[发明专利]一种面向工业现场的智能物联网关

说明书

本发明公开了一种面向工业现场的智能物联网关，包括工业PC，工业PC上设置有以太网接口、POWERLINK接口、USB接口和串口，所述工业PC还通过OPC/OPC UA协议与外部设备进行通信。随着经济的发展，人力成本的升高，制造企业越来越倾向于用自动化、智能化的设备或系统代替或减轻人的工作。但生产过程真正实现少人化、无人化，需要生产过程管控系统具有生产现场加工、搬运、保障、检测等生产环节的协同控制，现场状态的实时监控，现场异常的及时响应排除等功能。工业现场智能物联网关可以实现现场数据的实时采集、智能感知和过程的实时优化控制，可为实现生产过程智能管控功能提供基础支撑。

技术领域

本发明涉及一种网关，具体涉及一种面向工业现场的智能物联网关。

背景技术

在智能制造的社会环境下，德国提出的CPS为核心的智能制造是以制造过程的高度自动化、标准化为基础，美国的制造互联网是以稳定可靠的网络贯通制造环节为核心，“中国制造2025”基于我国制造业基础薄弱、条件参差不齐的现状提出了“两化融合”的发展重点。

工业现场数据上不来、过程不透明，导致生产组织协调难、管控效率低、决策滞后等已经成为制造业最突出的“痛点”，迫切需要解决。随着“两化融合”的大力推进，目前有很多技术和方案可用于解决特定工业现场的数据采集问题。

Kepware公司的kepserver软件，是用于数据采集的OPC/OPC UA软件网关，通过基于以太网OPC/OPC UA协议向应用提供可发现的数据接口，该软件可配置解析广泛的设备协议，包括各种串口、以太网协议以及一些专有的设备协议。该软件的不足之处在于，需要外部提供X86系统的计算机及其连接接口，仅能处理以太网和串口连接的设备和系统，而且系统可伸缩性小，难以完成对实时性数据的采集。

AnyLink物联网盒子，是系列采用以太网、WIFI、4G通信等接入互联网的盒式设备，可连接工控机、串口/网口设备、PLC等，采用MODBUS TCP协议接入应用。该盒子的不足在于，盒子为ARM平台，仅支持LINUX系统，其可伸缩性有限，对工业以太网支持少，以MODBUS TCP协议提供的数据不易被应用发现，不适应于实时数据采集。

制造行业工业现场由于历史、技术、成本等因素，不同行业、不同企业甚至同一企业内部，生产设备、系统多种多样，对外通信接口形式、协议千差万别，提供商定义的应用层协议更是五花八门，目前还没有通用的方案能满足工业现场数据采集的复杂需求。

发明内容

本发明专利主要针对工业现场设备、系统专业性强、接口、协议异构、数据采集实时性要求高、数据采集实施困难等问题，提出一种面向工业现场的智能物联网关，实现工业现场“人、机、料、法、环、测”六大要素数据的实时采集、分析、分发、存储以及优化控制等功能，包括：工业现场加工、

一种面向工业现场的智能物联网关，包括工业PC，还包括在工业PC上建立的主系统及实时系统组成的双系统，其通信接口包括以太网接口、POWERLINK接口、USB接口和串口，支持以OPC/OPC UA协议、MODBUS TCP协议、TCP/IP协议与外部设备进行通信。

网关工作时，先运行主系统，在主系统启动后，通过运行工具启动实时系统，实时系统占据网关CPU的一个核心，保证实时系统作为一个主站PLC运行，实时系统实现从站PLC的数据采集和控制；主系统运行保证网关的正常功能，网关提供OPC/OPC UA接口服务，实现多协议解析及统一输出，配置服务包括依次进行的以下步骤：

A、建立设备描述表，设备描述表包括设备名称、连接的位置、协议类型和各个数据的描述；建立协议解析栈，协议解析栈由各种协议解析模块构成，每种协议解析模块负责解析对应的设备协议；

B、将需要接入网关的设备与网关连接；