传感器和其他设备，并且将得到的数据输出至服务器端，该方法包括：

远程终端系统的创建步骤：服务器端接收远程终端系统创建指令，判断远程终端系统创建指令中是否包含待创建的远程终端系统的相关信息，如果包含则判断待创建的远程终端系统的相关信息是否正确，如果正确则服务器端创建远程终端系统；以及

采集点参数的创建步骤：服务器端接收采集点参数创建指令，判断采集点参数创建指令是否包含待创建的采集点的相关信息，如果包含则判断待创建的采集点的相关信息是否正确，如果正确则服务器端创建采集点参数。

根据本公开的另一方面，待创建的远程终端系统的相关信息为：远程终端系统的名称、IP地址和端口。

根据本公开的又一方面，远程终端系统的创建步骤包括以下步骤：

指令接收步骤：服务器端接收远程终端系统创建指令；

包含判断步骤：服务器端判断远程终端系统创建指令中是否包含待创建的远程终端系统的名称、IP地址和端口，如果是则执行以下名称检测步骤，如果否则返回失败；

名称检测步骤：服务器端检测远程终端系统的名称是否重复，如果是则返回失败，如果否则执行IP地址检测步骤；

IP地址检测步骤：服务器端检测IP地址是否正确，如果是则执行以下保存步骤，如果否则返回失败；以及

保存步骤：服务器端保存待创建的远程终端系统的相关信息。

根据本公开的又一方面，待创建的采集点的相关信息为：采集点的参数名称、所属远程终端系统、起始地址、地址长度和参数类型。

根据本公开的又一方面，其特征在于，采集点参数的创建步骤包括以下步骤：

指令接收步骤：服务器端接收采集点参数创建指令；

包含判断步骤：服务器端判断采集点参数创建指令是否包含待创建的采集点的参数名称，所属远程终端系统、起始地址、地址长度和参数类型，如果是则执行以下名称判断步骤，如果否则返回失败；

