CN111783184B - 虚拟组态系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了虚拟组态系统，编码映射管理器用于完成对需要对应的待组态真实设备和待组态虚拟三维模型的编码映射工作；数据读写装置用于进行待组态真实设备的工作参数的读取；数据集中器用于将待组态真实设备的工作参数进行存储，并将组态真实设备的工作参数与待组态虚拟三维模型进行映射，得到对应的映射关联数据；逻辑处理装置用于得到映射关联数据对应的逻辑控制指令数据流；脚本处理装置用于接收用户输入的脚本语言，结合逻辑控制数据流对组态真实设备进行自动化控制，并将自动化控制过程传递到三维可视化装置进行显示。本发明提供三维虚拟的场景与设备模型，以及更真实的仿真工艺流程，同时支持各种交互手段让用户与虚拟场景进行交互。
Description
技术领域
本发明涉及智能化软件系统技术领域，具体地指一种虚拟组态系统及方法。
背景技术
目前市面上组态系统主流为通过图形和动画的方式呈现现场信息，从而实现对监控的数据进行管理与控制。
目前主流组态均为二维的平面系统图，没有空间位置关系，二维的平面图无法将现场的真实情况进行直观反应。另外，现有的组态软件需要专业人员消化设计人员的系统设计，绘制系统原理图，对用户的专业程度要求比较高，技术人员需要进行长期的系统培训才能熟练掌握，提高了组态设计成本。(虚拟组态针对现场设备、产线的生产运行调试、减少物理空间的设备调试周期，缩短工期，降低成本)。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种虚拟组态系统及方法，本发明提供三维虚拟的场景与设备模型，以及更真实的仿真工艺流程，同时支持各种交互手段让用户与虚拟场景进行交互。
为实现此目的，本发明所设计的虚拟组态系统，它包括编码映射管理器、数据读写装置、数据集中器、逻辑处理装置、脚本处理装置和三维可视化装置，其中，所述编码映射管理器用于针对待组态真实设备的使用场景类别和待组态虚拟三维模型固有参数的用途类别依据行业编码标准体系，完成对需要对应的待组态真实设备和待组态虚拟三维模型的编码映射工作，实现待组态虚拟三维模型与待组态真实设备的对应；
所述数据读写装置用于进行待组态真实设备的工作参数的读取；
所述数据集中器用于将待组态真实设备的工作参数进行存储，并将组态真实设备的工作参数与待组态虚拟三维模型进行映射，得到对应的映射关联数据；
所述逻辑处理装置用于对数据集中器中的所述映射关联数据根据需求进行逻辑处理，得到映射关联数据对应的逻辑控制指令数据流；
所述脚本处理装置用于接收用户输入的脚本语言，结合逻辑控制数据流对组态真实设备进行自动化控制，并将自动化控制过程传递到三维可视化装置进行显示。
本发明的有益效果：
本发明解决现有二维组态方法中工艺流程界面的不足，提供更真实的仿真工艺流程，提供三维虚拟的场景与设备模型，同时支持各种交互手段让用户与虚拟场景进行交互，对现场设备进行更有效的控制，解决传统组态在设计完成后进行二次组态的问题，直接在设计阶段进行虚拟组态，对现场设备进行互联时激活虚拟组态进行逻辑流与真实场景的一一匹配，将现场调试的周期大大缩短。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1—编码映射管理器、2—数据读写装置、3—数据集中器、4—逻辑处理装置、5—脚本处理装置、6—告警装置、7—数据可视化装置、8—图形化界面装置、9—三维可视化装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示虚拟组态系统，它包括编码映射管理器1、数据读写装置2、数据集中器3、逻辑处理装置4、脚本处理装置5和三维可视化装置9，其中，所述编码映射管理器1用于针对待组态真实设备的使用场景类别和待组态虚拟三维模型固有参数的用途类别依据行业编码标准体系，完成对需要对应的待组态真实设备和待组态虚拟三维模型的编码映射工作，实现待组态虚拟三维模型与待组态真实设备的对应；
所述数据读写装置2用于进行待组态真实设备的工作参数的读取，包括静态属性参数、动态控制参数、动态运行参数等，支持多种工业及民用通讯协议如：modbus、profibus以及TCP/IP；
所述数据集中器3用于将待组态真实设备的工作参数进行存储，并将组态真实设备的工作参数与待组态虚拟三维模型进行映射，得到对应的映射关联数据；数据集中器3支持结构化以及非结构化数据的存储，支持数据库包含SQL、MYSQL、MONGODB和InfluxDB等；
所述逻辑处理装置4用于对数据集中器3中的所述映射关联数据根据项目实施经验以及现场需求进行逻辑处理(工业流程逻辑，设备管理逻辑，能源管理逻辑)，得到映射关联数据对应的逻辑控制指令数据流；
所述脚本处理装置5用于接收用户输入的脚本语言，结合逻辑控制数据流对组态真实设备进行自动化控制，并将自动化控制过程传递到三维可视化装置进行显示。
