CN109802969B - 一种网络组态系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网络组态及通信方法，包括网络组态系统，在网络组态系统上包括被控对象、控制器、通信线缆、组态通信模块、服务器、组态工程师、监控端，该方法通过服务器端远程设计被控对象的网络组态工程，监控端通过以太网连接服务器对被控对象进行实时监控，该方法需要网络组态专用的组态通信模块，组态通信模块包括下位机端口和上位机端口，下位机端口连接被控对象的控制器，上位机端口通过以太网连接服务器。服务器端由组态工程师针对不同被控对象的需求进行组态设计，并通过以太网连接组态通信模块，实现对被控对象的监控。
Description
技术领域
本发明涉及网络组态通信技术领域，具体为一种网络组态系统。
背景技术
在自动控制系统中，常用组态的方式为用户提供良好的现场监控界面。
现有的组态软件中，组态界面需要通过通信线缆连接自动控制系统，因此监控的距离常受到通信的限制。因此，提出一种网络组态及通信方法，利用以太网通信代替普通的通信线缆的数据通信，可有效的解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使网络通信安全性高，实现远程监控，对网络通信的监控更加方便、灵活的网络组态及通信方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种网络组态系统，其特征在于：所述网络组态系统上设有被控对象，组态通信模块，服务器，组态工程师，监控端，被控制对象上设有控制器，所述被控制对象与组态通信模块之间设有通信线缆，控制器包括可编程控制器PLC，网络组态的通信方法包括以下步骤：
A、网络组态软件运行之前首先进行工程组态设计，在服务器上设置组态通信模块的身份识别号Z-ID，组态通信模块与控制器对应的驱动信息，以及被控制对象需监控的变量；
B、工程初始化，组态通信模块上电后，首先进行身份识别号Z-ID的验证，身份确认后，与服务器确认组态通信模块与控制器之间通信驱动信息，并确认监控变量信息；
C、组态通信模块定时获取控制器相关参数，并通过以太网传输至服务器，服务器将有效数据保存至数据库；
D、用户通过监控端连接服务器，能实时监测被控制对象，控制信号通过服务器传送至组态通信模块，再送至控制器，从而达到控制的目的；
网络组态工程设置包括以下步骤：
a、每只组态通信模块分配唯一的身份识别号Z-ID；
b、组态通信模块连接服务器，向服务器发送Z-ID信息，若Z-ID通过验证，即Z-ID处于服务器白名单内，则该组态通信模块具有访问权，若Z-ID未通过连接，服务器自动断开与组态通信模块的连接，所述的Z-ID白名单由网络组态工程师工程组态设计时确定，并可在更换组态通信模块时更改对应Z-ID；
c、组态通信模块与控制器之间的通信驱动保存于FlashROM闪存中，组态通信模块与组态系统确认通信驱动信息，提取对应的通信驱动；
d、组态通信模块从服务器端获取监控变量信息，将监控变量信息表保存至FlashROM闪存中；
网络组态工程初始化包括以下步骤：
a、网络组态工程师根据被控制对象的需求完成组态界面的设计；
b、网络组态工程师选取合适的变量进行显示；
c、网络组态工程师进行数据库的设计，设置数据库及表格式；
d、网络组态工程师对通信协议进行预设置，确定组态通信模块与服务器之间的通信协议，以便于通信数据的的解析；
网络组态工程运行包括以下步骤：
a、组态通信模块发送请求连接信号；
b、服务器接收到组态通信模块的请求连接命令，服务器连接组态通信模块，连接成功后反馈完成连接信号；
c、组态通信模块发送驱动信息请求命令；
d、服务器回复驱动信息；
e、组态通信模块发送监控变量请求命令；
f、服务器回复监控变量信息；
g、网络组态运行，对数据进行解析，解析后的数据保存至数据库相应表，监控被控制对象。