名称判断步骤：服务器端判断参数名称是否与所属远程终端系统中已存在的点参数重名，如果是则返回失败，如果否则执行以下保存步骤；以及

保存步骤：服务器端保存待创建的采集点的相关信息。

根据本公开的又一方面，其特征在于，方法还包括以生产单元为模型的对象树的创建步骤，对象树的创建步骤包括：

接收步骤：服务器端接收创建生产单元指令；

包含判断步骤：服务器端判断创建生产单元指令中，是否包含节点名称和父节点，如果否则返回，如果是执行以下父节点判断步骤；

父节点判断步骤：服务器端判断父节点是否为空，如果为是则该节点为根节点并且执行以下生成步骤，如果否则执行以下重复判断步骤；

生成步骤：服务器端生成节点ID，保存节点信息，并标识为根节点，执行以下返回成功步骤；

重复判断步骤：服务器端判断该节点名称是否与兄弟节点是否重复，如果是则返回失败，如果否则执行以下节点ID生成步骤；

节点ID生成步骤：服务器端生成节点ID，保存节点信息，执行以下返回成功步骤；以及

返回成功步骤：返回成功。

根据本公开的又一方面，该方法还包括以生产单元为模型的对象树的创建步骤，

对象树的创建步骤包括：

接收步骤：服务器端接收创建生产单元指令；

返回成功步骤：返回成功，

待创建的远程终端系统的相关信息还包括对象树节点的信息，并且远程终端系统的创建步骤还包括存在判断步骤，

并且在远程终端系统的创建步骤中的IP地址检测步骤中，服务器端检测IP地址是否正确，如果是则执行存在判断步骤，如果否则返回失败，

存在判断步骤为服务器端判断对象树节点是否存在，如果是则执行远程终端系统的创建步骤中的保存步骤，如果否则返回。

根据本公开的又一方面，相对于所述采集点进行预处理表达式配置，从而在对采集到的数据进行预先处理。

根据本公开的又一方面，通过配置采样名称、数据起始地址、数据长度、数据类型和采样频率来实现列表输出方式。

根据本公开的又一方面，服务器端与远程终端系统建立连接，通过Modbus协议完成数据的采集和监控。

附图说明

图1为根据本发明一个实施方式的远程终端系统的创建步骤的示意图。

图2为根据本发明一个实施方式的采集点参数的创建步骤的示意图。

图3为根据本发明一个实施方式的对象树的创建步骤的示意图。

图4为根据本发明另一实施方式的远程终端系统的创建步骤的示意图。

图5为根据本发明一个实施方式的新建采集点所需信息的示意图。

图6为根据本发明一个实施方式的通过配置模块实现预处理表达式解析的系统示意图。

图7为根据本发明又一实施方式的采集点参数的创建步骤的示意图。

具体实施方式

下面，将结合附图对本公开进行详细的说明。

数据采集和监控系统包括：采集端设备、远程终端系统(RTU或PLC)和服务器。

上述采集端设备可以包括传感器或控制器等设置在采集点处的设备，用于对采集点处的数据进行采集或者对采集点进行控制，采集点的数据包括例如开关和或阀开/关状态，或是仪器测量到的压力、流量、电压或电流等信号。

远程终端系统可以读取采集端设备采集到的数据，并且将得到的数据传输至服务器以备进一步处理。远程终端系统从服务器端接收控制信号，并且将控制信号传输至采集端设备，从而实现对采集端设备的控制。

本公开中，通过对数据采集和监控系统进行配置，来实现设备配置方法。该方法中，通过远程终端系统监控和测量位于远程现场的传感器及其他设备的采集点或者将从服务器得到的信号输入至位于采集点的远程现场传感器或控制器，并且将得到的数据输出至服务器端。

该方法可以包括远程终端系统的创建步骤和采集点参数的创建步骤。

远程终端系统的创建步骤中，服务器端接收远程终端系统创建指令，判断远程终端系统创建指令中是否包含待创建的远程终端系统的相关信息，如果包含则判断待创建的远程终端系统的相关信息是否正确，如果正确则服务器端创建远程终端系统。

并且上述的相关信息可以包括远程终端系统的名称、IP地址和端口等。

下面将参照图1来详细地说明该远程终端系统的创建步骤。

a、服务器端等待接收创建远程终端系统指令，如果接收到创建远程终端系统指令，则进行以下步骤。

b、服务器端判断是否包含远程终端系统名称、IP、端口等信息，如果是，执行步骤c，如果否，返回失败。

c、服务器端检测远程终端系统名称是否重复，如果是，返回失败，否则执行步骤d。

d、服务器端检测IP格式是否正确，如果是执行f，否则，返回失败。

f、服务器端保存远程终端系统信息，返回成功。

上述的采集点参数的创建步骤中，服务器端接收采集点参数创建指令，判断采集点参数创建指令是否包含待创建的采集点的相关信息，如果包含则判断待创建的采集点的相关信息是否正确，如果正确则服务器端创建采集点参数。

并且待创建的采集点的相关信息可以包括采集点的参数名称、所属远程终端系统、起始地址、地址长度和参数类型。

下面将参照图2来详细地说明采集点参数的创建步骤。

a、服务器端等待接收创建采集点参数指令，如果接收到创建采集点参数指令，则进行以下步骤。

b、服务器端判断指令信息中，是否包含参数名称、所属远程终端系统、起始地址、地址长度和参数类型等信息并且都不为空，如果不包含，返回失败，否则执行步骤c。

c、服务器端判断指令参数名称是否于所属远程终端系统下已存在的点参数重名，如果是，返回失败，否则执行e。

e、服务器端保存点参数，并返回成功。

此外，上面虽然首先描述了远程终端系统的创建步骤，然后描述了采集点参数的创建步骤。本领域的技术人员应当理解，上面的描述并不用于限定两个创建步骤的执行顺序。根据实际设计需要，也可以首先执行采集点参数的创建步骤，然后执行远程终端系统的创建步骤。

