CN111026014A - 一种现场设备自动化控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种现场设备自动化控制系统和方法；本发明实施例提供的现场设备自动化控制系统包括现场控制子系统、业务逻辑服务子系统、集成制造数据管理平台和监控服务子系统，四个分布式子系统之间相互进行数据传输，使得现场设备自动化控制系统可以利用CC‑Link IE现场总线与下层现场设备相互通讯，并采用TIBCO Rendezvous中间件与上层制造执行管理系统相互通讯，同时还可以实现远程配置系统基础数据、本地数据自动同步、远程一键升级重启、软件自动检测升级、数据管理平台基础数据可视化管理的功能，提升现场设备生产的自动化和信息化。

Description

一种现场设备自动化控制系统和方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种现场设备自动化控制系统和方法。

背景技术

在集成制造现场生产过程中，制造执行管理系统需要与现场设备相互通讯，现场设备自动化控制系统充当上层制造执行管理系统与下层现场设备之间的桥梁，现场设备自动化控制系统收集下层现场设备的生产信息，并且发送给上层制造执行管理系统，上层制造执行管理系统根据接收的生产信息通过现场设备自动化控制系统向下层现场设备反馈生产控制命令。在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现场设备自动化控制系统存在本地存储数据不易管理、无法实现交互式分布、不能进行数据集中管理、无法实时监控现场设备这些问题，使得控制现场设备生产效率低下。

发明内容

本发明实施例提供一种现场设备自动化控制系统和方法，该系统设置了现场控制子系统、业务逻辑服务子系统、集成制造数据管理平台和监控服务子系统四个分布式子系统，可以实现实时监控现场设备、实现交互式分布等功能，提升现场设备生产的自动化和信息化。

本发明实施例提供一种现场设备自动化控制系统，包括：

现场控制子系统、业务逻辑服务子系统、集成制造数据管理平台和监控服务子系统四个分布式子系统；

所述现场控制子系统向所述监控服务子系统传输系统参数和内部运行信息，向所述业务逻辑服务子系统发送数据获取请求，接收所述监控服务子系统转发的控制命令，基础数据和所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求；

所述业务逻辑服务子系统接收所述现场控制子系统、所述集成制造数据管理平台和所述监控服务子系统发送的数据获取请求，并回复所述数据获取请求；

所述集成制造数据管理平台向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，向所述监控服务子系统发送所述控制命令和所述基础数据，接收所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求和所述监控服务子系统转发的数据信息，并对所述现场控制子系统进行远程监控；

所述监控服务子系统与所述现场控制子系统和所述集成制造数据管理平台进行信息交互，向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，接受所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述现场控制子系统，包括：

通讯模块，用于和上层制造执行管理系统以及下层现场设备进行信息交互，向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，并接收所述数据获取请求的回复，与所述监控服务子系统进行信息交互；

监控服务模块，用于向所述监控服务子系统发送所述系统参数和内部运行信息，并接受所述集成制造数据管理平台的控制命令和远程监控；

自动同步数据模块，用于在所述现场设备自动化控制系统启动时，自动更新服务器中的基础数据，同步所述集成制造数据管理平台的基础数据；

启动自动更新模块，用于在所述现场设备自动化控制系统启动时，自动检测并安装服务器中的最新发布系统版本。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述通讯模块，包括：

上层通讯模块，用于采用TIBCO Rendezvous中间件与上层制造执行管理系统进行通讯；

中层通讯模块，用于向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，并接收所述数据获取请求的回复，向所述监控服务子系统传输系统参数和内部运行信息，接收所述监控服务子系统转发的控制命令和基础数据；

下层通讯模块，用于采用CC-Link IE现场总线与下层现场设备进行通讯。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述业务逻辑服务子系统，包括：

数据处理模块，用于处理所述现场控制子系统、所述集成制造数据管理平台和所述监控服务子系统发送的数据获取请求；

数据备份模块，用于备份远程数据库中的数据。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述集成制造数据管理平台，包括：