上述技术方案中，所述待组态虚拟三维模型固有参数包括设计参数、组态控制参数、设备采购参数和运行参数。
上述技术方案中，它还包括告警装置6，所述告警装置6用于接收脚本处理装置5传递的组态真实设备自动化控制运行工况数据，同时，根据预设的工况数据阈值进行监控，并将超过工况数据阈值的情况生成告警信息传递到三维可视化装置9，实施数据质量管理，实施消息队列管理，系统故障原因等进行分析定位，责任追查。
上述技术方案中，它还包括数据可视化装置7，所述数据可视化装置7用于接收数据集中器3中的映射关联数据，并对映射关联数据的可视化显示。实现对于数据的图标化展示，报表打印，数据分类归纳等。对实时数据、历史数据、告警信息的历史数据查询，报表管理，可视化图表管理，供运行和管理人员参考。
上述技术方案中，所述三维可视化装置9用于对脚本处理装置5输出的自动化控制过程基于三维模型的可视化管理，实现三维模型的呈现和三维漫游查看，还能接收告警信息，实现动画系统的联动展示。
上述技术方案中，它还包括图形化界面装置8，所述图形化界面装置8用于接收用户编辑的脚本语言(支持用户界面自定义，支持模型的参数、变量、逻辑的编辑与调试)，并将用户编辑的脚本语言传递给脚本处理装置5。
上述技术方案中，所述图形化界面装置8还用于提供用户与数据可视化装置7之间的数据查看交互入口。
一种虚拟组态方法，它包括如下步骤：
步骤1：编码映射管理器1针对待组态真实设备的使用场景类别和待组态虚拟三维模型固有参数的用途类别依据行业编码标准体系，完成对需要对应的待组态真实设备和待组态虚拟三维模型的编码映射工作，实现待组态虚拟三维模型与待组态真实设备的对应；
步骤2：数据读写装置2进行待组态真实设备的工作参数的读取；
步骤3：数据集中器3将待组态真实设备的工作参数进行存储，并将组态真实设备的工作参数与待组态虚拟三维模型进行映射，得到对应的映射关联数据；
步骤4：逻辑处理装置4对数据集中器3中的所述映射关联数据根据需求进行逻辑处理，得到映射关联数据对应的逻辑控制指令数据流；
步骤5：脚本处理装置5接收用户输入的脚本语言，并对用户编写脚本的进行编译工作，将脚本的指令转化为逻辑处理装置可识别的计算机逻辑，同时结合逻辑控制数据流对组态真实设备进行自动化控制，并将自动化控制过程传递到三维可视化装置进行显示；
步骤6：所述告警装置6接收脚本处理装置5传递的组态真实设备自动化控制运行工况数据，同时，根据预设的工况数据阈值进行监控，并将超过工况数据阈值的情况生成告警信息传递到三维可视化装置9；
步骤7：所述数据可视化装置7接收数据集中器3中的映射关联数据，并对映射关联数据的可视化显示；
三维可视化装置9对脚本处理装置5输出的自动化控制过程基于三维模型的可视化管理，实现三维模型的呈现和三维漫游查看，还能接收告警信息，实现动画系统的联动展示；
图形化界面装置8接收用户编辑的脚本语言，并将用户编辑的脚本语言传递给脚本处理装置5(支持用户界面自定义，支持模型的参数、变量、逻辑的编辑与调试)。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种虚拟组态系统，其特征在于：它包括编码映射管理器(1)、数据读写装置(2)、数据集中器(3)、逻辑处理装置(4)、脚本处理装置(5)和三维可视化装置(9)，其中，所述编码映射管理器(1)用于针对待组态真实设备的使用场景类别和待组态虚拟三维模型固有参数的用途类别依据行业编码标准体系，完成对需要对应的待组态真实设备和待组态虚拟三维模型的编码映射工作；
所述数据读写装置(2)用于进行待组态真实设备的工作参数的读取；
所述数据集中器(3)用于将待组态真实设备的工作参数进行存储，并将组态真实设备的工作参数与待组态虚拟三维模型进行映射，得到对应的映射关联数据；
所述逻辑处理装置(4)用于对数据集中器(3)中的所述映射关联数据根据需求进行逻辑处理，得到映射关联数据对应的逻辑控制指令数据流；
所述脚本处理装置(5)用于接收用户输入的脚本语言，结合逻辑控制数据流对组态真实设备进行自动化控制，并将自动化控制过程传递到三维可视化装置进行显示；
它还包括告警装置(6)，所述告警装置(6)用于接收脚本处理装置(5)传递的组态真实设备自动化控制运行工况数据，同时，根据预设的工况数据阈值进行监控，并将超过工况数据阈值的情况生成告警信息传递到三维可视化装置(9)；
它还包括数据可视化装置(7)，所述数据可视化装置(7)用于接收数据集中器(3)中的映射关联数据，并对映射关联数据的可视化显示；
所述三维可视化装置(9)用于对脚本处理装置(5)输出的自动化控制过程基于三维模型的可视化管理，实现三维模型的呈现和三维可视化浏览，还能接收告警信息，实现动画系统的联动展示；
它还包括图形化界面装置(8)，所述图形化界面装置(8)用于接收用户编辑的脚本语言，并将用户编辑的脚本语言传递给脚本处理装置(5)。
