CN111669389A - 工业控制系统的数据传输方法、装置和相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种工业控制系统的数据传输方法、装置和相关设备，应用于可编程逻辑控制器，方法包括：若检测到可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接断开，在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及信号值对应的时间戳；可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将历史数据库记录的每一个信号值和信号值的时间戳发送至控制中心。本方案利用公有的三代分布式网络协议实现数据补传，相比于针对特定场景设计的私有协议，三代分布式网络协议能够满足任意一种工业控制场景的数据传输需求，因此本方案具有良好的通用性。

Description

工业控制系统的数据传输方法、装置和相关设备

技术领域

本发明涉及工业自动化技术领域，特别涉及一种工业控制系统的数据传输方法、装置和相关设备。

背景技术

工业控制系统，一般由上位的控制中心和下位的可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)组成，PLC和控制中心之间建立有通信连接(可以是无线连接或有线连接)。PLC通过输出信号控制受控设备(如机床，加工中心等)运行，通过受控设备反馈的输入信号监测受控设备的状态，并且需要实时的将输出信号和输入信号的信号值上传至控制中心存储。

在工业控制系统实际使用时，PLC和控制中心之间的通信连接往往会受到各种影响而中断，针对这一情况，PLC需要在通信连接中断期间保存要上传的数据，并在通信连接恢复后基于预定的通信协议进行数据补传，即向控制中心上传通信连接断开时存储的数据。

现有的PLC在数据补传时一般采用针对特定应用场景而设计的私有通信协议，而一种私有协议仅适用于设计时考虑的特定的应用场景，无法适用于其他应用场景，这就导致应用私有协议的PLC的通用性较差，只能在特定应用场景下使用。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本申请提供一种工业控制系统的数据传输方法、装置和相关设备，以提供一种通用性较强的数据传输方案。

本申请第一方面提供一种工业控制系统的数据传输方法，应用于PLC控制器，所述数据传输方法包括：

检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开；

若所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开，在所述可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录所述可编程逻辑控制器的控制信号的信号值以及每一个所述信号值对应的时间戳；其中，所述可编程逻辑控制器的控制信号包括所述可编程逻辑控制器的输入信号和输出信号；

所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心。

可选的，所述检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开，包括：

检测是否收到所述控制中心对实时发送的所述可编程逻辑控制器的控制信号的当前的信号值和所述信号值对应的时间戳的反馈信息；

若未收到所述控制中心的反馈信息，则确定所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开。

可选的，所述基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心，包括：

针对所述历史数据库记录的每一个所述信号值，基于三代分布式网络协议所设定的数据格式封装所述信号值和所述信号值对应的时间戳，得到所述信号值对应的数据对象，并将所述信号值对应的数据对象发送至所述控制中心。

可选的，所述将所述信号值对应的数据对象发送至所述控制中心之后，还包括：

接收所述控制中心对所述信号值对应的数据对象的反馈信息，并从所述历史数据库中删除所述信号值和所述信号值对应的时间戳。

可选的，所述控制信号包括模拟信号；

所述在所述可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录所述可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及所述信号值对应的时间戳，包括：

实时检测所述控制信号的当前的信号值是否满足预设的触发条件；

若所述控制信号当前的信号值满足预设的触发条件，将所述信号值和当前的时间戳写入历史数据库。

本申请第二方面提供一种工业控制系统的数据传输装置，应用于可编程逻辑控制器，所述数据传输装置包括：

检测单元，用于检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开；

记录单元，用于若所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开，在所述可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录所述可编程逻辑控制器的控制信号的信号值以及每一个所述信号值对应的时间戳；其中，所述可编程逻辑控制器的控制信号包括所述可编程逻辑控制器的输入信号和输出信号；

发送单元，用于在所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心。

可选的，所述检测单元检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开时，具体用于：

检测是否收到所述控制中心对实时发送的所述可编程逻辑控制器的控制信号的当前的信号值和所述信号值对应的时间戳的反馈信息；

若未收到所述控制中心的反馈信息，则确定所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开。

可选的，所述发送单元基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心时，具体用于：

针对所述历史数据库记录的每一个所述信号值，基于三代分布式网络协议所设定的数据格式封装所述信号值和所述信号值对应的时间戳，得到所述信号值对应的数据对象，并将所述信号值对应的数据对象发送至所述控制中心。