数据配置模块，用于实现系统基础数据的可视化配置；

数据查询模块，用于查询所述现场控制子系统的历史数据；

远程通讯模块，用于实现对所述现场控制子系统的远程控制，与所述监控服务子系统进行信息交互，并向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求；；

运行状态监控模块，用于监控所述现场控制子系统的运行状态；

数据属性扩展模块，用于在不增加数据库表或者数据库表字段时，动态扩展各个子系统的基础数据属性。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述监控服务子系统，包括：

数据接收模块，用于接收所述现场控制子系统传输的所述系统参数和所述内部运行信息，接收所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求和所述集成制造数据管理平台发送的所述控制命令和所述基础数据；

数据转发模块，用于向所述现场控制子系统和所述集成制造数据管理平台转发数据，并向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求；

报警通知模块，用于在所述现场控制子系统出现异常时，报警。

相应的，本发明实施例还提供一种现场设备自动化控制方法，包括：

接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息；

利用现场控制子系统将所述生产相关信息传输给上层制造执行管理系统；

接收所述上层制造执行管理系统根据所述生产相关信息传输的生产控制命令；

利用集成制造数据管理平台远程控制所述现场控制子系统；

根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数；

利用所述现场控制子系统将所述生产控制命令传输给所述下层现场设备。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息，包括：

将所述现场控制子系统的主机通过CC-Link IE与PLC连接，构建现场总线网络；

利用所述现场控制子系统接收所述下层现场设备通过所述现场总线网络传输的生产相关信息。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述利用现场控制子系统将所述生产相关信息传输给上层制造执行管理系统，包括：

利用所述现场控制子系统获取所述生产相关信息；

所述现场控制子系统调用TIBCO Rendezvous中间件将所述生产相关信息传输给所述上层制造执行管理系统。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述接收所述上层制造执行管理系统根据所述生产相关信息传输的生产控制命令，包括：

利用所述现场控制子系统调用TIBCO Rendezvous中间件接收所述上层制造执行管理系统发送的生产控制命令。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述利用集成制造数据管理平台远程控制所述现场控制子系统，包括：

调用所述集成制造数据管理平台的远程通讯模块，与所述现场控制子系统相互通讯，获取所述现场控制子系统的运行状态数据信息；

调用所述集成制造数据管理平台的运行状态监控模块；

利用所述运行状态监控模块实现对所述现场控制子系统的远程控制。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数之前，包括：

调用所述监控服务子系统包含的数据接收模块；

利用所述数据接收模块接收所述现场控制子系统传输的系统参数和内部运行信息；

若所述系统参数和所述内部运行信息异常，利用所述监控服务子系统包含的报警通知模块发出警报。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数，包括：

利用所述集成制造数据管理平台的远程通讯模块，与所述现场控制子系统相互通讯；

获取所述现场控制子系统的运行状态数据信息；

利用所述集成制造数据管理平台的数据配置模块配置所述现场控制子系统的运行参数。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述利用所述现场控制子系统将所述生产控制命令传输给所述下层现场设备，包括：

将所述现场控制子系统的主机通过CC-Link IE与PLC连接，构建现场总线网络；

利用所述现场控制子系统通过所述现场总线网络向所述下层现场设备发送所述生产控制命令。

相应的，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求7至14任一项所述现场设备自动化控制方法中的步骤。。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至14任一项所述现场设备自动化控制方法的步骤。