2.根据权利要求1所述的虚拟组态系统，其特征在于：所述待组态虚拟三维模型固有参数包括设计参数、组态控制参数、设备采购参数和运行参数。
3.根据权利要求1所述的虚拟组态系统，其特征在于：所述图形化界面装置(8)还用于提供用户与数据可视化装置(7)之间的数据查看交互入口。
4.一种根据权利要求1所述系统的虚拟组态方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：编码映射管理器(1)针对待组态真实设备的使用场景类别和待组态虚拟三维模型固有参数的用途类别依据行业编码标准体系，完成对需要对应的待组态真实设备和待组态虚拟三维模型的编码映射工作，实现待组态虚拟三维模型与待组态真实设备的对应；
步骤2：数据读写装置(2)进行待组态真实设备的工作参数的读取；
步骤3：数据集中器(3)将待组态真实设备的工作参数进行存储，并将组态真实设备的工作参数与待组态虚拟三维模型进行映射，得到对应的映射关联数据；
步骤4：逻辑处理装置(4)对数据集中器(3)中的所述映射关联数据根据需求进行逻辑处理，得到映射关联数据对应的逻辑控制指令数据流；
步骤5：脚本处理装置(5)接收用户输入的脚本语言，结合逻辑控制数据流对组态真实设备进行自动化控制，并将自动化控制过程传递到三维可视化装置进行显示。
5.根据权利要求4所述的虚拟组态方法，其特征在于：步骤5后还包括步骤6：所述告警装置(6)接收脚本处理装置(5)传递的组态真实设备自动化控制运行工况数据，同时，根据预设的工况数据阈值进行监控，并将超过工况数据阈值的情况生成告警信息传递到三维可视化装置(9)。
6.根据权利要求5所述的虚拟组态方法，其特征在于：步骤6后还包括步骤7：所述数据可视化装置(7)接收数据集中器(3)中的映射关联数据，并对映射关联数据的可视化显示；
三维可视化装置(9)对脚本处理装置(5)输出的自动化控制过程基于三维模型的可视化管理，实现三维模型的呈现和三维漫游查看，还能接收告警信息，实现动画系统的联动展示；
图形化界面装置(8)接收用户编辑的脚本语言，并将用户编辑的脚本语言传递给脚本处理装置(5)。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101984411A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-03-09 | 中广核工程有限公司 | 一种核电站生成虚拟数字控制系统组态文件的方法及装置 |
| CN106776002A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-05-31 | 华为技术有限公司 | Fpga的虚拟化硬件架构的通信方法及装置 |
| CN107424212A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-01 | 东风设计研究院有限公司 | Dgrvt文件格式及基于该文件格式的数据集成系统和方法 |
| CN107807539A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-16 | 广东工业大学 | 一种玻璃深加工生产线分布式集成方法及其系统 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101984411A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-03-09 | 中广核工程有限公司 | 一种核电站生成虚拟数字控制系统组态文件的方法及装置 |
| CN106776002A (zh) * | 2016-11-15 | 2017-05-31 | 华为技术有限公司 | Fpga的虚拟化硬件架构的通信方法及装置 |
| CN107424212A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-01 | 东风设计研究院有限公司 | Dgrvt文件格式及基于该文件格式的数据集成系统和方法 |
| CN107807539A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-03-16 | 广东工业大学 | 一种玻璃深加工生产线分布式集成方法及其系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中国石油MES信息集成设计;张树军 等;《数字石油和化工》(第4期);2-7 * |
| 基于WTK的虚拟现实组态软件研究与开发;李建 等;《自动化仪表》(第S1期);56-58+62 * |
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