本申请第三方面提供一种可编程逻辑控制器，包括存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储程序；

所述处理器用于执行所述程序，所述程序被执行时，具体用于实现本申请第一方面任意一项提供的工业控制系统的数据传输方法。

本申请第四方面提供一种工业控制系统，包括可编程逻辑控制器和控制中心，所述可编程逻辑控制器和所述控制中心通信连接；

所述可编程逻辑控制器用于执行本申请第一方面任意一项所提供的工业控制系统的数据传输方法；

所述控制中心用于接收并存储所述可编程逻辑控制器基于三代分布式网络协议发送的信号值和时间戳。

本申请提供一种工业控制系统的数据传输方法、装置和相关设备，应用于可编程逻辑控制器，方法包括：若检测到可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接断开，在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及信号值对应的时间戳；可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将历史数据库记录的每一个信号值和信号值的时间戳发送至控制中心。本方案利用公有的三代分布式网络协议实现数据补传，相比于针对特定场景设计的私有协议，三代分布式网络协议能够满足任意一种工业控制场景的数据传输需求，因此本方案具有良好的通用性。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种工业控制系统的系统架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种工业控制系统的数据传输方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种向控制中心发送历史数据库中的信号值和对应的时间戳的方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的一种工业控制系统的数据传输装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种可编程逻辑控制器的结构示意图。

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。

本申请实施例提供的工业控制系统的数据传输方法，可以应用于任意一种由控制中心和若干个可编程逻辑控制器(下文简称PLC)组成的工业控制系统中，如图1所示就是本申请实施例提供的一种可以适用本申请的数据传输方法的工业控制系统。

请参考图1，本实施例提供的工业控制系统包括一个控制中心101和两个可编程逻辑控制器102，每个PLC均和控制中心建立通信连接。可以理解的，在实际的应用场景中，一个控制中心可以连接两个及以上的PLC，图1中由控制中心和两个PLC组成的工业控制系统仅仅是一个可选的例子。

一方面，控制中心可以向PLC下发控制命令，然后PLC根据控制命令生成对应的输出信号，并将输出信号通过连接线路发送至和PLC连接的、并且受PLC控制的受控设备(包括但不限于目前的工厂内的各种自动化加工设备)。

另一方面，为了维护和管理各个受控设备，PLC需要实时将自身向受控设备输出的输出信号的信号值以及对应的时间戳向控制中心发送，然后由控制中心存储；并且需要实时的将受控设备向自身传递的输入信号的信号值和对应的时间戳向控制中心发送，然后由控制中心存储。

其中，受控设备提供的输入信号可以理解为用于传输受控设备当前的各项状态参数的信号。例如，若控制中心需要记录某个受控设备的某一项状态参数实时的参数值，则受控设备可以被配置为，实时地将这一项状态参数的参数值以输入信号的形式发送给与受控设备连接的PLC，再通过PLC将输入信号的信号值和对应的时间戳发送至控制中心，由此控制中心就可以获得这一状态参数实时的，即每一时刻的参数值。

由于工业控制系统的实际工作环境一般较为恶劣，因此工业控制系统工作过程中PLC和控制中心之间的通信连接常常会中断。在本实施例提供的工业控制系统中，PLC会在发现自身和控制中心之间的通信连接中断之后，实时的记录自身的控制信号(本申请中，PLC的控制信号包括前述输出信号和输入信号)的信号值和每个信号值对应的时间戳，并将这些数据存储在PLC本地的历史数据库中。

本申请中，PLC的历史数据库可以是一个实现在PLC的flash内存(flashmemory，一种现有的非易失性存储介质)上的K-V(key-value，键值对)型数据库。换言之，本申请中每个PLC可以预先配置一定容量的flash内存，而历史数据库中的数据则存储在这个flash内存中，同时，在存储时可以为存入数据库的每一条数据(一条数据至少包括某个控制信号的一个信号值和这个信号值对应的时间戳，此外还可以包括这个控制信号的其他属性，例如名称，类型等)配置一个全局唯一(即在整个历史数据库中只有一个)的数据索引，后续需要从历史数据库中读取数据时，只需要遍历每一个索引就可以逐一读取历史数据库的每一条数据。