本发明实施例介绍的现场设备自动化控制系统分为现场控制子系统、业务逻辑服务子系统、集成制造数据管理平台和监控服务子系统四个分布式子系统，现场控制子系统向监控服务子系统传输系统参数和内部运行信息，同时接收集成制造数据管理平台发送的控制命令和基础数据，实现对现场控制子系统的远程控制，现场控制子系统可以在系统启动时自动更新服务器中的基础数据，并且同步集成制造数据管理平台的基础数据，还可以自动检测并安装服务器中的最新发布版本。业务逻辑服务子系统可以处理其他三个系统发送的数据获取请求并作出反馈，同时可以备份远程数据库中的数据。集成制造数据管理平台可以实现基础数据的可视化配置、查询现场控制子系统的历史数据和动态扩展各个子系统的基础数据属性。监控服务子系统可以接收现场控制子系统传输的系统参数和内部运行信息，并向现场控制子系统和集成制造数据管理平台转发数据，在现场控制子系统出现异常时，可以发出警报，提升现场设备生产的自动化和信息化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的现场设备自动化控制系统运行场景示意图；

图2是本发明实施例提供的现场设备自动化控制系统软件架构图；

图3是本发明实施例提供的现场设备自动化控制系统硬件架构图；

图4是本发明实施例提供的现场控制子系统的模块示意图；

图5是本发明实施例提供的集成制造数据管理平台的模块示意图；

图6是本发明实施例提供的业务逻辑服务子系统的模块示意图；

图7是本发明实施例提供的监控服务子系统的模块示意图；

图8是本发明实施例提供的现场设备自动化控制方法流程图；

图9是本发明实施例提供的服务器的结构示意图。

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。

本发明实施例提供一种现场设备自动化控制系统和方法。其中该应用系统可以集成在终端中，该终端可以是平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等设备。

例如，如图1所示，现场设备自动化控制集成在终端设备上，该终端设备通过CC-Link现场总线与生产线中的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)或印制电路板构建现场总线网络，使得终端设备与下层现场设备相连接，终端设备也可以通过TIBCO Rendezvous中间件与上层制造执行管理系统进行通讯。在现场设备自动化控制启动后，该系统的现场控制子系统会接收下层现场设备通过现场总线网络传输的生产相关信息，接着现场控制子系统会调用TIBCO Rendezvous中间件将生产相关信息传输给上层制造执行管理系统，上层制造执行管理系统会根据生产相关信息调用TIBCO Rendezvous中间件向现场控制子系统发送生产控制命令，接着现场控制子系统会利用现场总线网络向下层现场设备反馈该生产控制命令，从而实现下层现场设备生产的自动化和信息化。

以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。

本实施例将从现场设备自动化控制系统的角度进行描述，该现场设备自动化控制系统具体可以集成在终端设备中，该终端设备可以包括笔记本电脑、平板电脑以及台式电脑等。

例如，如图2所示，该现场设备自动化控制系统包括现场控制子系统201、业务逻辑服务子系统202、集成制造数据管理平台203和监控服务子系统204，现场控制子系统201向所述监控服务子系统204传输系统参数和内部运行信息，向所述业务逻辑服务子系统202发送数据获取请求，接收所述监控服务子系统204转发的控制命令，基础数据和所述业务逻辑服务子系统202回复的所述数据获取请求；业务逻辑服务子系统202接收现场控制子系统201、集成制造数据管理平台203和监控服务子系统204发送的数据获取请求，并回复数据获取请求；集成制造数据管理平台203向所述业务逻辑服务子系统202发送所述数据获取请求，向所述监控服务子系统204发送所述控制命令和所述基础数据，接收所述业务逻辑服务子系统202回复的所述数据获取请求和所述监控服务子系统204转发的数据信息，并对所述现场控制子系统201进行远程监控；监控服务子系统204与所述现场控制子系统201和所述集成制造数据管理平台203进行信息交互，向所述业务逻辑服务子系统202发送所述数据获取请求，接受所述业务逻辑服务子系统202回复的所述数据获取请求。如下：

(1)现场控制子系统201

例如，如图3所示，现场控制子系统201通过三菱CC-Link IE与PLC或者生产线中的印制电路板连接，构建现场总线网络，接收下层现场设备通过现场总线网络传输的生产相关信息，调用TIBCO Rendezvous中间件将生产相关信息传输给上层制造执行管理系统，然后会再次调用TIBCO Rendezvous中间件接收上层制造执行管理系统发送的生产控制命令，再通过现场总线网络将该生产控制命令发送给下层现场设备，数据库、系统服务器、现场监控界面和数据管理平台都连入现场总线网络中。

