CN111338299A - 异构控制系统的同构系统和平台系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种异构控制系统的同构系统和平台系统，系统结构及IO数据库模块将不同设备模型封装为组态元件，形成标准的元件库，以完成系统结构组态和IO数据库组态；控制组态模块可将各种不同的控制算法封装为控制组态元件；核心模块安装在异构控制系统的各个控制站上，运行控制组态元件，将各个控制站的控制系统统一到同一软件平台；人机交互模块提供集成有多种控制算法的人机组态元件，通过参数配置完成人机交互界面的开发和应用。本发明将各种控制系统集成在同一平台上，执行标准的控制算法组态，可以实现工业设备系统升级的平稳过渡，提高了生产运营效率，降低了企业技改成本。

Description

异构控制系统的同构系统和平台系统
技术领域
本发明涉及工业设备技术领域，特别是指一种异构控制系统的同构系统和平台系统。
背景技术
自中国制造2025实施以来，我国在人工智能、智能制造等方面取得了不俗的成就，但随着制造业的迅猛发展，工业设备的市场需求量在不断加大，异构工业设备彼此不兼容的问题愈发凸显，购自不同设备生产商的工业设备用的是不同的控制硬件、控制软件和控制程序，资源共享度低、缺乏统一标准，企业对生产过程和管理信息系统的难以互联互通，降低了企业的生产运营效率，增加了企业技术升级改造的成本。
发明内容
本发明提出一种异构控制系统的同构系统和平台系统，解决了现有技术中异构工业设备彼此不兼容，导致资源共享度低、缺乏统一标准，企业对生产过程和管理信息系统的难以互联互通，降低了企业的生产运营效率，增加了企业技术升级改造的成本的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种异构控制系统的同构系统，包括
系统结构及IO数据库模块，用于将不同设备模型封装为组态元件，形成标准的元件库，以完成系统结构组态和IO数据库组态；
控制组态模块，用于将各种不同的控制算法封装为控制组态元件；
核心模块，用于安装在异构控制系统的各个控制站上，运行控制组态元件，将各个控制站的控制系统统一到同一软件平台；
人机交互模块，用于提供集成有多种控制算法的人机组态元件，通过参数配置完成人机交互界面的开发和应用。
作为本发明的一个优选实施例，还包括
数据模块，用于对系统结构及IO数据库模块、核心模块和人机交互模块的实时过程数据进行加工处理。
作为本发明的一个优选实施例，还包括
仿真模块，用于控制站仿真。
作为本发明的一个优选实施例，所述控制站为不同品牌的PLC或工控机。
一种异构控制系统的平台系统，基于异构控制系统的同构系统实现，包括现场层网络，包括生产现场不同的智能硬件设备；
监控层网络，包括与所述智能硬件设备一一对应的各个控制站、服务器、工程师站和操作员站，所述服务器、工程师站和操作员站分别连接各个控制站；
操作层网络，包括操作平台和中央控制器，所述工程师站和操作员站分别与所述中央控制器连接，所述服务器和中央控制器分别与所述操作平台连接。
作为本发明的一个优选实施例，所述工程师站采用通用PC或工控机，安装有系统结构及IO数据库模块、控制组态模块和人机交互模块。
作为本发明的一个优选实施例，所述服务器采用通用PC或工控机。
作为本发明的一个优选实施例，所述操作员站采用通用PC或工控机，安装有人机交互模块。
本发明的有益效果在于：解决了大型企业复杂系统中不同语言设备统一控制的难题，以此来实现企业各生产过程和管理信息系统的互联互通，并以组态的方式及云控制平台技术为企业实现智能工厂提供了有效途径。将各种控制器集成在同一平台上，执行标准的控制算法组态，可以实现工业设备系统升级的平稳过渡，提高了生产运营效率，降低了企业技改成本。同时，由于不同控制站可以采用统一的软件平台，使得系统应用的开发、管理、移植、维护等更加简便高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种异构控制系统的同构系统一个实施例的软件框图；
图2为SIISconfig软件一个实施例的示意图；
图3为SIISlogic软件一个实施例的示意图；
图4为本发明一种异构控制系统的平台系统一个实施例的系统架构。
