[发明专利]一种基于双主板架构的数据采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业过程优化控制领域，具体涉及一种基于双主板架构的数据采集装置及方法。

背景技术

OPC(OLE for Process Control)即OLE(Object Linking and Embedding)用于工业控制领域的一个通讯接口标准，它为过程控制提供了一套标准的接口、属性和方法。OPC采用Server和Client方式通讯，其中Client负责请求数据，Server响应请求并提供数据。OPC的出现使得不同厂商的设备和驱动程序可以灵活地进行连接和信息交互，从而大大提高了过程控制装置和数据采集系统的开放性和互操作性。

工业化与信息化的发展实现了传统计算机网络与工业控制网络的紧密融合，越来越多的企业管理信息系统，如石油、化工等典型流程工业的生产执行系统(MES)，利用多种数据交互设备从集散控制系统(DCS)采集实时数据，进而完成优化控制。特别是物联网、大数据等新技术的逐步深化应用，管理网与工控网的联系日趋紧密，扩大了工控网的访问范围，但同时也增加了安全风险。

为了将DCS的生产数据采集到MES中，现有数据采集装置一般采用与工控网或管理网相似的技术，如X86主板、Windows操作系统等等。X86硬件平台与管理网络具有相同的硬件架构，因而病毒可以利用此漏洞攻击工业控制网络。此外，对于能够利用Windows操作系统本身缺陷进行传播的网络蠕虫病毒，目前的数据采集装置几乎没有防范作用。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于双主板架构的数据采集装置及方法。基于双主板架构且操作系统异构的数据采集装置防止了病毒等恶意程序在工控网和管理网之间的传播，提高了工业控制系统中实时数据采集的安全性。

通过以下技术方案实现，

一种基于双主板架构的数据采集装置，该装置包括X86主板和ARM主板，所述双主板采用异构的操作系统，其中X86主板运行Windows系统，ARM主板运行Linux系统；所述Windows系统和Linux系统上分别运行数据采集服务端程序OPC Server、数据采集客户端程序OPC Client；其中X86主板包括启动模块、标签点接收模块、标签点处理模块、标签点发布模块和数据处理模块，ARM主板包括采集模块和数据发送模块，

所述启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；

所述标签点接收模块接收请求标签并发送至标签点处理模块；

所述标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取请求的标签点并处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；

所述采集模块从采集配置文件opcconfig.txt中获取配置信息并通过数据发送模块将数据发送至X86主板上的数据处理模块；

所述数据处理模块更新数据；

所述标签点发布模块将更新的标签数据返回至MES层。

一种基于双主板架构的数据采集方法，基于所述的数据采集装置，所述数据采集方法的具体步骤如下：

(1)运行OPC Server上的启动模块；

(2)启动模块从配置文件opcsvrcfg.ini中获取数据采集服务端信息；

(3)标签点接收模块接收MES层的请求标签；

(4)标签点处理模块从配置文件opccollcfg.ini中获取MES层请求的标签点；

(5)标签点处理模块处理请求标签生成采集配置文件opcconfig.txt；

(6)OPC Client上的采集模块从采集配置文件opcconfig.txt中获取配置信息；

(7)采集到的数据通过数据发送模块传递到OPC Server上的数据处理模块；

(8)数据处理模块更新数据；

(9)标签点发布模块发布标签数据到MES层。

更优的，X86主板和ARM主板之间通过高速以太网通讯。

更优的，步骤(1)、(2)中，程序启动时首先判断opcsvrcfg.ini文件是否存在，不存在则结束，存在则读取OPC Server配置信息；读取失败则结束，读取成功则进行初始化OPC Server；初始化失败则结束，初始化成功则依次进行：启动标签点处理线程、初始化Socket信息、创建数据处理线程。