CN113162955B - 长输管道的监控方法、设备、系统、服务器和存储介质 - Google Patents

长输管道的监控方法、设备、系统、服务器和存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种长输管道的监控方法、设备、系统、服务器和存储介质，属于远程监控技术领域。所述监控系统包括：数据处理服务器，用于采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据；从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据；将所述监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元；数据库服务器，用于对所述监控数据进行存储；web服务器，用于将所述采用全球广域网web协议的数据单元发布在网页上。本公开既能从工控网络实时获取数据，又能保证工控网络的安全。

Description

长输管道的监控方法、设备、系统、服务器和存储介质
技术领域
本公开涉及远程监控技术领域，特别涉及一种长输管道的监控方法、设备、系统、服务器和存储介质。
背景技术
长输管道(英文：Long distance pipeline)系指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质的管道。长输管道输送原油或成品油时，沿输油管道干线为输送油品而建立各种作业站场，同时按规范沿途将设置一定数量的截断阀室，以确保管道维修、抢险时进行关断，在一定程度上降低事故可能带来的损失及环境污染。这些站场和截断阀室建立在管道的不同位置，可以分别监控各自所属的区域。因此，在生产运行现场，长输管道的监控是分段式监控。
而整个管道的监控系统设置在调度控制中心。调度控制中心可以获取到整个管道的监控数据，但是调度控制中心的网络采用工业以太网，容易受到病毒或者人为的恶意攻击而严重威胁到工业安全生产，因此调度控制中心不对外部网络开放，站场和截断阀室无法直接从调度控制中心获得整个管道的监控数据。
目前数据交换只能通过专用的软件系统实现。调度控制中心作为服务器，站场和截断阀室作为客户端，都安装有专用软件。只有安装有专用软件的客户端才能与服务器进行数据交换，从而在一定程度上避免服务器受到病毒或者人为的恶意攻击。
在实现本公开的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
客户端使用专用软件都需要购买客户端许可协议，由于整个管道建立的站场和截断阀室数量较多，因此整体费用较高。而且为了不增加软件系统的负载，软件系统对登录的用户数量有严格限制。因此，专用软件的安装和使用受到网络、许可协议、用户数量等很多限制，无法普及到所有的工作人员使用。大部分工作人员都要打电话给调度控制中心才能获取到整个管道的监控数据，如果调度控制中心没有响应，则工作人员获取不到监控数据，所以工作人员对监控数据的获取完全依赖于调度控制中心的响应速度，实时性较差。
发明内容
本公开实施例提供了一种长输管道的监控方法、设备、系统、服务器和存储介质，可以通过访问网页实时获取到整个管道的监控数据，对长输管道的生产运行进行远程监控。所述技术方案如下：
第一方面，本公开实施例提供了一种长输管道的监控系统，所述监控系统包括：
数据处理服务器，用于采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据；从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据；将所述监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元；
数据库服务器，用于对所述监控数据进行存储；
web服务器，用于将所述采用全球广域网web协议的数据单元发布在网页上。
可选地，所述监控系统还包括：
OPC服务器，用于提供所述工业控制系统的数据库服务器中采用OPC协议的数据单元。
第二方面，本公开实施例提供了一种长输管道的监控方法，所述监控方法包括：
采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据；
从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据，并发送给数据库服务器进行存储；
将所述监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元，并发送给web服务器发布在网页上。
可选地，所述采用OPC协议的数据单元还包括所述监控数据的可信度；
所述从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据进行存储，并发送给数据库服务器，包括：
当所述监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储；
当所述监控数据的可信度小于可信度阈值时，丢弃所述监控数据。
可选地，所述监控数据包括模拟量；
所述从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据进行存储，并发送给数据库服务器，包括：
