CN113093686B - 一种基于scada自动化组态建模方法及相关装置 - Google Patents

一种基于scada自动化组态建模方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于SCADA自动化组态建模方法及相关装置。该方法包括：接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息；根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。即使PLC的数量较多的情况下，用户也无需逐个添加每个PLC连接的子站设备的测点信息，提高了组态建模的效率。

Description

一种基于SCADA自动化组态建模方法及相关装置
技术领域
本发明涉及数据采集与监视控制(supervisory control and dataacquisition，SCADA)系统技术领域，尤其是涉及一种基于SCADA自动化组态建模方法、装置、设备、介质及程序产品。
背景技术
数据采集与监视控制SCADA系统是一种以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，用于对现场的运行设备进行监视和控制。例如，SCADA系统可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制等。
目前，SCADA系统针对可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)的组态建模过程中，工作人员手动进行组态。在组态点数(即PLC的数量)较少的情况下，采用手动组态建模的效率在能够接受的范围之内，而当组态点数较多的情况下，将对极大地降低效率。
基于此，业界亟需一种基于SCADA自动化组态建模方法，以实现自动化组态建模，提高组态建模的效率。
发明内容
针对上述问题，本申请提供一种基于SCADA自动化组态建模方法、装置、设备、介质及程序产品。该方法在接收到用户配置的PLC的地址信息后，基于该地址信息建立与PLC的通信链路，通过该通信链路实现自动化地获取与PLC设备连接的子站设备的测点信息，以便SCADA自动化组态建模，提高了组态建模的效率。
第一方面，本申请提供了一种基于SCADA自动化组态建模方法，包括：
接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息；
根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；
根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；
根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；
展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
在一种可能的实现方式中，所述通信链路采用的通信协议包括预设协议，所述预设协议传输数据时，被传输的数据包的个数相同，所述数据包包括的数据量不同。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息，包括：
通过所述通信链路向所述PLC发送请求数据；
接收所述PLC返回测点信息。
在一种可能的实现方式中，所述展示所述通道地址和所述通道数据类型，包括：
将所述通道地址和所述通道数据类型发送给操作站，通过所述操作站展示所述通道地址和所述通道数据类型。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述通信链路确定与所述PLC连接的子站设备的拓扑关系；
将所述拓扑关系发送给操作站，通过所述操作站展示所述拓扑关系。
第二方面，本申请提供了一种基于SCADA自动化组态建模装置，包括：
接收单元，用于接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息；
链接单元，用于根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；
获取单元，用于根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；
所述显示单元，用于展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
在一种可能的实现方式中，所述通信链路采用的通信协议包括预设协议，所述预设协议传输数据时，被传输的数据包的个数相同，所述数据包包括的数据量不同。
在一种可能的实现方式中，所述获取单元，具体用于通过所述通信链路向所述PLC发送请求数据；接收所述PLC返回测点信息。
在一种可能的实现方式中，所述显示单元，具体用于将所述通道地址和所述通道数据类型发送给操作站，通过所述操作站展示所述通道地址和所述通道数据类型。
在一种可能的实现方式中，所述显示单元，还用于根据所述通信链路确定与所述PLC连接的子站设备的拓扑关系；将所述拓扑关系发送给操作站，通过所述操作站展示所述拓扑关系。
第三方面，本申请提供了一种设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行上述第一方面中任意一项所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面中任意一项所述的方法。
第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面中任一项所述的方法。
相对于现有技术，本申请上述技术方案的优点在于：
本申请提供了一种基于SCADA自动化组态建模方法，该方法中，用户仅需要对PLC的地址信息进行配置后，SCADA系统能够根据该地址信息自动建立数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路，如此SCADA系统能够根据该通信链路自动获取与该PLC连接的子站设备的区块位置以及偏移大小，进而根据区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型，然后展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。即使PLC的数量较多的情况下，用户也无需逐个添加每个PLC连接的子站设备的测点信息，提高了组态建模的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例提供的一种组态建模系统的系统架构图；
图2为本申请实施例提供的一种基于SCADA自动化组态建模方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种配置界面的界面示意图；
图4为本申请实施例提供的一种配置界面的界面示意图；
图5为本申请实施例提供的一种显示界面的界面示意图；
图6为本申请实施例提供的一种基于SCADA自动化组态建模装置的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种基于SCADA自动化组态建模设备的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