现有的flash内存一般划分为若干个用于存储数据的扇区，并且每个扇区内又划分为若干页。在向flash内存的某个扇区写入数据时，受限于PLC的内存，只能以页为单位写入数据，即每次只能向这个扇区一次性写入一页数据，并且，每次写入数据之前，被写入数据扇区原本存储的数据均需要擦除，也就是说，向flash内存的某个扇区写入新数据，需要擦除这个扇区原有的旧数据，然后将旧数据和新数据一并写入这个扇区。

基于上述特性，本实施例中的历史数据库采用数据备份和扇区滚动设计。也就是说，每一个扇区都有一个与该扇区互为备份的备份扇区，两个互为备份的扇区存储的数据完全相同。在需要向某个扇区写入新数据时，可以直接擦除这个扇区的旧数据，然后将旧数据和新数据一并写入这个扇区，若在写入的过程中发生突发故障(如PLC暂时断电)导致写入失败，则可以利用这个扇区的备份扇区中存储的数据恢复这个扇区原本存储的旧数据，从而防止数据丢失，然后在这个扇区写入成功之后，再将这个扇区的数据更新至这个扇区的备份扇区。

在PLC和控制中心之间的通信连接中断一定时间后，可以通过相关人员维护，或者设备自动重新建立通信连接的方式恢复PLC和控制中心之间的通信连接。在通信连接恢复后，本申请实施例提供的PLC可以逐一读取在通信连接断开的时间内，在历史数据库中存储的每一条数据，并基于三代分布式网络协议(DistributedNetwork Protocol 3，DNP3)将读取的每一条数据发送至控制中心，从而完成通信连接恢复后PLC和控制中心之间的数据补传。

由此，本实施例所提供的工业控制系统即使受工作环境影响频繁的发生通信连接断开和恢复，也可以确保控制中心存储有每个受控设备运行期间PLC的输出信号和输入信号的实时的信号值，从而为后续对受控设备的维护和管理提供支持。

请参考图2，本申请实施例提供一种工业控制系统的数据传输方法，应用于工业控制系统中的可编程逻辑控制器(即PLC)，该方法包括以下步骤：

S201、检测可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开。

步骤S201可以在PLC启动并且和控制中心首次建立通信连接之后实时执行。

如前文所述，PLC和控制中心之间的通信连接未断开的情况下，PLC会实时的将自身向受控设备输出的输出信号的信号值和对应的时间戳，以及受控设备反馈的输入信号的信号值和对应的时间戳发送至控制中心。相应的，控制中心可以被配置为，每当接收到任意一个PLC发送的数据，就向这个PLC发送该数据的反馈信息，以便通知PLC数据接收成功。

因此，步骤S201可以通过以下方式实现：

检测是否收到控制中心对实时发送的可编程逻辑控制器的控制信号的当前的信号值和信号值对应的时间戳的反馈信息。

这里的控制信号包括前述的输出信号和输入信号。

若任意时刻PLC在发出信号值和对应的时间戳之后，发现未收到控制中心对前述数据的反馈信息，则确定PLC和控制中心的通信连接断开。

若PLC和控制中心之间的通信连接断开，则执行步骤S202，反之，若PLC和控制中心之间的通信连接未断开，则继续执行步骤S201，直至检测到PLC和控制中心之间的通信连接断开为止。

S202、在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号的信号值以及每一个信号值对应的时间戳。

步骤S202可以对PLC的每一项控制信号执行，也可以只对预先指定的PLC的某几项控制信号执行。

需要说明的，PLC可以有多项控制信号，其中某些控制信号可以是数字信号，而另一些控制信号则是模拟信号。若一项控制信号是数字信号，那么该控制信号当前的数值就是信号值，例如，某一数字信号当前的数值为00101，则当前的信号值就是00101，用十进制表示就是9。

若一项控制信号是模拟信号，则其信号值就是利用相应的检测设备检测得到的这一控制信号当前的信号强度。电流信号就是一种常见的模拟信号，电流信号某一时刻的信号值，就是利用电流计检测得到的该时刻的电流大小，例如，电流计检测出当前一个电流信号的电流为5mA(毫安)，则当前这个电流信号的信号值就是5。

PLC可以通过下述两种方式中的任意一种执行步骤S202。

第一，PLC可以按一定的时间间隔定时的记录各项控制信号的信号值和对应的时间戳。例如，这里的时间间隔可以设定为5ms(毫秒)，那么PLC就可以每经过5ms，就记录一次自身的各项控制信号的信号值，并记录当前时刻作为各个信号值对应的时间戳。