当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，将所述模拟量发送给数据库服务器进行存储；
当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率小于变化阈值时，丢弃所述模拟量。
可选地，所述监控数据包括数字量；
所述从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据进行存储，并发送给数据库服务器，包括：
按照数字量和设备状态的对应表，将所述数字量转换为所述数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
可选地，所述采用OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，包括：
获取所述工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址和所述监控数据的类型；
基于所述OPC服务器的地址，向所述OPC服务器发送数据获取请求，所述数据获取请求包括所述监控数据的类型；
接收所述OPC服务器的按照所述数据获取请求从所述工业控制系统的数据库获取并发送的数据单元。
可选地，所述基于所述OPC服务器的地址，向所述OPC服务器发送数据获取请求，包括：
获取所述监控数据的更新周期；
按照所述监控数据的更新周期向所述OPC服务器发送数据获取请求。
可选地，所述采用OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，还包括：
接收所述OPC服务器主动发送的数据单元，所述OPC服务器主动发送的数据单元中的监控数据相比上一次发送的数据单元中的监控数据的变化率大于或等于变化阈值。
第三方面，本公开实施例提供了一种长输管道的监控设备，所述监控设备包括：
获取模块，用于采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据；
转换模块，用于从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据，并发送给数据库服务器进行存储；
封装模块，用于将所述监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元，并发送给web服务器发布在网页上。
可选地，所述采用OPC协议的数据单元还包括所述监控数据的可信度；
所述转换模块用于，
当所述监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储；
当所述监控数据的可信度小于可信度阈值时，丢弃所述监控数据。
可选地，所述监控数据包括模拟量；
所述转换模块用于，
当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，将所述模拟量发送给数据库服务器进行存储；
当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率小于变化阈值时，丢弃所述模拟量。
可选地，所述监控数据包括数字量；
所述转换模块用于，
按照数字量和设备状态的对应表，将所述数字量转换为所述数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
可选地，所述获取模块包括：
获取子模块，用于获取所述工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址和所述监控数据的类型；
请求子模块，用于基于所述OPC服务器的地址，向所述OPC服务器发送数据获取请求，所述数据获取请求包括所述监控数据的类型；
接收子模块，用于接收所述OPC服务器的按照所述数据获取请求从所述工业控制系统的数据库获取并发送的数据单元。
可选地，所述请求子模块用于，
获取所述监控数据的更新周期；
按照所述监控数据的更新周期向所述OPC服务器发送数据获取请求。
可选地，所述获取模块还用于，
接收所述OPC服务器主动发送的数据单元，所述OPC服务器主动发送的数据单元中的监控数据相比上一次发送的数据单元中的监控数据的变化率大于或等于变化阈值。
第四方面，本公开实施例提供了一种服务器，所述服务器包括：
处理器；
被配置为存储所述处理器的可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行第二方面提供的监控方法。
第五方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得所述服务器能够执行第二方面提供的监控方法。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
