[发明专利]一种基于OPC‑UA的DCS移动远程监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业监控技术领域，具体涉及一种基于OPC-UA的DCS移动远程监控系统。

背景技术

集散控制系统(Distributed Control System，DCS)，对工业现场装置进行集中控制、监测、记录和报警等操作，过去为了实现不同生产装置的DCS和数据采集之间的数据通信，需要花费很多时间开发专用的通信接口程序，而OPC标准的出现解决了这一难题。在监控过程中传统的监控软件主要存在以下问题：1、传统的DCS监控软件一般运行于PC机端，现场监控人员需要固定在监控室中进行查看操作，没有办法解放人力。此外，一般工业现场设备维护和调试一般需要用对讲机实现相关工作人员的通讯，这增加了维护和调试的不便。2、由于传统OPC通信接口基于微软的COM和DCOM技术，在远程访问时传统OPC存在以下几点问题，第一点为难以配置并且有很长的不可配置的超时时间；第二点是由于只有在Windows操作系统中的OPC客户端才可以与OPC服务器进行信息通信，平台独立性差。

OPC-UA的诞生是希望为所有现有的基于COM的规范，建立一个没有损失任何功能和性能的真正替代品，并且能够描述复杂系统的建模能力以及平台独立的系统接口。目前移动设备的不断升级，硬件配置和网络传输速度的提高，移动监控软件的发展不断加快解决以上问题的难度大大降低，市场急需一种便捷、低成本、安全可靠的移动远程监控系统。

发明内容

本发明目的是提供一种维护方便、灵活性强、监控性能优良、安全可靠的基于OPC-UA的DCS移动远程监控系统及方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括上位机、服务器、DCS控制系统三部分，所述上位机为Android平台上基于OPC-UA规范开发的移动组态软件，所述服务器为基于OPC-UA规范开发的OPC服务器；上位机与服务器通过OPC-UA协议通讯，所述DCS控制系统为现场工业控制系统，服务器与DCS控制系统进行有线连接。

进一步的，所述的上位机包括查找服务器模块、连接服务器模块、浏览地址空间模块、订阅模块、数据显示模块、绘制实时动态曲线模块；所述服务器包括连接验证模块、地址空间模块、监视项模块、数据采集模块；上位机与服务器通过WIFI局域网无线连接，服务器与DCS控制系统通过有线连接。

本发明所述的一种移动远程监控方法，包括以下步骤：

步骤1，查找连接服务器，查找服务器模块通过WIFI查找有效的服务器，连接服务器模块选择要连接的服务器，配置网络连接需要的信息，发送连接请求，在服务器验证；

步骤2，浏览地址空间，通过上位机中浏览地址空间模块向服务器传递一个入口节点，然后返回一个节点列表，如果没有所需节点则需要递归浏览；

步骤3，订阅监视项，服务器中监视项模块根据选定节点，设置监视项所需属性创建监视项，上位机中订阅模块设置订阅相关属性创建订阅，然后将监视项添加到订阅中当监视项数据改变时，通过订阅推送到上位机中；

步骤4，显示数据，绘制实时动态曲线，上位机中数据显示模块根据工业现场绘制工业流程图，提供相应的交互事件，把数据更新实时反应到显示界面，点击需要设备，弹出曲线显示窗口，展示数据变化趋势。

进一步的，步骤1中，所述的查找服务器为上位机中查找服务器输入一个已注册的服务器路径，查找当前路径下包含的服务器列表，将部分信息显示到界面供用户选择；

所述的连接验证服务器包括以下步骤：

步骤1-1，上位机选择要连接的服务器，配置访问方式，发送连接请求给服务器的连接验证模块；

步骤1-2，服务器的连接验证模块根据上位机的访问方式进行验证，如果验证通过则连接成功；否则连接失败，从新建立连接。

进一步的，步骤2中，所述的节点是组成地址空间的重要概念，由基节点派生而来，用来描述现场的物理设备，节点和节点之间的引用构成OPC-UA的地址空间；

所述地址空间是一个抽象的概念，在OPC-UA中将底层控制设备抽象成地址空间中的节点，集成地址空间就是将工业现场中的底层设备映射到节点集合中；

所述的浏览地址空间包括以下步骤：

步骤2-1，浏览地址空间模块浏览当前连接的服务器的地址空间模块；

步骤2-2，浏览地址空间模块选择入口节点在服务器地址空间模块中浏览，为当前节点返回一个连接的节点的列表，构建一个树形层次结构；

步骤2-3，浏览地址空间模块从构建的树形层次的根节点进入，依次递归浏览，获取服务器中的各节点信息，根据实际需求进行操作。