优选的，所述组态通信模块上设有MCU，所述MCU采用双路UART，其中一路UART连接串口模块，另一路UART连接网络模块，所述MCU连接FlashROM闪存，所述组态通信模块上还包括上位机端口与下位机端口，下位机端口连接控制器，上位机端口连接服务器。
优选的，所述组态通信模块内置网络模块，上位机端口是由网络模块组成的无线通信端口组成，上位机端口通过以太网连接服务器。
优选的，所述组态通信模块具设有专属的身份识别号Z-ID。
优选的，所述服务器端由网络组态工程师根据被控制对象的需求进行组态软件设计。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)组态通信模块内预先存储专属的身份识别号Z-ID，用于服务器端的网络组态对组态通信模块进行身份认证，只有通过身份验证的组态通信模块能够连接服务器端的网络组态，使网络组态通信更加的安全可靠；
(2)该发明采用网络组态实现通信，使网络通信安全性高，实现远程监控，对网络通信的监控更加方便、灵活。
附图说明
图1为本发明组态通信系统结构示意图；
图2为本发明组态通信模块结构示意图；
图3为本发明网络组态工程设置流程图；
图4为本发明网络组态工程初始化流程图；
图5为本发明网络组态工程运行流程图。
图中：1、被控对象；2、控制器；3、通信线缆；4、组态通信模块；5、服务器；6、组态工程师；7、监控端；8、下位机端口；9、串口模块；10、MCU；11、网络模块；12、上位机端口；13、FlashROM闪存；14、网络组态系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种网络组态系统，所述网络组态系统14上设有被控对象1，组态通信模块4，服务器5，组态工程师6，监控端7，被控对象1上设有控制器2，所述被控制对象1与组态通信模块4之间设有通信线缆3，控制器2包括可编程控制器PLC，控制器控制被控对象的运行，并采集被控对象的运行参数。
组态通信模块4内置网络模块11，上位机端口12是由网络模块11组成的无线通信端口组成，上位机端口12通过以太网连接服务器5，组态通信模块4上设有MCU10，MCU10采用双路UART，其中一路UART连接串口模块，另一路UART连接网络模块11，MCU10连接FlashROM闪存13，组态通信模块4上还包括上位机端口12与下位机端口8，下位机端口8连接控制器2，上位机端口12连接服务器5。
组态通信模块的MCU10完成数据的收发与处理，FlashROM闪存13用于存储通信的数据信息及驱动信息，串口模块9扩展DB9接口构成下位机端口8，网络模块11扩展RJ45接口构成上位机端口12，组态通信模块4的下位机端口8连接控制器2，控制器2向组态通信模块4传输被控对象1的状态信息，组态通信模块4向控制器2传输监控端7的控制信号，组态通信模块4的上位机端口12连接服务器5，通过以太网完成两者之间的数据交互。
组态通信模块4内置专属的身份识别号Z-ID，用于网络组态的身份识别，只有通过验证的组态通信模块才能够连接服务器5，服务器5由网络组态工程师根据被控对象的需求进行组态设计。
网络组态及通信方法包括组态通信模块4，服务器5，组态工程师6和监控端7，组态工程师进行组态设计，设计完成的组态工程上传至服务器5，服务器5连接组态通信模块4，实时监控本地的被控对象，并通过以太网将获取的数据信息下达至远端的监控端，完成对于本地被控对象的远程监控。
组态设计包括组态界面的设计和数据库的设计，组态界面的设计目的在于通过图表等形式显示被控对象的运行状态信息，数据库的设计用于存储预先设置好的工程信息，数据库工程信息包括控制器的驱动信息，控制器的变量信息，组态通信模块4的身份识别号白名单，同时，包括网络组态运行之后的通信数据信息。