先利用数据处理服务器采用工业控制系统的通信接口协议标准OPC，不需要对工业控制系统进行改进，即可从工业控制系统的数据库服务器获取整个长输管路的监控数据。再利用web服务器将监控数据发布在网页上，工作人员不需要额外安装软件系统，访问网页即可查看到整个长输管路的监控数据，实时性好。而且先从工业控制系统的数据库服务器获取监控数据再发布在网页上，即使受到病毒或者人为的恶意攻击，也只会影响到从工业控制系统中获取出来的监控数据，不会对工业控制系统本身的正常运行造成影响。另外，web协议支持在发布网页的服务器与访问网页的浏览器之间进行网络隔离，可以将工业控制系统所在的工控网络与站场和截断阀室所在的办公管理网络安全隔离，如设置防火墙，对办公管理网络上的病毒或人为恶意攻击进行有效防御，保证工控网络的安全。综上所述，本公开实施例既能从工控网络实时获取数据，又能保证工控网络的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种长输管道的监控方法的应用场景图；
图2是本公开实施例提供的一种长输管道的监控系统的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的一种长输管道的监控方法的流程图；
图4是本公开实施例提供的一种长输管道的监控设备的结构示意图；
图5是本公开实施例提供的监控数据传输过程的示意图；
图6是本公开实施例提供的监控系统传输监控数据过程的示意图；
图7是本公开实施例提供的一种服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1为本公开实施例提供的一种长输管道的监控方法的应用场景图。参见图1，长输管道10上间隔设有各种作业站场20和一定数量的截断阀室30，站场20和截断阀室30都可以对所在区域的长输管道进行监控，并将监控数据传输给调度控制中心40。调度控制中心40设有工业控制系统，其数据库内存储有长输管道中所有站场和截断阀室的监控数据，但基于对工业控制系统的保护，其数据库中的监控数据不对站场20和截断阀室30开放，因此站场20和截断阀室30都只有所在区域的监控数据，没有整个长输管道的监控和数据。
本公开实施例提供了一种长输管道的监控系统。图2为本公开实施例提供的一种长输管道的监控系统的结构示意图。参见图2，监控系统包括：
数据处理服务器101，用于采用OPC(英文全称：Object Linking and Embeddingfor Process Control，中文全称：应用于过程控制的对象连接与嵌入)协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据；从采用OPC协议的数据单元中提取出监控数据；将监控数据封装为采用web(英文全称：World Wide Web，中文全称：全球广域网)协议的数据单元；
数据库服务器102，用于对监控数据进行存储；
web服务器103，用于将采用web协议的数据单元发布在网页上。
在本实施例中，工业控制系统的数据库中存储有整个长输管道的监控数据，即长输管道中所有站场和截断阀室的监控数据。由于OPC是工业控制系统应用程序之间通信的接口标准，因此采用OPC协议可以与工业控制系统的数据库服务器建立通信连接，获取数据库中存储的监控数据。又由于采用OPC协议建立通信连接，因此传输的是采用OPC协议的数据单元。
采用OPC协议的数据单元中除了监控数据(OPC Value)本身之外，还会包括其它一些监控数据的相关信息，如监控数据的获取时间(OPC Time Stamp)、监控数据的可信度(OPC Quality)等，因此需要从获取数据单元中提取出监控数据进行处理。
web是建立在Internet(中文全称：互联网)上的一种网络服务，为浏览者在Internet上查找和浏览信息提供了图形化的、易于访问的直观界面。将监控数据发布在网页上，工作人员通过浏览器访问网页，即可查看监控数据。数据接口的兼容性强，可以适用不同应用系统的数据传输，不需要开发专门的接口。
在实际应用中，监控数据存储在工控网络中，站场或者截断阀室等客户端在独立于工控网络的办公管理网络中。web service是web的应用程序，支持跨编程语言、跨操作系统平台、跨网络的远程调用，接收从Internet上传递过来的请求，能使得运行在不同设备上的应用不需要借助额外的专用软件或者硬件即可独立完成数据交换，大大降低数据传输的实现成本，而且不受工业控制系统的网络安全机制的限制，也不会破坏工业控制系统的网络安全。在服务器部署web service，构造分布式、模块化的应用程序，其它应用程序可以发现并调用其功能模块，实现监控数据的网页发布。这样在办公管理网络内的站场或者截断阀室，使用网页浏览器即可实时对长输管道全线的监控数据进行远程监控，不受地点的限制，而且不会增加调度控制中心的软硬件负载，使用用户的数量没有限制。
本公开实施例先利用数据处理服务器采用工业控制系统的通信接口协议标准OPC，不需要对工业控制系统进行改进，即可从工业控制系统的数据库获取整个长输管路的监控数据。再利用web服务器将监控数据发布在网页上，工作人员不需要额外安装软件系统，访问网页即可查看到整个长输管路的监控数据，实时性好。而且先从工业控制系统的数据库获取监控数据再发布在网页上，即使受到病毒或者人为的恶意攻击，也只会影响到从工业控制系统中获取出来的监控数据，不会对工业控制系统本身的正常运行造成影响。另外，web协议支持在发布网页的服务器与访问网页的浏览器之间进行网络隔离，可以将工业控制系统所在的工控网络与站场和截断阀室所在的办公管理网络安全隔离，如设置防火墙，对办公管理网络上的病毒或人为恶意攻击进行有效防御，保证工控网络的安全。综上所述，本公开实施例既能从工控网络实时获取数据，又能保证工控网络的安全。