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作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。
如图1所示，本发明提出了一种异构控制系统的同构系统，包括
系统结构及IO数据库模块(SIISconfig软件)，用于将不同设备模型封装为组态元件，形成标准的元件库，以完成系统结构组态和IO数据库组态；用户通过系统提供的元件库，可以方便的完成系统结构组态和IO数据库组态。同时数据信息以设备为集合，便于对数据信息的管理，提高系统开发、维护的效率。
控制组态模块(SIISlogic软件)，用于将各种不同的控制算法封装为控制组态元件；SIISlogic软件将各种不同的控制算法封装为控制组态元件。一个控制元件既可以完成简单的数学运算也可以完成复杂的顺序控制。通过简单的组态既可以完成各种复杂的控制。
核心模块(SIISpower软件)，用于安装在异构控制系统的各个控制站上，运行控制组态元件，将各个控制站的控制系统统一到同一软件平台；SIISpower是SIIS平台的核心，在不同品牌的PLC或工控机安装SIISpower后，即可以在这些控制站中运行由SIISlogic开发的控制策略组态。因此，可以将一个由不同类型控制站组成的控制系统统一到一个软件平台中，大大提高了项目开发的进度。
人机交互模块(SIISview软件)，用于提供集成有多种控制算法的人机组态元件，通过参数配置完成人机交互界面的开发和应用。SIISview提供丰富的人机组态元件，并将各种常用控制算法集成在元件内，用户通过简单的参数配置既可以完成所需的算法。由于该软件无需脚本编辑，有利于技术人员对软件的学习和使用，提高生产效率。
数据模块(SIISdata软件)，用于对系统结构及IO数据库模块、核心模块和人机交互模块的实时过程数据进行加工处理，包括历史数据、报警数据、操作日志等。
仿真模块(SIISsimu软件)，用于控制站仿真。控制站为不同的PLC或工控机。
SIISdata软件用于实时数据处理，包括历史数据、报警记录和操作日志等，安装在服务器中。SIISconfig软件用于系统结构组态和IO数据库管理，安装在作为工程师站应用的通用PC机上。SIISlogic软件用于控制策略的组态、编译、下载和实时监控等，安装在作为工程师站应用的通用PC机上。SIISview软件用于人机界面的组态、监控和维护等，安装在作为工程师站应用的通用PC机上，同时，也安装在作为操作员站应用的通用PC机上。SIISsimu软件用于控制站仿真，安装在作为工程师站应用的通用PC机上。
本实施例中的控制站可以为Rockwell系列控制站、OMRON系列控制站、SIEMENS系列控制站、Schneider系列控制站、基于QNX/Linux系统的工控机、Mitsubishi系列控制站等等。
本发明是完整的DCS工业自动化控制系统，可将不同品牌控制站集成在同一平台上。该平台通过SIIS神经元数据语言同构技术实现异构控制系统的同构化和不同品牌控制语言的统一，是全球工控领域率先实现互联互通的突破性核心技术。
如图4所示，本发明还提出了一种异构控制系统的平台系统，基于异构控制系统的同构系统实现，基于标准的工业以太网，系统硬件选用业界通用的产品：PLC、工控机、交换机、通用PC等。异构控制系统的平台系统相关应用软件安装于相应的硬件上，异构控制系统的平台系统可分为多个层级网络，各个层级网络分别包括：
现场层网络，包括生产现场不同的智能硬件设备；现场层网络可根据生产现场不同的设备配置网络介质，兼容各种现场总线。
监控层网络，包括与所述智能硬件设备一一对应的各个控制站、服务器、工程师站和操作员站，所述服务器、工程师站和操作员站分别连接各个控制站；监控层网络是SIIS系统的核心网络，采用冗余百兆以太网，保证历史服务器、工程师站、操作员站、控制站之间的实时通信。本实施例中的控制站可以为Rockwell系列控制站、OMRON系列控制站、SIEMENS系列控制站、Schneider系列控制站、基于QNX/Linux系统的工控机、Mitsubishi系列控制站等等。
操作层网络，包括操作平台和中央控制器，所述工程师站和操作员站分别与所述中央控制器连接，所述服务器和中央控制器分别与所述操作平台连接。SIIS系统结构信息、历史数据、操作日志等系统运行操作信息由该层网络进行传输。