数据采集与监视控制SCADA系统是一种以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，用于对现场的运行设备进行监视和控制。目前，SCADA系统针对可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)的组态建模过程中，工作人员手动进行组态。当PLC的数量较少的情况下，采用手动组态建模的效率能够在接受范围内，随着PLC的数量变大，与PLC连接的子站设备的数量也会急剧增加，若采用手动添加子站设备的方式，则组态建模的效率将会受到限制，难以满足工控过程中的需求。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于SCADA自动化组态建模方法，以提高组态建模的效率。该方法可以由SCADA系统执行。具体地，该方法包括：SCADA系统接收用户陪住的可编程逻辑控制器PLC的地址信息，然后根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；接着展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
该方法中，用户仅需要对PLC的地址信息进行配置后，SCADA系统能够根据该地址信息自动建立数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路，如此SCADA系统能够根据该通信链路自动获取与该PLC连接的子站设备的区块位置以及偏移大小，无需用户手动配置，进而根据区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型，然后展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。即使PLC的数量较多的情况下，用户也无需逐个添加每个PLC连接的子站设备的测点信息，提高了组态建模的效率。
为了使得本申请的技术方案更加清楚，易于理解，下面先对组态建模系统的系统架构进行介绍。
如图1所示，该图为本申请实施例提供的一种组态建模系统的系统架构图，该组态建模系统包括：SCADA系统101、PLC 102、操作站103、服务站104、WEB服务105和网关106。
其中，SCADA系统101可以向用户提供用户图像界面，以便用户在用户图形界面中输入PLC的地址信息，以对PLC的地址信息进行配置。用户完成对PLC的地址信息的配置后，SCADA系统101根据该地址信息建立该SCADA系统101中的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路。如此，SCADA系统101能够根据该通信链路获取与PLC 102连接的子站设备的区块位置以及偏移大小，然后根据该区块位置确定通道地址，根据偏移大小，确定通道数据类型。然后，SCADA系统101可以将该通道地址和通道数据类型发送给操作站103，以便操作站103通过用户图形界面，以图形的形式向用户呈现通道地址和通道数据类型。其中，服务站104可以向用户提供服务器，WEB服务105用于通过第三方查询接口，以便进行查询操作，例如查询子站设备的相关信息等，网关106用于实现监控网(包括SCADA系统101、操作站103、服务站104和WEB服务105)与PLC 102的网络连接。
为了使得本申请的技术方案更加清楚，易于理解，下面以SCADA系统的角度，对本申请实施例提供的基于SCADA自动化组态建模方法进行介绍。
参见图2，该图示出了一种基于SCADA自动化组态建模方法的流程图，该方法包括以下步骤：
S201：SCADA系统接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息。
PLC是一种具有微处理器的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载存储器内存储与运行。PLC由内部CPU，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成。PLC可接收(输入)及发送(输出)多种类型的电气或电子信号，并使用他们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。地址信息可以是该PLC的实际IP地址。
需要说明的是，本申请实施例中支持的CPU型号包括但不限于如下表1所示。
表1：
Figure BDA0003020532200000071
在一些实现方式中SCADA系统可以向用户呈现用户图形界面，以便用户在该用户图形界面中配置PLC的地址信息。
参见图3所示的配置界面300的界面示意图。该配置界面300包括属性配置区301、通信配置区302、冗余配置区303、工程视图区304。
用户可以在属性配置区301中配置浏览名、显示名、描述、链路类型、协议类型等。其中，链路类型可以选择TCP/IP，协议类型可以选择FepHLink。
用户可以在通信配置区302中配置PLC的地址信息，例如，用户可以在通信配置区302中配置多个PLC的地址信息。
冗余配置区303用于配置冗余分担原则。
在一些实施例中，用户还可以在工程视图区304添加新的设备，如图4所示，用户可以根据现场实际通信要求，修改该设备的配置文件的内容，具体地，大小端模式、重连周期、设备的CPU类型(根据实际类型进行填写)、自动组包(包长最大值一般不需修改)、组包门限(一般不需修改)。
S202：SCADA系统根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路。
SCADA系统接收到用户配置的PLC地址信息后，可以根据该地址信息，建立SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路，以便通过数据采集组件实现对现场总线上PLC的数据采集。例如可以是与PLC连接的子站设备的数据。如此，SCADA可以根据该与PLC连接的子站设备的数据，自动添加子站设备，以实现自动化组态建模。
通信链路采用的通信协议包括预设协议，所述预设协议传输数据时，被传输的数据包的个数相同，所述数据包包括的数据量不同。SCADA系统，采用该通信协议进行通信时，能够在相同的时间内容传输更多的数据量。与传统的通信协议相比，该协议在传输数据时，仅按照包的个数进行传输，与包的大小无关，当包的数据量较多时，能够传输较多的数据量，提高了数据传输的效率。该预设协议可以是Hlink协议(一种自定义的私有协议)。
在一些实现方式中，Hlink协议的配置文件描述如下：
BigEndian＝1；数据类型的大小端模式1＝大端模式0＝小端模式；
ReconncetPeriod＝1000；重连周期单位ms范围200～60000；
ControllerType＝1控制器型号1＝MC(默认)2＝LK；
自动组包，包长最大值(默认16K Byte)；
SectionMaxLen＝16384；
组包门限每包数据中测点覆盖字节数占比(单位：％)；
VRate＝0
参数默认不需修改，修改参数的场景是减少分包的个数以提高性能，一般情况，测点地址范围均匀分布不需修改，根据原理进行参数调整。
注：HLink SDK读值接口，每次读取时间约为30ms，读取时间仅和包的个数有关与包大小无关。
S203：SCADA系统根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息。
其中，所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小。
在一些实施例中，SCADA系统通过通信链路向PLC发送请求数据，以便PLC根据该请求数据，将测点信息发送给SCADA系统，如此SCADA系统能够接收到PLC返回测点信息。
S204：SCADA系统根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型。