根据本公开的一个实施方式，该方法还包括以生产单元为模型的对象树的创建步骤，在该步骤中，以生产单元为基础，形成对象树的结构，从而实现层级化管理。

对于层级化管理，可根据企业的生产单位结构，设置树形结构。

例如以油田作为一个示例来对层级化的树形结构进行说明。以油田为例，采油厂、作业区、站库、配注间、环、井等层级化管理，根据实际情况，构造出灵活多变的树形结构，然后每个节点都可以绑定一个RTU配置，即可完成RTU配置的层级化管理。

下面，将结合图3对对象树的创建步骤进行具体的说明。

a、服务器端等待接收创建生产单元指令。当服务器端接收到创建生产单元的指令后，进行以下的步骤。

b、服务器端判断指令信息中，是否包含节点名称和父节点，如果不包含，返回失败，如果包含执行步骤c。

c、服务器端判断父节点是否为空，如果为空，则该节点为根节点，如果是根节点执行步骤d,否则执行e。

d、服务器端生成节点ID，保存节点信息，并标识为根节点，执行步骤g。

e、服务器端判断该节点名称是否与兄弟节点是否有重复，如果有重复返回失败，否则执行步骤f。

f、服务器端生成节点ID，保存节点信息，执行步骤g。

g、返回成功。

通过上述对象树的创建步骤，使得企业的生产单位结构形成为树形结构，从而便于管理，做到更大的灵活性。

在本公开的一个优选实施方式中，在执行远程终端系统的创建步骤之前，先执行对象树的创建步骤。这样在配置远程终端系统时可以很好地确定远程终端系统所处的位置。

此时，待创建的远程终端系统的相关信息进一步包括对象树节点的信息。

为了实现上述功能，远程终端系统的创建步骤也将进行相应的变动。进一步包括了判断对象树节点是否存在的步骤。参见图4将说明远程终端系统的创建步骤的变型例的具体步骤。

b、服务器端判断是否包含远程终端系统名称、IP、端口及对象树节点等信息，如果是，执行步骤c，如果否，返回失败。

d、服务器端检测IP格式是否正确，如果是执行e，否则，返回失败。

e、服务器端判断对象树节点是否存在，如果是，执行步骤f,否则返回失败。

f、服务器端保存远程终端系统信息，返回成功。

在本公开的另一实施方式中，为了保证数据的正确性，内置了预处理解析器，提供了采集数据的预处理机制。

在现有技术中，将数据的处理工作放在应用程序端执行，这样不能保证数据的准确性，同时也加大了应用程序端使用数据的难度。但是本发明在应用程序端的前端系统内置了预处理解析器来解决这一问题。

下面结合图6对预处理解析器进行说明。其中，在图5中以远程终端控制系统(RTU)为例进行说明，但是本领域的技术人员应当理解，其也可以为PLC等设备。并且仅以信号采集为例进行说明，本领域的技术人员应当理解，但需要实现控制功能时，可以采用相应的控制信号流向。

由安装在远程现场的RTU监视和测量安装在远程现场采集点的传感器和其他设备，负责检测现场信号。其中一个RTU可以对应于一个或多个采集点。RTU得到的数据被发送给采集模块，并且采集模块将数据传输至解析模块，解析模块进行解析后，将数据存入数据库中。

在本公开中进一步增加了配置模块，该配置模块根据用户输入的各种规则来对采集模块和解析模块进行相应的配置。

在本公开的一个实施方式中，通过配置模块进行配置使得本公开的数据采集系统实现很好地支持列表类型。目前例如基于Modbus协议标准，本身不能支持列表类型数据。

下面通过示例说明如何设定规则来进行配置，从而实现支持列表类型。

例如对于新建的采集点需要的信息如图5所示。通过设置相关信息来实现对列表类型数据的支持。

如图5所示，配置的信息包括名称、起始地址、长度、类型、采样频率、解码表达式等信息，也可以包括单位等信息。起始地址为Modbus协议中读取寄存器的开始位置，长度为需要读取寄存器的长度，每个寄存器为16位，32位整型长度固定为2，64位浮点型长度默认为4，对于列表类型，通过设置类型为list标识为列表，长度为用户自定义长度，例如长度为400，起始地址为40100，则可读取长度为400的数组，每个元素都为16位，即元素取值范围为0～65535，后续通过预处理表达式放大、缩小、平移等操作可标识超过16位数据，浮点数据及负数。