另外，与各个用户分别通过专用软件的不同客户端获取监控数据相比，本公开实施例只有数据处理服务器一个客户端从工业控制系统的数据库获取监控数据，可以大大降低工业控制系统的数据库的负担，保证工业控制系统的稳定运行。
可选地，监控系统还可以包括：
OPC服务器104，用于提供工业控制系统的数据库中采用OPC协议的数据单元。
在实际应用中，OPC协议采用服务器和客户端的软件架构，工业控制系统的数据库服务器作为OPC服务器，接收OPC客户端发送的数据获取请求之后，发送包括请求数据的数据单元，不需要对工业控制系统进行改进，即可从工业控制系统所在的工控网络获取到监控数据。
可选地，数据处理服务器101、数据库服务器102、web服务器103和OPC服务器104可以参见图3所示的监控方法。
本公开实施例提供了一种长输管道的监控方法，适用于图2所示的监控系统。图3为本公开实施例提供的一种长输管道的监控方法的流程图。参见图3，监控方法包括：
步骤201：数据处理服务器采用OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据。
在本实施例中，工业控制系统的数据库，如ABB开发的RtrDB实时数据库，存储有工业控制系统从长输管道全线各个站场和截断阀室采集的监控数据，可以获取长输管道中所有站场和截断阀室的监控数据。其中，监控数据可以包括检测值、报警、事件和控制命令的响应。检测值是检测部件的检测结果，报警是指监控系统在检测值达到阈值时进行的通知，事件是指执行部件在达到设定条件时进行的响应(如报警触发的阀门关闭)，控制命令的响应是指执行部件在接收到控制命令时进行的响应(如接收到关阀门指令时进行的阀门关闭)。
在实际应用中，工业控制系统的数据库服务器中安装了OPC Server程序(ABB.SCADAvantage.OPCDA1)，形成与工业控制系统的数据库连接的OPC服务器(OPC服务器和工业控制系统的数据库都属于工业控制系统的数据库服务器)，可以读取工业控制系统的数据库中存储的监控数据，发送给OPC客户端。OPC客户端可以以发送数据获取请求的方式订阅数据，OPC服务器按照OPC客户端的订阅发布数据。示例性地，OPC客户端可以采用C#.NET编程，应用Windows Service的程序，在服务器的服务管理目录下，找到get OPC Value的服务名称启动，即可实现数据订阅。
可选地，该步骤201可以包括：
第一步，数据处理服务器获取工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址和监控数据的类型；
第二步，数据处理服务器基于工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址发送数据获取请求，数据获取请求包括监控数据的类型；
第三步，数据处理服务器接收工业控制系统的数据库连接的OPC服务器按照数据获取请求发送的数据单元。
在实际应用中，可以根据所需监控数据的类型及其所在的数据库，预先配置OPC服务器的地址和监控数据的类型，从而可以按照配置的地址向对应的OPC服务器发送包括监控数据类型的数据获取请求，使OPC服务器从连接的数据库中找到相应类型的监控数据发送出去，实现从指定的数据库服务器得到指定类型的监控数据，以对获取的监控数据进行筛选。
可选地，第二步可以包括：
数据处理服务器获取监控数据的更新周期；
数据处理服务器按照监控数据的更新周期向工业控制系统的数据库连接的OPC服务器发送数据获取请求。
在实际应用中，除了OPC服务器的地址和监控数据的类型，还可以预先配置监控数据的更新周期，每隔设定时间向OPC服务器获取监控数据，及时掌握监控数据的更新情况。
进一步地，该步骤201还可以包括：
数据处理服务器接收工业控制系统的数据库连接的OPC服务器主动发送的数据单元，工业控制系统的数据库连接的OPC服务器主动发送的数据单元中的监控数据相比上一次发送的数据单元中的监控数据的变化率大于或等于变化阈值。
在实际应用中，为了保证数据的实时性，OPC客户端可以采用两种方式获取监控数据，一种是周期性地向OPC服务器发送数据获取请求，OPC客户端主动从数据库获取监控数据；另一种是由OPC服务器在监控数据发生变化时自动发送监控数据，OPC客户端被动接收数据库的监控数据。
上述OPC服务器的地址、监控数据的类型、数据获取请求的更新周期、变化阈值都可以预先设置。用户可以通过可视化界面，如C#.Net(ASP.NET)、JQuery和AJAX语言编程开发的图形化界面，输入OPC服务器的名称(界面显示为OPC Server Name)、OPC服务器的IP(英文全称：Internet Protocol，中文全称：网际互连协议)地址(界面显示为OPC ServerIP)、OPC数据组名称(界面显示为OPC Group Name)、OPC数据点名称(界面显示为OPC TagsName)、网页访问用户名称(界面显示为Login User)、网页访问用户密码(界面显示为LoginPassword)、监控数据的更新周期(界面显示为OPC get Value Time)、监控数据的变化阈值(界面显示为OPC get Value Changed)等信息，如下表一所示：
表一
