[发明专利]一种工厂智能集成系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能集成系统，尤其是一种工厂智能集成系统，还涉及其集成方法，属于通信领域。

背景技术

在工厂自动化和信息化融合的新阶段，厂内设备和控制系统的数据集成是迈向智能工厂的第一步。然而，一个制造企业或一个生产系统是由许多制造商提供的设备和工控系统组成的，这些设备是在多个国家和多个技术标准下生产的，甚至有不同历史时期的产品，通讯方式和通讯协议都不尽相同，设备状态监测的实现尤其繁琐，如何在有限成本下，以最有效率的方式取得不同厂牌、不同通讯协议设备的生产状态信息，并将数据集成到一个平台实现远程监视控制和进一步分析，是信息化和自动化项目实施者必须解决的关键问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，满足信息化建设的基础数据要求，本发明第一目的在于提供一种具备多种接口和多种协议转换的工厂智能集成系统，集成工厂内所有工控系统、自动化设备和仪器仪表的数据。同时，还要考虑到工控网络安全问题，防止工控系统受到病毒入侵而影响其稳定性和可靠性。本发明第二目的在于提供一种集成方法。本发明的具体方案如下：

一种工厂智能集成系统，包括服务器单元、网络单元、带若干数据接口单元的数据采集站、安全防护单元以及与服务器单元连接的显示单元，数据接口单元包括协议转换和数据处理单元，服务器单元与数据接口单元之间通过网络单元进行数据交互；

数据接口单元将各个数据终端的数据集成，其中，协议转换和数据处理单元读取数据，解析协议包，并将各种通讯协议的数据转换成标准的通讯协议；

显示单元用于监控和展示全厂内所有数据终端的信息；安全防护单元保护服务器单元和数据接口单元之间的数据安全。

进一步地，服务器单元包括历史数据服务器、实时数据库服务器、web服务器；实时数据库服务器与数据接口单元进行数据交互，历史数据服务器和web服务器通过生产基础网络与实时数据库服务器连接，使得历史数据库和实时数据库的数据同步存储，历史数据服务器提供历史曲线形式的数据查询。

进一步地，数据接口单元包括接口转换器、IO接口、串行接口、以太网接口和MPI接口，其中，PLC系统、DCS系统和RTU站与以太网接口连接，各个仪器、仪表和智能设备与串行接口连接，无接口设备与IO接口连接，串行接口将非标准通讯协议转换为标准MODBUS TCP协议，IO接口将将脉冲量或者模拟量信号转换为MODBUS TCP协议的数字量信号，以太网接口与安全防护单元连接。

进一步地，安全防护单元包括安全防护网关，安全防护网关包括控制端和信息端，其中，控制端与各接口连接，信息端通过以太网接口接入网络单元。

进一步地，还包括备用实时数据库服务器，两台实时数据库服务器互为热备，并实现负荷均衡和冗余功能。

进一步地，网络单元是由多个交换机、光缆和辅助设备组成的网络，由1000M双环网作为数据集成的核心网络，环网节点下采用星型网络结构，每个节点下设置多个车间采集数据的交换机。

进一步地，显示单元包括历史数据查询单元、数据报警查询单元、统计分析单元和各个车间数据采集部的网络监视单元。

进一步地，各个接口统一集成到一个数据采集机柜作为数据采集站。

本发明涉及的根据上述的工厂智能集成系统的多协议通讯集成方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）、PLC系统、DCS系统、RTU的集成

将工厂生产车间的PLC系统、DCS系统和RTU通过以太网的方式接入数据接口单元的以太网接口，实现数据采集站与现场设备间的通讯，通过集成在以太网接口中的数据处理单元和协议转换单元将各种协议的数据转换的标准的MODBUS TCP协议；无以太网接口的DCS系统采用OPC协议接入以太网接口，再过集成在以太网接口中的数据处理单元和协议转换单元将OPC协议的数据转换的标准的MODBUS TCP协议；

步骤（2）、各个仪器、仪表和智能设备的集成

各个仪器、仪表和智能设备连接串行接口，串行接口通过其数据处理单元和协议转换单元将非标准协议的数据转换的标准的MODBUS TCP协议；

步骤（3）、无任何通讯接口的设备的集成

在无任何通讯接口的设备端增加中间继电器或者隔离器，将脉冲量或者模拟量数据从原来的线路中分一路接入IO接口，IO接口的数据处理单元和协议转换单元将脉冲量或者模拟量信号转换为MODBUS TCP协议的数字量信号；

步骤（4）、安全防护网关的连接