第二，PLC可以实时检测各项控制信号是否满足一定的触发条件，当检测到一项控制信号满足对应的触发条件时，就记录这项控制信号当前的信号值，并将当前的时刻作为这个信号值对应的时间戳。

具体的，上述触发条件可以是，控制信号当前是否处于上升沿或下降沿(适用于模拟信号)，控制信号当前的信号值是否大于预设的上限(或者小于预设的下限)，控制信号当前的信号值是否位于预设的开区间或者闭区间内。

例如，若一项控制信号是模拟信号，且触发条件是前述第一种触发条件，则PLC可以实时检测这项控制信号当前是否处于上升沿或者是否处于下降沿(具体是检测上升沿还是下降沿可以预先设定)，以上升沿为例，每次检测到这项控制信号处于上升沿时，记录这项控制信号当前的信号值，并记录当前的时刻作为这个信号值对应的时间戳，然后将这个信号值和对应的时间戳作为历史数据库中的一条数据写入历史数据库。

其他的触发条件的处理方式类似，此处不再一一列举。

S203、通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将历史数据库的数据发送至控制中心。

在PLC执行步骤S202的同时，可以实时的检测自身和控制中心之间的通信连接是否恢复。某些情况下，PLC和控制中心之间的通信连接可能受到环境中的某些影响因素干扰而暂时中断，当这些影响因素消失或者减弱之后，通信连接就会自动恢复。另外，在PLC和控制中心之间的通信连接断开后，PLC可以输出提示信号，提示相关人员进行检修，从而恢复PLC和控制中心之间的通信连接。

具体的，PLC可以在检测到通信连接断开后，按一定时间间隔定时向控制中心发送测试消息，控制中心则被配置为一旦接收到测试消息就对发送测试消息的设备发送测试消息的反馈消息，由此，PLC可以在接收到测试消息的反馈消息之后，确定自身和控制中心之间的通信连接恢复。

一方面，PLC可以在确定自身和控制中心之间的通信连接恢复之后，立即开始执行步骤S203。另一方面，控制中心可以被配置为，在通信连接恢复之后，向PLC发送数据补传指令，然后PLC响应控制中心的数据补传指令，执行步骤S203。

具体的，PLC向历史数据库存储数据时，针对每一条数据，可以根据该数据对应的控制信号和DNP3协议，从class1，class2和class3三种数据类型中选择一种作为这条数据的数据类型。在此基础上，控制中心发送的数据补传指令可以携带有需要补传的数据的数据类型，例如可以指定需要补传类型为class1，class2和class3的数据。另外还可以携带索引方式编码，DNP3协议规定的一个索引方式编码为06，对应的索引方式为读取历史数据库中的每一条数据。

本申请提供一种工业控制系统的数据传输方法，应用于可编程逻辑控制器，方法包括：若检测到可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接断开，在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及信号值对应的时间戳；可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将历史数据库记录的每一个信号值和信号值的时间戳发送至控制中心。本方案利用公有的三代分布式网络协议实现数据补传，相比于针对特定场景设计的私有协议，三代分布式网络协议能够满足任意一种工业控制场景的数据传输需求，因此本方案具有良好的通用性。

对于前述实施例的步骤S203，请参阅图3，其具体实施过程可以包括以下的步骤：

S301、从历史数据库读取一条待传输数据。

如前文所述，历史数据库的每一条数据，均包括一个控制信号的信号值，和这个信号值对应的时间戳。

具体历史数据库中的哪些数据是待传输数据，可以根据控制中心指定的索引方式决定，若索引方式是前述例子中读取历史数据库的每一条数据的索引方式(即索引方式编码06对应的索引方式)，则历史数据库中的每一条数据均为待传输数据。当然，若控制中心不指定索引方式，或者不向PLC发送数据补传指令，那么PLC也可以根据初始设定确定历史数据库中哪些数据是待传输数据。

S302、基于DNP3协议封装读取的数据，得到对应的数据对象。

DNP3协议是现有的一种基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，传输控制协议/网际协议)协议实现的应用于工业控制系统的数据传输协议。DNP3协议预先定义了多种数据组(group)，每一种数据组均具有对应的数据组编码，还定义了多种数据变体(variation，简写为var)，每一种数据变体也具有对应的变体编码。对于任意一个数据对象，发送方(在本申请中指代PLC)只需要在数据对象中给定数据组编码和变体编码，接收方收到数据对象之后就可以根据数据组编码和变体编码确定这个数据对象中的数据是什么类型的数据，进而基于数据的类型进行解码。

