[发明专利]一种智能工业网络监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业网络监控领域，尤其是涉及一种智能工业网络监控系统设计实现方法。 

背景技术

随着现代工业技术的不断发展，其生产规模日益扩大，对于生产过程的安全性及其相关配套技术的要求也越来越高。工业监测与控制技术是保证设备安全生产运行的关键技术之一，特别是在设备种类繁多、标准不一、台套数量较大的工业现场，建立分布式网络化的设备状态监测与控制系统就成为现代工业技术发展的必然趋势与热点研究方向。当前广泛应用的工业网络监测系统是基于传统的客户机/服务器(Client/Server，CS)架构的，由于实互联网地址的限制与资源耗尽问题，它不能够对网络拓扑架构的变化而引起的各种服务配置问题提供足够的动态支持与管理。在此类技术条件下，网络拓扑架构一旦发生变化，将会带来大量的、繁琐的网络参数配置任务。此外，由于企业内部网关(Enterprise Intranet Gateway，EIG)的限制与屏蔽，CS架构的工业网络监控系统难于穿越EIG的限制，从而不能对目标设备实现真正的远程在线实时监测与控制。鉴于上述原因，开发一种实时性、易用性好，具备广泛通用性与自适应能力的智能化工业网络监测与控制系统是非常有必要的。 

发明内容

为了克服CS构架工业网络监控系统的不能动态响应结构变化、实时性较差、通用性和自适应能力较差的不足，本发明提供一种能够动态响应工业监控网络的结构变化、实时性良好、通用性和自适应能力较高的智能工业网络监控系统。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种智能工业网络监控系统，所述系统利用嵌入式系统技术构建监控网络结点，引入通用即插即用技术组建监控网络物理拓扑构架，利用层次分析法确定监控系统上下文层次结构、功能模块划分与数据依赖关系；利用通用即插即用系统功能服务实现监控网络系统的实时控制与智能管理； 

所述的监控网络结点包括基于嵌入式中央处理器的目标设备数据采集结点、用户监控与管理结点和数据服务中心结点；所述目标设备数据采集结点、用户监控与管理结点和数据服务中心结点均包括以下模块： 

①设备数据采集模块，用以面向设备数据采集结点的数据与状态采集子模块，完成对监控目标设备数据与运行状态的采集与预处理操作，并根据既定的数据传输协议封装为数据分组，并传送至其它订阅结点； 

②用户监控管理模块，用以面向用户监控管理结点的显控人机接口子模块，提供友好、易用的人机会话接口，实现监控数据的在线/离线显示、设备状态调控、监控及网络服务发现以及其它与过程监控相关的控制信息的交互功能； 

③数据存储服务模块，用以面向数据服务中心结点的数据存储与查询子模块，根据用户所提供的查询条件，通过嵌入式结构化查询语言得到用户所需的数据标的，进而实现离线数据的历史回放、深度分析功能； 

所述的系统上下文层次结构为组成系统的各技术规程的顺序排列结构，并利用层次分析法定义任一规程与相邻规程的数据服务关系与接口； 

所述的通用即插即用系统功能服务采用基于进程间通信方法的系统服务函数调用机制与系统行为事件订阅机制。 

进一步，所述的智能工业监控网络物理拓扑构架由工业生产车间部分、企业监控中心部分以及连接两者之间的高速工业以太网络三个物理实体部分组成； 

所述的工业生产车间部分是由面向目标设备的数据采集结点所组成的工业现场子网络，所述的目标设备数据采集结点实体为基于单个嵌入式中央处理器结构的实时数据采集子系统；该子系统可支持通用即插即用服务通信协议，使设备实时数据采集与网络监控分离，完成对监测目标某个物理参数的大批量、实时数据采集与预处理计算任务； 

所述的企业监控中心部分包括用户监控与管理结点和数据服务中心结点； 

所述的用户监控与管理结点实体为基于双重嵌入式中央处理器的设备监控子系统，其中第一重处理器负责实时数据的缓冲、收集与分发任务，第二重处理器负责数据的分析计算、显示与控制指令下达任务；该子系统可支持通用即插即用服务通信协议，并通过通用即插即用系统通信接口实现对整个网络的控制与管理，并根据用户需求选择相应的目标设备数据采集结点进行实时数据显示、当前运行状态诊断以及其它在线监控功能会话服务； 

所述的数据服务中心结点是存储海量历史监控数据的工业监控网络主题数据库，通过目标设备档案中的相关技术参数信息，可以进行文件管理、按需查询、历史数据回放、不同时段自比较分析、不同设备互比较分析以及监控报告打印等离线事物处理；