其中，PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

可选的，现场控制子系统201的显示界面由流行WPF组件开发，各个呈现控件均采用自定义样式，并且采用可拖动的TabControl控件，使得现场控制子系统201实现多界面操作，同时整个界面可以自如切换主题风格。

其中，WPF(Windows Presentation Foundation，Windows呈现基础)，是微软推出的基于Windows的用户界面框架，属于.NET Framework 3.0的一部分。它提供了统一的编程模型、语言和框架，真正做到了分离界面设计人员与开发人员的工作，同时它提供了全新的多媒体交互用户图形界面，不仅带来了前所未有的3D界面，而且其图形向量渲染引擎也大大改进了传统的2D界面，集成了矢量图形，丰富的流动文字支持，3D视觉效果和强大无比的控件模型框架。TabControl是WPF组件中一个自定义控件，可以支持在一个控件里面放置多个选项卡，每个选项卡又可以放置多个控件。

可选的，如图4所示，一并参阅图2，现场控制子系统201包括上层通讯模块401、下层通讯模块402、监控服务模块403、自动同步数据模块404、启动自动更新模块405和中层通讯模块406，上层通讯模块401用于采用TIBCO Rendezvous中间件与上层制造执行管理系统进行通讯，上层通讯模块401可以向上层制造执行管理系统传输下层现场设备的生产相关信息，并且接收上层制造执行管理系统发送的生产控制命令。下层通讯模块402用于采用三菱CC-Link IE现场总线与下层现场设备进行通讯，下层通讯模块402可以通过现场总线网络接收下层现场设备的生产相关信息，并且再次通过现场总线网络向下层现场设备发送生产控制命令。监控服务模块403采用SignalR组件集成，可以向监控服务子系统发送系统参数和内部运行信息，并接受集成制造数据管理平台203的控制命令，通过监控服务模块403可以实现集成制造数据管理平台203对现场控制子系统201的远程监控。自动同步数据模块404可以在现场设备自动化控制系统启动时，配合SqlServer自动更新服务器中的基础数据，同步所述集成制造数据管理平台203的基础数据，使得在运行过程中即使服务器断开连接，也不影响现场控制逻辑，避免生产异常风险，提升生产可靠性。启动自动更新模块405可以在现场设备自动化控制系统启动时，自动检测并安装服务器中的最新发布系统版本，同时执行更新指令。中层通讯模块406，用于向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，并接收所述数据获取请求的回复，向所述监控服务子系统传输系统参数和内部运行信息，接收所述监控服务子系统转发的控制命令和基础数据。

其中，系统参数指运行现场控制子系统201的计算机系统参数，例如，CPU数据信息、内存耗用率，硬盘使用率等，内部运行信息指的是现场控制子系统201的内部运行信息，例如，现场总线是否连接成功、各线程运行状态等。

其中，SqlServer(Structured Query Language Server，结构化查询语言服务器)，是由Microsoft开发和推广的关系数据库管理系统，是真正的客户机/服务器体系结构，具有图形化用户界面，使系统管理和数据库管理更加直观、简单，具有丰富的编程接口工具，为用户进行程序设计提供了更大的选择余地，SQL Server与Windows NT完全集成，利用了NT的许多功能，如发送和接受消息，管理登录安全性等，SQL Server也可以很好地与Microsoft BackOffice产品集成，同时具有很好的伸缩性，可跨越从运行Windows 95/98的小型电脑到运行Windows 2000的大型多处理器等多种平台使用，支持Web技术，使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到Web页面上，同时还提供数据仓库功能，是一种常用的数据库管理系统。