OPC Server IP 172.16.100.4
OPC Server Name ABB.SCADAVantage.OPCDA.1
OPC Group Name Web Group
Login User Web User
Login Password A_gp200
OPC get Value Time 5s
如表一所示，监控数据的更新周期为5s，如果监控数据的变化比较大或者长输管道的运行情况不稳定，则可以将监控数据的更新周期减小，如0.8s。而监控数据的变化阈值可以根据监控数据的变化范围进行设定。
步骤202：数据处理服务器从采用OPC协议的数据单元中提取出监控数据。
步骤203：数据库服务器对监控数据进行存储。
在实际应用中，可以将提取出的监控数据存储在数据库内，如SQL(英文全称：Structured Query Language，中文全称：结构化查询语言)Server 2008服务器中的数据库。这个数据库与工业控制系统的数据库不同，不需要采用OPC协议获取，因此可以方便调用获取的历史数据，还可以进一步绘制出监控数据的变化情况。
而且获取监控数据的配置信息也可以存储在这个数据库中，如OPC服务器的地址、监控数据的类型、数据获取请求的更新周期等。
另外，这个数据库的服务器可以对OPC客户端进行监控，如启动Agent Service服务，如果OPC客户端无法定时获取到监控数据，则这个数据库的服务器进行记录并控制OPC客户端重新启动。
在实际应用中，监控数据通常先由数据处理服务器进行处理之后，再发送给数据库服务器进行存储。数据处理服务器中可以设置缓冲器，数据处理服务器将当前提取出的监控数据一方面发送给数据库服务器进行存储，另一方面存储在缓存器中，以便快速调用当前数据分布在网页上，有利于提高数据获取的实时性。
在本实施例中，采用OPC协议的数据单元包括监控数据和监控数据的相关信息。
可选地，采用OPC协议的数据单元还可以包括监控数据的可信度。
相应地，该步骤203可以包括：
当监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，数据处理服务器将监控数据发送给数据库服务器进行存储；
当监控数据的可信度小于可信度阈值时，数据处理服务器丢弃监控数据。
在本实施例中，可信度阈值可以为100％。
在实际应用中，OPC服务器在读取数据的过程中，会自动按照一定的规则判断数据的可信度，并记录在数据单元中。例如，检测部件在产生检测值的同时还带有检测值的检测时间，OPC客户端在读取检测值的同时，发现检测值的检测时间与自身的时间相差较大，则判定检测值为历史数据，可信度较低。当监控数据的可信度小于可信度阈值时，可以将监控数据丢弃，对应的存储区域空着，也可以将默认值代替监控数据进行存储，默认值可以为这个监控数据的正常值。这样基于监控数据的可信度，抽取出可信度高的监控数据进行存储，可以避免错误数据造成误导。
另外，长输管路很长，沿线可能会经过多个时区，例如从土库曼斯坦到北京的长输管路会经历从东五区到东八区四个时区，因此为了避免时区不同造成的误解，监控数据会统一采用格林威治时间，OPC客户端在获取到监控数据的获取时间之后，会将其转换为所在时区时间，以方便使用。
可选地，监控数据可以包括模拟量。
相应地，该步骤203可以包括：
当本次提取出的模拟量相比上一次存储的模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，数据处理服务器将模拟量发送给数据库服务器进行存储；
当本次提取出的模拟量相比上一次存储的模拟量的变化率小于变化阈值时，数据处理服务器丢弃模拟量。
只对变化较大的模拟量进行存储，有利于降低服务器的负荷，减小数据的占用空间。
与可信度类似，当本次提取出的模拟量相比上一次存储的模拟量的变化率小于变化阈值时，可以将监控数据丢弃，对应的存储区域空着，也可以将默认值代替监控数据进行存储，默认值可以为这个监控数据的正常值。
在实际应用中，监控数据包括模拟量和数字量。数字量的不同值对应不同的状态，一旦发生变化，立即更新保存，即变化阈值为0，因此变化阈值通常作用在模拟量上。
另外，监控数据的更新阈值也可以通过可视化界面预先设置，如下表二所示：
表二
OPC Tags Name Type OPC get Value Changed Default Value
CS2-13PT-4051.Value AI 0.1 8
CS2-13CC-HW.Value DI 0 0
在表二中，AI表示模拟量，DI表示数字量。如表二所示，模拟量的变化阈值为0.1，即监控数据的变化率达到10％才进行存储；如果模拟量的变化率小于10％，则存储默认值(Default Value)，即表二中的8。数字量的变化阈值为0，即数字量只要发生变化则进行存储。
可选地，监控数据可以包括数字量。
相应地，该步骤202可以包括：
数据处理服务器按照数字量和设备状态的对应表，将数字量转换为数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
将数字量转换为对应的含义输出，可以方便工作人员了解设备的状态。
在本实施例中，设备状态可以包括停止、故障和运行，其与数字量的对应表如下表三所示：
表三
DI Value DI Status
0 停止
1 运行
2 故障