网络组态运行之前首先进行网络组态工程的设置，获取组态通信模块4的身份识别号Z-ID，确认该身份识别号是否处于白名单内，通过验证后网络组态与组态通信模块保持通信连接，组态通信模块4分配专属的身份识别号Z-ID，组态通信模块4连接服务器5，向服务器5发送Z-ID信息，若Z-ID通过验证，即Z-ID处于服务器5白名单内，则该组态通信模块5具有访问权，若Z-ID未通过验证，服务器5自动断开与组态通信模块4的连接，Z-ID白名单由网络组态工程师6组态设计时确定，并可在更换组态通信模块时更改，组态通信模块4向服务器5发送驱动信息请求命令，服务器5回复驱动信息，组态通信模块从FlashROM闪存中选择对应的的通信驱动；组态通信模块4向服务器5发送监控变量请求命令，服务器5回复监控变量信息，组态通信模块将监控变量信息表保存至FlashROM闪存中。
网络组态工程师根据被控对象的需求完成组态界面的设计，网络组态工程师选取合适的变量进行显示，网络组态工程师进行数据库的设计，设置数据库及表格式，网络组态工程师对通信协议进行预设置，确定组态通信模块与服务器之间的通信协议，以便于通信数据的的解析。
组态通信模块4发送请求连接信号，服务器5接收到组态通信模块4的请求连接命令，服务器连接组态通信模块4，连接成功后反馈完成连接信号，组态通信模块4发送驱动信息请求命令，服务器5回复驱动信息，组态通信模块4发送监控变量请求命令，服务器5回复监控变量信息，网络组态运行，对数据进行解析，解析后的数据保存至数据库相应表，监控被控对象。
组态通信模块4向被控对象的控制器传输监控端的控制信号，组态通信模块的上位机端口连接服务器，通过以太网完成两者之间的数据交互，进入远程监控。
一种网络组态，其网络组态及通信方法包括以下步骤：
A、网络组态软件运行之前首先进行工程组态设计，在服务器上设置组态通信模块4的身份识别号Z-ID，组态通信模块4与控制器2对应的驱动信息，以及被控对象1需监控的变量；
B、工程初始化，组态通信模块4上电后，首先进行身份识别号Z-ID的验证，身份确认后，与服务器确认组态通信模块与控制器之间通信驱动信息，并确认监控变量信息；
C、组态通信模块定时获取控制器相关参数，并通过以太网传输至服务器，服务器将有效数据保存至数据库；
D、用户通过监控端连接服务器，能实时监测被控对象。控制信号通过服务器传送至组态通信模块，再送至控制器，从而达到控制的目的。
一种网络组态，其特征在于：所述网络组态工程设置包括以下步骤：
a、每只组态通信模块分配唯一的身份识别号Z-ID；
b、组态通信模块连接服务器，向服务器发送Z-ID信息，若Z-ID通过验证，即Z-ID处于服务器白名单内，则该组态通信模块具有访问权，若Z-ID未通过连接，服务器自动断开与组态通信模块的连接。所述的Z-ID白名单由网络组态工程师工程组态设计时确定，并可在更换组态通信模块时更改对应Z-ID；
c、组态通信模块与控制器之间的通信驱动保存于FlashROM闪存中，组态通信模块与组态系统确认通信驱动信息，提取对应的通信驱动；
d、组态通信模块从服务器端获取监控变量信息，将监控变量信息表保存至FlashROM闪存中。
一种网络组态，其网络组态工程初始化包括以下步骤：
a、网络组态工程师根据被控对象的需求完成组态界面的设计；
b、网络组态工程师选取合适的变量进行显示；
c、网络组态工程师进行数据库的设计，设置数据库及表格式；
d、网络组态工程师对通信协议进行预设置，确定组态通信模块与服务器之间的通信协议，以便于通信数据的的解析。
一种网络组态，其网络组态工程运行包括以下步骤：
a、组态通信模块发送请求连接信号；
b、服务器接收到组态通信模块的请求连接命令，服务器连接组态通信模块，连接成功后反馈完成连接信号；
c、组态通信模块发送驱动信息请求命令；
d、服务器回复驱动信息；
e、组态通信模块发送监控变量请求命令；
f、服务器回复监控变量信息；
g、网络组态运行，对数据进行解析，解析后的数据保存至数据库相应表，监控被控对象。
本发明的有益效果是：
1组态通信模块内预先存储专属的身份识别号Z-ID，用于服务器端的网络组态对组态通信模块进行身份认证，只有通过身份验证的组态通信模块能够连接服务器端的网络组态，使网络组态通信更加的安全可靠；