(2)业务逻辑服务子系统202

例如，业务逻辑服务子系统202融合自宿主WebService技术，采用了EntityFramework流行实体框架、Mysql数据库等相关技术，可以接收现场控制子系统201、集成制造数据管理平台203和监控服务子系统204发送的数据获取请求，并回复数据获取请求。

可选的，如图5所示，一并参阅图2，业务逻辑服务子系统202包括数据处理模块501和数据备份模块502。数据处理模块501用于处理现场控制子系统201、集成制造数据管理平台203和监控服务子系统204发送的数据获取请求，数据处理模块501在接收到三个子系统发送的数据获取请求之后，根据需要调用相应的服务接口向其他三个子系统发送其请求的基础数据。数据备份模块502可以用来备份远程数据库中的数据，从而避免数据丢失。

(3)集成制造数据管理平台203

例如，集成制造数据管理平台203集成运用了ASP.NET MVC、Bootstrap、HTML5和JQuery等相关技术，集成制造数据管理平台203向所述业务逻辑服务子系统202发送所述数据获取请求，向所述监控服务子系统204发送所述控制命令和所述基础数据，接收所述业务逻辑服务子系统202回复的所述数据获取请求和所述监控服务子系统204转发的数据信息，并对所述现场控制子系统201进行远程监控。

其中，ASP.NET MVC是Windows系统下面的Web研发框架。MVC指Model(实体类),View(视图模型层),Controller(控制器)，是UI端分层的三层模式。.Net MVC彻底的分离了前后端，以及抽象层结构的依赖注入，横切编程模式。

其中，Bootstrap是美国Twitter公司基于HTML、CSS、JavaScript开发的简洁、直观、强悍的前端开发框架，使得Web开发更加快捷。Bootstrap提供了优雅的HTML和CSS规范，包含了丰富的Web组件，根据这些组件，可以快速的搭建一个漂亮、功能完备的网站。

其中，HTML5是构建Web内容的一种语言描述方式，是Web中核心语言HTML的规范，用户使用任何手段进行网页浏览时看到的内容原本都是HTML格式的，在浏览器中通过一些技术处理将其转换成为了可识别的信息。

其中，jQuery是一个快速、简洁的JavaScript框架，是一个优秀的JavaScript代码库。jQuery设计倡导写更少的代码，做更多的事情。它封装JavaScript常用的功能代码，提供一种简便的JavaScript设计模式，优化HTML文档操作、事件处理、动画设计和Ajax交互。

可选的，如图6所示，一并参阅图2，集成制造数据管理平台203包括数据配置模块601、数据查询模块602、远程通讯模块603、运行状态监控模块604以及数据属性扩展模块605。数据配置模块601可以实现系统基础数据的可视化配置，可以在显示页面上进行数据定义，例如输入、删除用户名等，点击确定之后就会调用服务提供的接口进行数据保存。数据查询模块602用于查询现场控制子系统201的历史数据。远程通讯模块603采用SignalR技术，可以与现场控制子系统201进行交换，从而实现对现场控制子系统201的远程控制。运行状态监控模块604可以与远程通讯模块603相配合，从而实现对现场控制子系统201运行状态的监控。数据属性扩展模块605可以在不增加数据库表或者数据库表字段时，动态扩展各个子系统的基础数据属性，使得多类别数据共用少量几个数据库表，在提高资源利用的同时提高了系统的运维效率。

其中，ASP.NET SignalR是为ASP.NET开发人员提供的一个库，可以简化开发人员将实时Web功能添加到应用程序的过程，提供了非常简单易用的高阶API，使服务器端可以单个或批量调用客户端上的JavaScript函数，并且非常方便地进行连接管理。

(4)监控服务子系统204

例如，监控服务子系统204是多系统通讯中心，采用自宿主SignalR Hub技术，从而实现了系统间交互信息管理与转发功能，可以监控服务子系统204与所述现场控制子系统201和所述集成制造数据管理平台203进行信息交互，向所述业务逻辑服务子系统202发送所述数据获取请求，接受所述业务逻辑服务子系统202回复的所述数据获取请求。