测点信息中的与PLC连接的子站设备的区块位置与该子站设备的通道地址存在映射关系，SCADA系统在获取到该子站设备的区块位置后，可以利用组态工具确定该子站设备的通道地址。
测点信息中的与PLC连接的子站设备的偏移大小与该子站设备的通道数据类型存在映射关系，SCADA系统在获取到该子站设备的偏移大小后，可以利用组态工具确定该子站设备的通道数据类型。其中通道数据类型可以是长整型。
205：SCADA系统展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
在一些实施例中，SCADA系统可以向该通道地址和通道数据类型传输给操作站，通过操作站展示通道地址和通道数据类型。在另一些实施例中，SCADA系统也可以通过显示器直接显示通道地址和通道数据类型。
在一些实施例中，SCADA系统还可以根据通信链路，确定与PLC连接的子站设备的拓扑关系，将该拓扑关系发送给操作站，通过操作站展示拓扑关系。在另一些实施例中，SCADA系统也可以直接通过显示器显示该拓扑关系。
如图5所示的显示界面500的界面示意图，该显示界面500包括工程视图区501、属性区502、配置区503和通道显示区504。用户可以工程视图区501查看拓扑关系，可以在属性区502场当前子站设备的属性，在配置区502支持用户对子站设备的信息进行编辑。用户可以在通道显示区504，查看通道地址、通道数据类型等。
基于上述内容描述，本申请提供了一种基于SCADA自动化组态建模方法，该方法中，用户仅需要对PLC的地址信息进行配置后，SCADA系统能够根据该地址信息自动建立数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路，如此SCADA系统能够根据该通信链路自动获取与该PLC连接的子站设备的区块位置以及偏移大小，进而根据区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型，然后展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。即使PLC的数量较多的情况下，用户也无需逐个添加每个PLC连接的子站设备的测点信息，提高了组态建模的效率。该方法可以广泛应用于市政、矿山、水务、燃气管线、铁路等各个工业生产领域，提高组态建模的效率。
本申请实施例提供了一种基于SCADA自动化组态建模装置，包括：
接收单元601，用于接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息；
链接单元602，用于根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；
获取单元603，用于根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；
所述显示单元604，用于展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
在一种可能的实现方式中，所述通信链路采用的通信协议包括预设协议，所述预设协议传输数据时，被传输的数据包的个数相同，所述数据包包括的数据量不同。
在一种可能的实现方式中，所述获取单元603，具体用于通过所述通信链路向所述PLC发送请求数据；接收所述PLC返回测点信息。
在一种可能的实现方式中，所述显示单元604，具体用于将所述通道地址和所述通道数据类型发送给操作站，通过所述操作站展示所述通道地址和所述通道数据类型。
在一种可能的实现方式中，所述显示单元604，还用于根据所述通信链路确定与所述PLC连接的子站设备的拓扑关系；将所述拓扑关系发送给操作站，通过所述操作站展示所述拓扑关系。
本申请实施例提供了一种设备，参见图7，该图示出了本申请实施例提供的一种用于自动化组态建模的设备结构图，如图7所示，所述设备包括处理器710以及存储器720：
所述存储器710用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器；
所述处理器720用于根据所述计算机程序中的指令执行上述实施例中所述的自动化组态建模的方法。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述实施例中所述的自动化组态建模的方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如方法实施例中任一项所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于SCADA自动化组态建模方法，其特征在于，包括：
接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息；
根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；
根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；
根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；
展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信链路采用的通信协议包括预设协议，所述预设协议传输数据时，被传输的数据包的个数相同，所述数据包包括的数据量不同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息，包括：
通过所述通信链路向所述PLC发送请求数据；
接收所述PLC返回测点信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述展示所述通道地址和所述通道数据类型，包括：
将所述通道地址和所述通道数据类型传输给操作站，通过所述操作站展示所述通道地址和所述通道数据类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述通信链路确定与所述PLC连接的子站设备的拓扑关系；
将所述拓扑关系发送给操作站，通过所述操作站展示所述拓扑关系。
6.一种基于SCADA自动化组态建模装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于接收用户配置的可编程逻辑控制器PLC的地址信息；
链接单元，用于根据所述PLC的地址信息，建立数据采集与监视控制SCADA系统的数据采集组件与现场总线上PLC的通信链路；
获取单元，用于根据所述通信链路获取所述PLC的测点信息；所述测点信息包括与所述PLC连接的子站设备的区块位置和偏移大小；根据所述区块位置确定所述子站设备的通道地址，根据所述偏移大小，确定所述子站设备的通道数据类型；
显示单元，用于展示所述通道地址和所述通道数据类型，以完成自动化组态建模。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通信链路采用的通信协议包括预设协议，所述预设协议传输数据时，被传输的数据包的个数相同，所述数据包包括的数据量不同。
8.一种设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器；
所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使得所述设备执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，所述指令指示设备执行如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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