本申请主要涉及的类型，以及这些类型对应的数据组编码和变体编码如下述表1所示，其中group列的各个数值即为数据组编码，var列的各个数值即为变体编码：

表1

结合表1，步骤S302的具体实现方式为，针对被读取的这一条数据，将该数据的信号值和时间戳分别转换为两个二进制数，然后将转换得到的两个二进制数组合得到数据对象的主体，然后根据该数据所对应的控制信号的类型(是模拟信号还是数字信号，是PLC的输出信号还是PLC的输入信号)从上述表1中选择对应的数据组编码和变体编码，将选择的数据组编码，变体编码以及其他的一些控制信息和前述数据对象的主体组合可以得到一个二进制的编码序列，这个二进制的编码序列就是被读取的这条待传输数据封装后得到的数据对象。

S303、向控制中心发送数据对象。

PLC和控制中心的通信连接恢复之后，PLC可以直接通过两者之间的通信连接向控制中心发送步骤S302中封装得到的数据对象。

如前文所述，PLC和控制中心之间的通信连接可以是有线连接，也可以是无线连接。

S304、判断是否收到控制中心的反馈信息。

若未收到控制中心的反馈信息，可以认为控制中心未收到前述数据对象，此时可以再次执行步骤S303，也就是重新发送前述数据对象，或者，也可以等待一段时间之后再执行步骤S303。

若收到控制中心的反馈信息，则执行步骤S305。

控制中心接收到PLC发送的数据对象之后，可以基于DNP3协议的设定对数据对象进行解码，得到数据对象所携带的控制信号的信号值和对应的时间戳，然后控制中心存储这些解码得到的数据，并向PLC发送反馈信息，从而通知PLC数据对象已经成功接收、

S305、从历史数据库删除被读取的数据。

S306、判断历史数据库是否存在待传输数据。

若历史数据库中仍然存在待传输数据，则返回执行步骤S301，继续基于DNP3协议向控制中心发送历史数据库中的数据，直至历史数据库中的所有待传输数据均被发送至控制中心为止。

若历史数据库中已经不存在待传输数据，也就是说历史数据库中的所有待传输数据均被发送至控制中心，则本次数据补传过程完成。

结合前述实施例所述的工业控制系统的数据传输方法，本申请实施例还提供一种工业控制系统的数据传输装置，该装置安装于工业控制系统中的可编程逻辑控制(即PLC)中，请参考图4，本实施例提供的数据传输装置可以包括以下单元：

检测单元401，用于检测可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开。

记录单元402，用于若可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接断开，在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号的信号值以及每一个信号值对应的时间戳。

其中，可编程逻辑控制器的控制信号包括可编程逻辑控制器的输入信号和输出信号。

发送单元403，用于在可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将历史数据库记录的每一个信号值和信号值的时间戳发送至控制中心。

检测单元401检测可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开时，具体用于：

检测是否收到控制中心对实时发送的可编程逻辑控制器的控制信号的当前的信号值和信号值对应的时间戳的反馈信息；

若未收到控制中心的反馈信息，则确定可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接断开。

发送单元403基于三代分布式网络协议将历史数据库记录的每一个信号值和信号值的时间戳发送至控制中心时，具体用于：

针对历史数据库记录的每一个信号值，基于三代分布式网络协议所设定的数据格式封装信号值和信号值对应的时间戳，得到信号值对应的数据对象，并将信号值对应的数据对象发送至控制中心。

本实施例提供的数据传输装置还包括接收单元404，用于接收控制中心对信号值对应的数据对象的反馈信息，并从历史数据库中删除信号值和信号值对应的时间戳。

针对PLC的每一项控制信号，当这项控制信号是模拟信号时，记录单元402可以通过下述方式执行在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及信号值对应的时间戳的操作：