其中，Hub是SignalR API客户端与服务器通信连接的其中一种方式，另一种方式为持久连接。Hub是一种高级的管道，它在连接协议上允许客户端和服务器端能够直接调用彼此的方法。

可选的，如图7所示，一并参阅图2，监控服务子系统204包括数据接收模块701、数据转发模块702和报警通知模块703。数据接收模块701可以接收现场控制子系统201传输的系统参数和内部运行信息，并接收业务逻辑服务子系统202回复的数据。数据转发模块702用于向现场控制子系统201和集成制造数据管理平台203转发需要的数据。当现场控制子系统201运行出现异常时，报警通知模块703可以以邮件或者的微信消息的形式向系统的相关负责人发送警报通知。

本发明实施例将从现场设备自动化控制方法的角度进行描述，一种现场设备自动化控制方法，包括：接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息；利用现场控制子系统将所述生产相关信息传输给上层制造执行管理系统；接收所述上层制造执行管理系统根据所述生产相关信息传输的生产控制命令；利用集成制造数据管理平台远程控制所述现场控制子系统；根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数；利用所述现场控制子系统将所述生产控制命令传输给所述下层现场设备。

如图8所示，该现场设备自动化控制方法的具体流程如下：

801、接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息。

例如，现场设备自动化控制系统的现场控制子系统的主机通过三菱CC-Link IE与PLC或者生产线上的印制电路板连接，构建现场总线网络，在现场设备自动化控制系统启动之后，现场控制子系统接收下层现场设备通过现场总线网络传输的生产相关信息。

802、利用现场控制子系统将所述生产相关信息传输给上层制造执行管理系统。

例如，现场设备自动化控制系统的现场控制子系统获取生产相关信息，然后现场控制子系统调用TIBCO Rendezvous中间件将生产相关信息传输给上层制造执行管理系统。

其中，上层制造执行管理系统是制造业生产执行层的生产信息化管理系统，具体作用包括生产数据管理、生产物料管理、生产人员管理、生产过程控制、设备信息收集等。

803、接收所述上层制造执行管理系统根据所述生产相关信息传输的生产控制命令。

例如，现场设备自动化控制系统利用现场控制子系统调用TIBCO Rendezvous中间件，接收上层制造执行管理系统发送的生产控制命令。

804、利用集成制造数据管理平台远程控制所述现场控制子系统。

例如，现场设备自动化控制系统调用集成制造数据管理平台的远程通讯模块，与现场控制子系统相互通讯，获取现场控制子系统的运行状态数据信息，再调用集成制造数据管理平台的运行状态监控模块，利用运行状态监控模块实现对现场控制子系统的远程控制。

805、根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数。

例如，现场设备自动化控制系统启动之后，集成制造数据管理平台远程控制现场控制子系统，同时现场设备自动化控制系统调用监控服务子系统包含的数据接收模块，利用数据接收模块接收现场控制子系统传输的系统参数和内部运行信息，若系统参数和所述内部运行信息异常，则利用监控服务子系统包含的报警通知模块以邮件或者微信的形式向系统相关负责人发出警报通知。如果系统相关负责人接收到警报通知之后，利用集成制造数据管理平台的远程通讯模块，与现场控制子系统相互通讯，获取现场控制子系统的运行状态数据信息，利用集成制造数据管理平台的数据配置模块，对运行状态数据信息进行可视化配置。

806、利用所述现场控制子系统将所述生产控制命令传输给所述下层现场设备。

例如，现场控制子系统的主机通过三菱CC-Link IE与PLC或者生产线中的印制电路板连接，构建现场总线网络，利用现场控制子系统通过现场总线网络向下层现场设备发送上层制造执行管理系统做出的生产控制命令。

