[发明专利]一种工厂智能集成系统及方法

权利要求书

1.一种工厂智能集成系统，其特征在于：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。

2.根据权利要求1所述的工厂智能集成系统，其特征在于：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。

3.根据权利要求1所述的工厂智能集成系统，其特征在于：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。

4.根据权利要求3所述的工厂智能集成系统，其特征在于：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。

5.根据权利要求2所述的工厂智能集成系统，其特征在于：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。

6.根据权利要求1所述的工厂智能集成系统，其特征在于：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的数据采集站。

7.根据权利要求1所述的工厂智能集成系统，其特征在于：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。

8.根据权利要求3所述的工厂智能集成系统，其特征在于：各个接口统一集成到一个数据采集机柜作为数据采集站。

9.根据权利要求1-8之一所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

所有现场数据都通过相应的接口模块采集并转换成一个通讯协议后，以以太网接口连接安全防护网关，网关控制端和信息端之间有一个安全隔离区，隔离区采用加密数据交互，通过过滤、检查、交换和阻隔将数据从控制端送入信息端，在信息端同样采用MODBUS TCP协议，然后通过交换机进入数据集成环网，实时数据库与环网连接，其他服务器通过生产基础网络与实时数据库共享数据；

步骤（5）、对各个数据终端进行实时监控

通过显示单元对各个数据终端进行实时监控，显示单元采用C/S结构和B/S结构混合的模式，C/S结构供生产调度部门使用，B/S结构其他管理部门和数据应用部门使用。