实时检测控制信号的当前的信号值是否满足预设的触发条件；

若控制信号当前的信号值满足预设的触发条件，将信号值和当前的时间戳写入历史数据库。

本实施例提供的工业控制系统的数据传输装置，其具体工作原理可以参考本申请任一实施例所提供的工业控制系统的数据传输方法中的相关步骤，此处不再赘述。

本申请提供一种工业控制系统的数据传输装置，应用于可编程逻辑控制器，方法包括：若检测单元401检测到可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接断开，记录单元402在可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及信号值对应的时间戳；可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接恢复后，发送单元403基于三代分布式网络协议将历史数据库记录的每一个信号值和信号值的时间戳发送至控制中心。本方案利用公有的三代分布式网络协议实现数据补传，相比于针对特定场景设计的私有协议，三代分布式网络协议能够满足任意一种工业控制场景的数据传输需求，因此本方案具有良好的通用性。

本申请实施例还提供一种可编程逻辑控制器，用于执行本申请任一实施例所述的工业控制系统的数据传输方法。请参考图5，本实施例提供的PLC包括存储器501和处理器502。

其中，存储器501用于存储计算机程序，处理器502用于执行存储器501所存储的计算机程序，所述计算机程序被执行时，具体用于实现本申请任一实施例所提供的工业控制系统的数据传输方法。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种工业控制系统的数据传输方法，其特征在于，应用于可编程逻辑控制器，所述数据传输方法包括：

检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开；

若所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开，在所述可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录所述可编程逻辑控制器的控制信号的信号值以及每一个所述信号值对应的时间戳；其中，所述可编程逻辑控制器的控制信号包括所述可编程逻辑控制器的输入信号和输出信号；

所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开，包括：

检测是否收到所述控制中心对实时发送的所述可编程逻辑控制器的控制信号的当前的信号值和所述信号值对应的时间戳的反馈信息；

若未收到所述控制中心的反馈信息，则确定所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开。

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心，包括：

针对所述历史数据库记录的每一个所述信号值，基于三代分布式网络协议所设定的数据格式封装所述信号值和所述信号值对应的时间戳，得到所述信号值对应的数据对象，并将所述信号值对应的数据对象发送至所述控制中心。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述将所述信号值对应的数据对象发送至所述控制中心之后，还包括：

接收所述控制中心对所述信号值对应的数据对象的反馈信息，并从所述历史数据库中删除所述信号值和所述信号值对应的时间戳。

5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述控制信号包括模拟信号；

所述在所述可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录所述可编程逻辑控制器的控制信号当前的信号值以及所述信号值对应的时间戳，包括：

实时检测所述控制信号的当前的信号值是否满足预设的触发条件；

若所述控制信号当前的信号值满足预设的触发条件，将所述信号值和当前的时间戳写入历史数据库。

6.一种工业控制系统的数据传输装置，其特征在于，应用于可编程逻辑控制器，所述数据传输装置包括：

检测单元，用于检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开；

记录单元，用于若所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开，在所述可编程逻辑控制器的历史数据库中实时记录所述可编程逻辑控制器的控制信号的信号值以及每一个所述信号值对应的时间戳；其中，所述可编程逻辑控制器的控制信号包括所述可编程逻辑控制器的输入信号和输出信号；

发送单元，用于在所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接恢复后，基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心。

7.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，所述检测单元检测所述可编程逻辑控制器和控制中心的通信连接是否断开时，具体用于：

检测是否收到所述控制中心对实时发送的所述可编程逻辑控制器的控制信号的当前的信号值和所述信号值对应的时间戳的反馈信息；

若未收到所述控制中心的反馈信息，则确定所述可编程逻辑控制器和所述控制中心的通信连接断开。

8.根据权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，所述发送单元基于三代分布式网络协议将所述历史数据库记录的每一个所述信号值和所述信号值的时间戳发送至所述控制中心时，具体用于：

针对所述历史数据库记录的每一个所述信号值，基于三代分布式网络协议所设定的数据格式封装所述信号值和所述信号值对应的时间戳，得到所述信号值对应的数据对象，并将所述信号值对应的数据对象发送至所述控制中心。

9.一种可编程逻辑控制器，其特征在于，包括存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储程序；

所述处理器用于执行所述程序，所述程序被执行时，具体用于实现如权利要求1至5任意一项所述的工业控制系统的数据传输方法。

10.一种工业控制系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制器和控制中心，所述可编程逻辑控制器和所述控制中心通信连接；

所述可编程逻辑控制器用于执行如权利要求1至5任意一项所述的工业控制系统的数据传输方法；

所述控制中心用于接收并存储所述可编程逻辑控制器基于三代分布式网络协议发送的信号值和时间戳。

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