本发明实施例还提供一种服务器，如图9所示，其示出了本发明实施例所涉及的服务器的结构示意图，具体来讲：

该服务器可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器901、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器902、电源903和输入单元904等部件。本领域技术人员可以理解，图9中示出的服务器结构并不构成对服务器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中：

处理器901是该服务器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个服务器的各个部分，通过运行或执行存储在存储器902内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器902内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据，从而对服务器进行整体监控。可选的，处理器901可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器901可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器901中。

存储器902可用于存储软件程序以及模块，处理器901通过运行存储在存储器902的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器902可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器902还可以包括存储器控制器，以提供处理器901对存储器902的访问。

服务器还包括给各个部件供电的电源903，优选的，电源903可以通过电源管理系统与处理器901逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源903还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

该服务器还可包括输入单元904，该输入单元904可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。

尽管未示出，服务器还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，服务器中的处理器901会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器902中，并由处理器901来运行存储在存储器902中的应用程序，从而实现各种功能，如下：提供现场设备自动化控制系统的基础数据，同时服务器中还会发布现场设备自动化控制系统的最新版本，以供更新。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种现场设备自动化控制方法中的步骤。例如，该指令可以执行如下步骤：接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息，利用现场控制子系统将生产相关信息传输给上层制造执行管理系统，接收上层制造执行管理系统根据生产相关信息传输的生产控制命令，利用集成制造数据管理平台远程控制现场控制子系统，根据现场控制子系统的运行状态，利用集成制造数据管理平台配置现场控制子系统的运行参数，利用现场控制子系统将生产控制命令传输给下层现场设备。

以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一种现场设备自动化控制方法中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一种现场设备自动化控制方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种现场设备自动化控制系统和方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种现场设备自动化控制系统，其特征在于，包括：

现场控制子系统、业务逻辑服务子系统、集成制造数据管理平台和监控服务子系统四个分布式子系统；

所述现场控制子系统向所述监控服务子系统传输系统参数和内部运行信息，向所述业务逻辑服务子系统发送数据获取请求，接收所述监控服务子系统转发的控制命令，基础数据和所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求；

所述业务逻辑服务子系统接收所述现场控制子系统、所述集成制造数据管理平台和所述监控服务子系统发送的数据获取请求，并回复所述数据获取请求；

所述集成制造数据管理平台向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，向所述监控服务子系统发送所述控制命令和所述基础数据，接收所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求和所述监控服务子系统转发的数据信息，并对所述现场控制子系统进行远程监控；

所述监控服务子系统与所述现场控制子系统和所述集成制造数据管理平台进行信息交互，向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，接受所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求。

2.根据权利要求1所述的现场设备自动化控制系统，其特征在于，所述现场控制子系统，包括：

通讯模块，用于和上层制造执行管理系统以及下层现场设备进行信息交互，向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，并接收所述数据获取请求的回复，与所述监控服务子系统进行信息交互；

监控服务模块，用于向所述监控服务子系统发送所述系统参数和内部运行信息，并接受所述集成制造数据管理平台的控制命令和远程监控；

自动同步数据模块，用于在所述现场设备自动化控制系统启动时，自动更新服务器中的基础数据，同步所述集成制造数据管理平台的基础数据；

启动自动更新模块，用于在所述现场设备自动化控制系统启动时，自动检测并安装服务器中的最新发布系统版本。

3.根据权利要求2所述的现场设备自动化控制系统，其特征在于，所述通讯模块，包括：

上层通讯模块，用于采用TIBCO Rendezvous中间件与上层制造执行管理系统进行通讯；

中层通讯模块，用于向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求，并接收所述数据获取请求的回复，向所述监控服务子系统传输系统参数和内部运行信息，接收所述监控服务子系统转发的控制命令和基础数据；