基于列表类型的扩展支持，对周期性运行的仪表，可方便地采集整个周期的数据。并且方便用户对数据的处理。

进一步地，本公开可以对点参数进行混合四则运算表达式配置、精度配置、大小端字节序配置等，通过内置的解析模块(预处理表达式解析器)，可以解析任意组合的四则运算表达式，对采集数据根据大小端字节序进行转换，依据四则运算表达式进行计算，所得的结果依据精度配置进行保存等。

以下，通过具体的示例进行详细地说明。

a、采集器根据IP和端口，连接到RTU，然后执行步骤b。

b、采集器读取RTU下点表规则，循环读取指定寄存器指定长度的数据，然后执行步骤c。

c、每个点规则都返回一个数组，然后执行步骤d。

d、根据点规则，预处理表达式进行处理，在预处理表达式中，读取值以X代替，然后执行步骤e。

e、首先，如果规则中类型为element，则执行步骤f，否则执行步骤h。

f、查看规则中设置长度，如果长度为1，直接返回值，否则执行步骤g。

g、如果长度大于1，则查看规则中预处理中，是否存在字节序设置，bf(X)为大端字节序,lf(X)为小端字节序，如不存在默认为大端字节序，根据字节序设置将返回数组，转化为整形、浮点、双精度浮点型等数值。然后执行步骤i。

h、如果规则中类型为list，则直接返回数组，然后执行步骤i。

i、解析四则运算法则，对单个返回值进行四则运算，计算结果，返回结果，执行步骤j。

j、四则运算法则中，每一步运算都可设置支持精度处理，既可在计算过程中设置精度，也可在为最后结果设置精度。也可每一步都设置精度。运算完成。执行步骤k。

k、数据处理完成，存入数据库。

在相对于采集点进行了配置的情况下，可以对采集点参数的创建步骤进行相应的变动。以下参照图7来说明采集点参数的创建步骤的一个变型例。

b、服务器端判断指令信息中，是否包含参数名称、所属远程终端系统、起始地址、地址长度、参数类型、预处理表达式和是否可写等信息并且都不为空，如果不包含，返回失败，否则执行步骤c。

c、服务器端判断指令参数名称是否于所属远程终端系统下已存在的点参数重名，如果是，返回失败，否则执行步骤d。

d、服务端根据本公开中预处理表达式解释器判断指令预处理表达式是否有效，如果是，执行步骤e，否则，返回失败。

e、服务器端保存点参数，并返回成功。

上述变型例与之前描述的采集点参数的创建步骤的区别在于增加了步骤d，对预处理表达式进行判断。

在本公开中，进一步提供了一种默认点表机制。创建例如RTU之后，可以选择默认的点表，服务器端根据生成的RTU所属点表，修改部分不符合要求的点参数，就可以完成例如RTU点表的创建，从而大量地节省了用户的工作量。

在新建配置时，可以提供配置模板。在工业监控的场合下，存在多个相同车间，其监控仪表安装可能基本相同，如果在每个车间逐个添加监控点，系统提供多套模板。但是在本公开中对于这种情况，相同车间或差异不大的车间可共用一套模板，一次添加，循环使用。

以油田为例，提供油井模板，内含套压、油压、载荷、位移、A相电压、B相电压、C相电压等参数，几乎所有油井都含有类似配置，在新增一个油井采集配置时，选择油井模板，即可一键生成油井配置，只需少量修改，就可完成新配置的添加。