操作平台包括MES系统和ERP系统等，MES系统(ManufacturingExecutionSystem)即制造企业生产过程执行系统，是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理、采购管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。ERP系统是企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning)的简称，是指建立在信息技术基础上，集信息技术与先进管理思想于一身，以系统化的管理思想，为企业员工及决策层提供决策手段的管理平台。是从MRP(物料需求计划)发展而来的新一代集成化管理信息系统，扩展了MRP的功能，其核心思想是供应链管理。跳出了传统企业边界，从供应链范围去优化企业的资源，优化了现代企业的运行模式，反映了市场对企业合理调配资源的要求。对于改善企业业务流程、提高企业核心竞争力具有显著作用。
工程师站采用通用PC或工控机，一般安装SIISconfig、SIISview、SIISlogic、SIISsimu等软件。工程师站完成系统架构组态、人机界面组态、控制逻辑组态等功能。服务器采用通用PC或工控机，一般安装SIISdata软件。服务器完成对实时过程数据进行加工处理，包括历史数据、报警数据、操作日志等。
操作员站采用通用PC或工控机，一般安装SIISview软件，操作员站作为人机交互接口，完成对现场的监控。
本平台系统可以采用不同品牌的PLC或工控机。在控制站内安装了SIISpower后，即可将各种专用控制站转化为通用控制站，使用SIIS软件平台统一控制；控制站主要完成控制逻辑的执行。
本发明解决了大型企业复杂系统中不同语言设备统一控制的难题，以此来实现企业各生产过程和管理信息系统的互联互通，并以组态的方式及云控制平台技术为企业实现智能工厂提供了有效途径。将各种控制器集成在同一平台上，执行标准的控制算法组态，可以实现工业设备系统升级的平稳过渡，提高了生产运营效率，降低了企业技改成本。同时，由于不同控制站可以采用统一的软件平台，使得系统应用的开发、管理、移植、维护等更加简便高效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种异构控制系统的同构系统，其特征在于：包括
系统结构及IO数据库模块，用于将不同设备模型封装为组态元件，形成标准的元件库，以完成系统结构组态和IO数据库组态；
控制组态模块，用于将各种不同的控制算法封装为控制组态元件；
核心模块，用于安装在异构控制系统的各个控制站上，运行控制组态元件，将各个控制站的控制系统统一到同一软件平台；
人机交互模块，用于提供集成有多种控制算法的人机组态元件，通过参数配置完成人机交互界面的开发和应用。
2.根据权利要求1所述的异构控制系统的同构系统，其特征在于：还包括
数据模块，用于对系统结构及IO数据库模块、核心模块和人机交互模块的实时过程数据进行加工处理。
3.根据权利要求1所述的异构控制系统的同构系统，其特征在于：还包括
仿真模块，用于控制站仿真。
4.根据权利要求1所述的异构控制系统的同构系统，其特征在于：所述控制站为不同品牌的PLC或工控机。
5.一种异构控制系统的平台系统，基于权利要求1-4任一项所述的异构控制系统的同构系统实现，其特征在于，包括
现场层网络，包括生产现场不同的智能硬件设备；
监控层网络，包括与所述智能硬件设备一一对应的各个控制站、服务器、工程师站和操作员站，所述服务器、工程师站和操作员站分别连接各个控制站；
操作层网络，包括操作平台和中央控制器，所述工程师站和操作员站分别与所述中央控制器连接，所述服务器和中央控制器分别与所述操作平台连接。
6.根据权利要求5所述的异构控制系统的平台系统，其特征在于：所述工程师站采用通用PC或工控机，安装有系统结构及IO数据库模块、控制组态模块和人机交互模块。
7.根据权利要求5所述的异构控制系统的平台系统，其特征在于：所述服务器采用通用PC或工控机。
8.根据权利要求5所述的异构控制系统的平台系统，其特征在于：所述操作员站采用通用PC或工控机，安装有人机交互模块。
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