步骤204：数据处理服务器将监控数据封装为采用web协议的数据单元。
步骤205：web服务器将采用web协议的数据单元发布在网页上。
在实际应用中，web服务器可以接收实时数据，并对实时数据进行拆封、解析和发布，也可以将实时数据和历史数据一起以图形化的方式进行发布，还可以接收对数据类型和时间的要求，查询相应的历史数据进行发布。
本公开实施例提供了一种长输管道的监控设备，适用于实现图3所示的监控方法中的数据处理。图4为本公开实施例提供的一种长输管道的监控设备的结构示意图。参见图4，监控设备包括：
获取模块301，用于采用OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据；
转换模块302，用于从采用OPC协议的数据单元中提取出监控数据，并发送给监控系统进行存储；
封装模块303，用于将监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元，并发送给web服务器发布在网页上。
可选地，采用OPC协议的数据单元还可以包括监控数据的可信度。
相应地，转换模块302可以用于，
当监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，将监控数据发送给数据库服务器进行存储；
当监控数据的可信度小于可信度阈值时，丢弃监控数据。
可选地，监控数据可以包括模拟量。
相应地，转换模块302可以用于，
当本次提取出的模拟量相比上一次存储的模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，将监控数据发送给数据库服务器进行存储；
当本次提取出的模拟量相比上一次存储的模拟量的变化率小于变化阈值时，丢弃模拟量。
可选地，监控数据可以包括数字量。
相应地，转换模块302可以用于，
按照数字量和设备状态的对应表，将数字量转换为数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
可选地，获取模块301可以包括：
获取子模块，用于获取工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址和监控数据的类型；
请求子模块，用于基于OPC服务器的地址，向OPC服务器发送数据获取请求，数据获取请求包括监控数据的类型；
接收子模块，用于接收OPC服务器的按照数据获取请求从工业控制系统的数据库获取并发送的数据单元。
进一步地，请求子模块可以用于，
获取监控数据的更新周期；
按照监控数据的更新周期向OPC服务器发送数据获取请求。
可选地，获取模块301还可以用于，
接收OPC服务器主动发送的数据单元，OPC服务器主动发送的数据单元中的监控数据相比上一次发送的数据单元中的监控数据的变化率大于或等于变化阈值。
图5为本公开实施例提供的监控数据传输过程的示意图。参见图5，工业控制系统的数据库401中存储有监控数据，OPC服务器402从工业控制系统的数据库401获取监控数据，发送给作为OPC客户端的获取模块403，完成监控数据的采集10。获取模块403将监控数据发给转换模块404进行处理，转换模块404将处理之后的数据一方面发给封装模块405进行处理，另一方面发给监控系统中的数据库服务器406进行存储，完成数据的处理20。封装模块405可以将监控数据发给web服务器407，用户的客户端408可以通过访问网页的方式从web服务器407获取实时的监控数据显示给用户，用户的客户端408也可以向web服务器407请求历史的监控数据，同时web服务器407根据这个请求从监控系统中的数据库服务器406中获取相应的数据发给用户的客户端408，完成数据的输出30。
而监控系统中的数据库服务器406除了存储监控数据之外，还可以与用户交互，得到获取监控数据的配置信息，并将其发给作为OPC客户端的获取模块403。
在实际应用中，用户的客户端408和web服务器407可以设置在办公管理网络1中，监控系统中的数据库服务器406、封装模块405、转换模块404、获取模块403、OPC服务器402、工业控制系统的数据库401都可以设置在工业控制网络2中，工业控制网络2与办公管理网络1之间实现物理隔离。
图6为本公开实施例提供的监控系统传输监控数据过程的示意图。参见图6，数据处理服务器501内部的获取模块5011作为OPC客户端，从OPC服务器502获取监控数据，并将监控数据发给数据处理服务器501内部的处理模块5012。处理模块5012将监控数据发给数据处理服务器501内部的封装模块5013，封装模块5013将监控数据发给web服务器503，web服务器503将监控数据发给访问网页的浏览器504。而数据库服务器505既能与数据处理服务器501内部的处理模块5012进行交互，获取监控数据进行存储；也能与web服务器503进行交互，将存储的监控数据发送出去。
在实际应用中，获取模块5011和处理模块5012可以采用Windows Service技术实现，封装模块5013可以采用Web Service技术实现。