下层通讯模块，用于采用CC-Link IE现场总线与下层现场设备进行通讯。

4.根据权利要求1所述的现场设备自动化控制系统，其特征在于，所述业务逻辑服务子系统，包括：

数据处理模块，用于处理所述现场控制子系统、所述集成制造数据管理平台和所述监控服务子系统发送的数据获取请求；

数据备份模块，用于备份远程数据库中的数据。

5.根据权利要求1所述的现场设备自动化控制系统，其特征在于，所述集成制造数据管理平台，包括：

数据配置模块，用于实现系统基础数据的可视化配置；

数据查询模块，用于查询所述现场控制子系统的历史数据；

远程通讯模块，用于实现对所述现场控制子系统的远程控制，与所述监控服务子系统进行信息交互，并向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求；

运行状态监控模块，用于监控所述现场控制子系统的运行状态；

数据属性扩展模块，用于在不增加数据库表或者数据库表字段时，动态扩展各个子系统的基础数据属性。

6.根据权利要求1所述的现场设备自动化控制系统，其特征在于，所述监控服务子系统，包括：

数据接收模块，用于接收所述现场控制子系统传输的所述系统参数和所述内部运行信息，接收所述业务逻辑服务子系统回复的所述数据获取请求和所述集成制造数据管理平台发送的所述控制命令和所述基础数据；

数据转发模块，用于向所述现场控制子系统和所述集成制造数据管理平台转发数据，并向所述业务逻辑服务子系统发送所述数据获取请求；

报警通知模块，用于在所述现场控制子系统出现异常时，发出警报。

7.一种现场设备自动化控制方法，其特征在于，包括：

接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息；

利用现场控制子系统将所述生产相关信息传输给上层制造执行管理系统；

接收所述上层制造执行管理系统根据所述生产相关信息传输的生产控制命令；

利用集成制造数据管理平台远程控制所述现场控制子系统；

根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数；

利用所述现场控制子系统将所述生产控制命令传输给所述下层现场设备。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收下层现场设备通过现场总线传输的生产相关信息，包括：

将所述现场控制子系统的主机通过CC-Link IE与PLC连接，构建现场总线网络；

利用所述现场控制子系统接收所述下层现场设备通过所述现场总线网络传输的生产相关信息。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用现场控制子系统将所述生产相关信息传输给上层制造执行管理系统，包括：

利用所述现场控制子系统获取所述生产相关信息；

所述现场控制子系统调用TIBCO Rendezvous中间件将所述生产相关信息传输给所述上层制造执行管理系统。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收所述上层制造执行管理系统根据所述生产相关信息传输的生产控制命令，包括：

利用所述现场控制子系统调用TIBCO Rendezvous中间件接收所述上层制造执行管理系统发送的生产控制命令。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用集成制造数据管理平台远程控制所述现场控制子系统，包括：

调用所述集成制造数据管理平台的远程通讯模块，与所述现场控制子系统相互通讯，获取所述现场控制子系统的运行状态数据信息；

调用所述集成制造数据管理平台的运行状态监控模块；

利用所述运行状态监控模块实现对所述现场控制子系统的远程控制。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数之前，包括：

调用所述监控服务子系统包含的数据接收模块；

利用所述数据接收模块接收所述现场控制子系统传输的系统参数和内部运行信息；

若所述系统参数和所述内部运行信息异常，利用所述监控服务子系统包含的报警通知模块发出警报。

13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述现场控制子系统的运行状态，利用所述集成制造数据管理平台配置所述现场控制子系统的运行参数，包括：

利用所述集成制造数据管理平台的远程通讯模块，与所述现场控制子系统相互通讯；

获取所述现场控制子系统的运行状态数据信息；

利用所述集成制造数据管理平台的数据配置模块配置所述现场控制子系统的运行参数。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用所述现场控制子系统将所述生产控制命令传输给所述下层现场设备，包括：

将所述现场控制子系统的主机通过CC-Link IE与PLC连接，构建现场总线网络；

利用所述现场控制子系统通过所述现场总线网络向所述下层现场设备发送所述生产控制命令。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求7至14任一项所述现场设备自动化控制方法中的步骤。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至14任一项所述现场设备自动化控制方法的步骤。

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