这样，在配置之前通过对相同或相似的条件来预制配置模板，从而实现配置所需工作量的节省。

显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明本公开所作的举例，而并非是对本公开的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本公开的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本公开的保护范围之中。

Claims

1.一种设备配置方法，通过远程终端系统监控和测量位于远程现场的传感器及其他设备，并且将得到的数据输出至服务器端，其特征在于，所述方法包括：

远程终端系统的创建步骤：服务器端接收远程终端系统创建指令，判断所述远程终端系统创建指令中是否包含待创建的远程终端系统的相关信息，如果包含则验证所述待创建的远程终端系统的相关信息是否正确，如果正确则服务器端创建远程终端系统；以及

采集点参数的创建步骤：服务器端接收采集点参数创建指令，判断所述采集点参数创建指令是否包含待创建的采集点的相关信息，如果包含则判断所述待创建的采集点的相关信息是否正确，如果正确则服务器端创建采集点参数；

所述方法还包括以生产单元为模型的对象树的创建步骤，所述对象树的创建步骤包括：

接收步骤：服务器端接收创建生产单元指令；

父节点判断步骤：服务器端判断所述父节点是否为空，如果为是则该节点为根节点并且执行以下生成步骤，如果否则执行以下重复判断步骤；

重复判断步骤：服务器端判断该节点名称是否与兄弟节点重复，如果是则返回失败，如果否则执行以下节点ID生成步骤；

返回成功步骤：返回成功。

2.如权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，所述待创建的远程终端系统的相关信息为：远程终端系统的名称、IP地址和端口。

3.如权利要求2所述的设备配置方法，其特征在于，所述远程终端系统的创建步骤包括以下步骤：

指令接收步骤：服务器端接收远程终端系统创建指令；

包含判断步骤：服务器端判断所述远程终端系统创建指令中是否包含待创建的远程终端系统的名称、IP地址和端口，如果是则执行以下名称检测步骤，如果否则返回失败；

保存步骤：服务器端保存所述待创建的远程终端系统的相关信息。

4.如权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，所述待创建的采集点的相关信息为：采集点的参数名称、所属远程终端系统、起始地址、地址长度和参数类型。

5.如权利要求4所述的设备配置方法，其特征在于，所述采集点参数的创建步骤包括以下步骤：

指令接收步骤：服务器端接收采集点参数创建指令；

包含判断步骤：服务器端判断所述采集点参数创建指令是否包含待创建的采集点的参数名称，所属远程终端系统、起始地址、地址长度和参数类型，如果是则执行以下名称判断步骤，如果否则返回失败；

名称判断步骤：服务器端判断所述参数名称是否与所属远程终端系统中已存在的点参数重名，如果是则返回失败，如果否则执行以下保存步骤；以及

保存步骤：服务器端保存所述待创建的采集点的相关信息。

6.如权利要求3所述的设备配置方法，其特征在于，

所述方法还包括以生产单元为模型的对象树的创建步骤，

所述对象树的创建步骤包括：

接收步骤：服务器端接收创建生产单元指令；

返回成功步骤：返回成功，

所述待创建的远程终端系统的相关信息还包括对象树节点的信息，并且所述远程终端系统的创建步骤还包括存在判断步骤，

并且在所述远程终端系统的创建步骤中的IP地址检测步骤中，服务器端检测IP地址是否正确，如果是则执行存在判断步骤，如果否则返回失败，

所述存在判断步骤为服务器端判断对象树节点是否存在，如果是则执行远程终端系统的创建步骤中的保存步骤，如果否则返回。

7.如权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，先对于所述采集点进行预处理表达式配置，从而再对采集到的数据进行预先处理。

8.如权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，通过配置采样名称、数据起始地址、数据长度、数据类型和采样频率来实现列表输出方式。

9.如权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，所述服务器端与所述远程终端系统建立连接，通过Modbus协议完成数据的采集和监控。