图7是根据一示例性实施例示出的一种服务器的结构示意图。所述服务器700包括中央处理单元(CPU)701、包括随机存取存储器(RAM)702和只读存储器(ROM)703的系统存储器704，以及连接系统存储器704和中央处理单元701的系统总线705。所述服务器700还包括帮助计算机内的各个器件之间传输信息的基本输入/输出系统(I/O系统)706，和用于存储操作系统713、应用程序714和其他程序模块715的大容量存储设备707。
所述基本输入/输出系统706包括有用于显示信息的显示器708和用于用户输入信息的诸如鼠标、键盘之类的输入设备709。其中所述显示器708和输入设备709都通过连接到系统总线705的输入输出控制器710连接到中央处理单元701。所述基本输入/输出系统706还可以包括输入输出控制器710以用于接收和处理来自键盘、鼠标、或电子触控笔等多个其他设备的输入。类似地，输入输出控制器710还提供输出到显示屏、打印机或其他类型的输出设备。
所述大容量存储设备707通过连接到系统总线705的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元701。所述大容量存储设备707及其相关联的计算机可读介质为服务器700提供非易失性存储。也就是说，所述大容量存储设备707可以包括诸如硬盘或者CD-ROM驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。
不失一般性，所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、DVD或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器704和大容量存储设备707可以统称为存储器。
根据本发明的各种实施例，所述服务器700还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即服务器700可以通过连接在所述系统总线705上的网络接口单元711连接到网络712，或者说，也可以使用网络接口单元711来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。
所述存储器还包括一个或者一个以上的程序，所述一个或者一个以上程序存储于存储器中，中央处理器701通过执行该一个或一个以上程序来实现图3所示的长输管道的监控方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由服务器的处理器执行以完成本发明各个实施例所示的长输管道的监控方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
需要说明的是：上述实施例提供的长输管道的监控设备在监控长输管道时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的长输管道的监控系统与长输管道的监控方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种长输管道的监控系统，其特征在于，所述监控系统包括：
数据处理服务器，用于采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据和所述监控数据的可信度；从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据，当所述监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储，同时所述监控数据用于存储在所述数据处理服务器的缓存器中，将所述缓存器中的监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元；所述工业控制系统与所述长输管道中站场或者截断阀室所在的办公管理网络间设置防火墙；
数据库服务器，用于对所述监控数据进行存储；所述数据库服务器与所述工业控制系统的数据库不同，不需要采用OPC协议获取；
web服务器，用于将所述采用全球广域网web协议的数据单元发布在网页上；
所述监控数据包括模拟量和数字量；
所述将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储，包括：
当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，将所述模拟量发送给数据库服务器进行存储；当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率小于变化阈值时，丢弃所述模拟量；
按照数字量和设备状态的对应表，将所述数字量转换为所述数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括：
OPC服务器，用于提供所述工业控制系统的数据库服务器中采用OPC协议的数据单元。
3.一种长输管道的监控方法，其特征在于，所述监控方法包括：
数据处理服务器采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据和所述监控数据的可信度；
所述数据处理服务器从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据，当所述监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储，同时所述监控数据用于存储在所述数据处理服务器的缓存器中；
