[发明专利]一种基于OPC‑UA的DCS移动远程监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于OPC-UA的DCS移动远程监控系统，主要包括上位机、服务器、DCS控制系统三部分，其特征在于：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。

2.根据权利要求1所述的一种基于OPC-UA的DCS移动远程监控系统，其特征在于：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。

3.一种基于根据权利要求1的移动远程监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

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。

4.根据权利要求3所述的一种移动远程监控方法，其特征在于：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。

5.根据权利要求3所述的一种移动远程监控方法，其特征在于：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。

6.根据权利要求3所述的一种移动远程监控方法，其特征在于：步骤3中，所述订阅监视项是在服务器和客户端之间交换信息的一种方式，通过这种方式实现周期性地更新数据；

所述订阅监视项包括以下步骤：

步骤3-1，订阅模块按照所述浏览地址空间获取的节点信息创建监视项，并设置监视项的属性，包括监视模式，采样间隔等；

步骤3-2，订阅模块创建一个订阅，并定义订阅的初始设置，包括订阅的发布间隔、使用期限、每个通知消息的最大通知数等；

步骤3-3，订阅模块将上面创建的监视项添加到订阅，当监视项监测到数据改变的时候由订阅部分推送到上位机；

步骤3-4，订阅模块可编辑或删除某个或多个监视项。

7.根据权利要求3所述的一种移动远程监控方法，其特征在于：步骤4中，所述的显示数据，绘制实时动态曲线包括以下步骤：

步骤4-1，上位机中数据显示模块绘制DCS控制对象的工业流程图，提供工业流程图中某些地方必要的交互点击事件；

步骤4-2，数据显示模块接收到订阅模块推送的数据，转化成上位机所需要的数据格式，按照界面要求显示到上位机上；

步骤4-3，监控人员与上位机进行交互，需要点击数据显示模块提供的某个设备的点击事件，调出实时动态曲线显示模块；

步骤4-4，实时动态曲线显示模块首先绘制出以数据变化时间为横坐标，数据的数值为纵坐标的平面直角坐标系，将数据显示模块中转换后的数值画到平面直角坐标系中，形成一条显示数据变化趋势的曲线。