2该发明采用网络组态实现通信，使网络通信安全性高，实现远程监控，对网络通信的监控更加方便、灵活。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种网络组态系统，其特征在于：所述网络组态系统(14)上设有被控制对象(1)，组态通信模块(4)，服务器(5)，组态工程师(6)，监控端(7)，被控制对象(1)上设有控制器(2)，所述被控制对象(1)与组态通信模块(4)之间设有通信线缆(3)，控制器(2)包括可编程控制器PLC，网络组态系统的通信方法包括以下步骤：
A、网络组态软件运行之前首先进行工程组态设计，在服务器上设置组态通信模块(4)的身份识别号Z-ID，组态通信模块(4)与控制器(2)对应的驱动信息，以及被控制对象(1)需监控的变量；
B、工程初始化，组态通信模块(4)上电后，首先进行身份识别号Z-ID的验证，身份确认后，与服务器确认组态通信模块与控制器之间通信驱动信息，并确认监控变量信息；
C、组态通信模块定时获取控制器相关参数，并通过以太网传输至服务器，服务器将有效数据保存至数据库；
D、用户通过监控端连接服务器，能实时监测被控制对象，控制信号通过服务器传送至组态通信模块，再送至控制器，从而达到控制的目的；
网络组态工程设置包括以下步骤：
a、每只组态通信模块分配唯一的身份识别号Z-ID；
b、组态通信模块连接服务器，向服务器发送Z-ID信息，若Z-ID通过验证，即Z-ID处于服务器白名单内，则该组态通信模块具有访问权，若Z-ID未通过连接，服务器自动断开与组态通信模块的连接，所述的Z-ID白名单由网络组态工程师工程组态设计时确定，并可在更换组态通信模块时更改对应Z-ID；
c、组态通信模块与控制器之间的通信驱动保存于FlashROM闪存中，组态通信模块与组态系统确认通信驱动信息，提取对应的通信驱动；
d、组态通信模块从服务器端获取监控变量信息，将监控变量信息表保存至FlashROM闪存中；
网络组态工程初始化包括以下步骤：
a、网络组态工程师根据被控制对象的需求完成组态界面的设计；
b、网络组态工程师选取合适的变量进行显示；
c、网络组态工程师进行数据库的设计，设置数据库及表格式；
d、网络组态工程师对通信协议进行预设置，确定组态通信模块与服务器之间的通信协议，以便于通信数据的的解析；
网络组态工程运行包括以下步骤：
a、组态通信模块发送请求连接信号；
b、服务器接收到组态通信模块的请求连接命令，服务器连接组态通信模块，连接成功后反馈完成连接信号；
c、组态通信模块发送驱动信息请求命令；
d、服务器回复驱动信息；
e、组态通信模块发送监控变量请求命令；
f、服务器回复监控变量信息；
g、网络组态运行，对数据进行解析，解析后的数据保存至数据库相应表，监控被控制对象。
2.根据权利要求1所述的一种网络组态系统，其特征在于：所述组态通信模块(4)上设有MCU(10)，所述MCU(10)采用双路UART，其中一路UART连接串口模块，另一路UART连接网络模块(11)，所述MCU(10)连接FlashROM闪存(13)，所述组态通信模块(4)上还包括上位机端口(12)与下位机端口(8)，下位机端口(8)连接控制器(2)，上位机端口(12)连接服务器(5)。
3.根据权利要求1所述的一种网络组态系统，其特征在于：所述组态通信模块(4)内置网络模块(11)，上位机端口(12)是由网络模块(11)组成的无线通信端口组成，上位机端口(12)通过以太网连接服务器(5)。
4.根据权利要求1所述的一种网络组态系统，其特征在于：所述组态通信模块(4)具设有专属的身份识别号Z-ID。
5.根据权利要求2所述的一种网络组态系统，其特征在于：所述服务器(5)端由网络组态工程师根据被控制对象的需求进行组态软件设计。
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| WO2018123241A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | オムロン株式会社 | Ｐｌｃに対してプログラム及びパラメータを伝送する方法、装置並びにシステム |
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