所述数据处理服务器将所述缓存器中的监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元，并发送给web服务器发布在网页上；所述工业控制系统与所述长输管道中站场或者截断阀室所在的办公管理网络间设置防火墙；
所述监控数据包括模拟量和数字量；
所述将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储，包括：
当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，将所述模拟量发送给数据库服务器进行存储；当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率小于变化阈值时，丢弃所述模拟量；
按照数字量和设备状态的对应表，将所述数字量转换为所述数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
4.根据权利要求3所述的监控方法，其特征在于，所述采用OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，包括：
获取所述工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址和所述监控数据的类型；
基于所述OPC服务器的地址，向所述OPC服务器发送数据获取请求，所述数据获取请求包括所述监控数据的类型；
接收所述OPC服务器的按照所述数据获取请求从所述工业控制系统的数据库获取并发送的数据单元。
5.根据权利要求4所述的监控方法，其特征在于，所述基于所述OPC服务器的地址，向所述OPC服务器发送数据获取请求，包括：
获取所述监控数据的更新周期；
按照所述监控数据的更新周期向所述OPC服务器发送数据获取请求。
6.根据权利要求5所述的监控方法，其特征在于，所述采用OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，还包括：
接收所述OPC服务器主动发送的数据单元，所述OPC服务器主动发送的数据单元中的监控数据相比上一次发送的数据单元中的监控数据的变化率大于或等于变化阈值。
7.一种长输管道的监控设备，其特征在于，所述监控设备包括：
获取模块，用于采用应用于过程控制的对象连接与嵌入OPC协议从工业控制系统的数据库获取采用OPC协议的数据单元，所述OPC协议的数据单元包括长输管道中站场或者截断阀室的监控数据和所述监控数据的可信度；
转换模块，用于从所述采用OPC协议的数据单元中提取出所述监控数据，当所述监控数据的可信度大于或等于可信度阈值时，将所述监控数据发送给数据库服务器进行存储，同时所述监控数据用于存储在数据处理服务器的缓存器中；
封装模块，用于将所述缓存器中的监控数据封装为采用全球广域网web协议的数据单元，并发送给web服务器发布在网页上；所述工业控制系统与所述长输管道中站场或者截断阀室所在的办公管理网络间设置防火墙；
所述监控数据包括模拟量和数字量；
所述转换模块用于，当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率大于或等于变化阈值时，将所述模拟量发送给数据库服务器进行存储；当本次提取出的所述模拟量相比上一次存储的所述模拟量的变化率小于变化阈值时，丢弃所述模拟量；
按照数字量和设备状态的对应表，将所述数字量转换为所述数字量对应的设备状态发送给数据库服务器进行存储。
8.根据权利要求7所述的监控设备，其特征在于，所述获取模块包括：
获取子模块，用于获取所述工业控制系统的数据库连接的OPC服务器的地址和所述监控数据的类型；
请求子模块，用于基于所述OPC服务器的地址，向所述OPC服务器发送数据获取请求，所述数据获取请求包括所述监控数据的类型；
接收子模块，用于接收所述OPC服务器的按照所述数据获取请求从所述工业控制系统的数据库获取并发送的数据单元。
9.根据权利要求8所述的监控设备，其特征在于，所述请求子模块用于，
获取所述监控数据的更新周期；
按照所述监控数据的更新周期向所述OPC服务器发送数据获取请求。
10.根据权利要求9所述的监控设备，其特征在于，所述获取模块还用于，
接收所述OPC服务器主动发送的数据单元，所述OPC服务器主动发送的数据单元中的监控数据相比上一次发送的数据单元中的监控数据的变化率大于或等于变化阈值。
11.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括：
处理器；
被配置为存储所述处理器的可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求3至6任一项所述的监控方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可读存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得所述服务器能够执行权利要求3至6任一项所述的监控方法。
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