[发明专利]一种支持DSL的RTU设备

说明书

本发明公开一种支持DSL的RTU设备，主要包括支持多仪表自动化测控采集的DSL专门语言定义及其系统数据结构模型抽象，以及一套用以支持该DSL的RTU运行环境。通过DSL，本发明所述RTU具备与IEC61131‑3可编程规范相似的编程能力，尤其是对多仪表协同采集，复杂事件检测，以及控制执行的编程能力，同时避免引入通用编程语言的复杂性，便于工程技术普及。通过运行环境设计，本发明所述RTU可以使DSL适配多种不同仪表设备和不同接入协议，使RTU在多种不同应用场景中发挥价值。

技术领域

本发明属于物联网数据采集控制技术领域，尤其是基于开放型可编程逻辑的RTU自动化仪表数据采集与测控技术领域。

背景技术

RTU称为远程终端单元，典型应用于工厂SCADA(监督控制与数据采集)系统。一般而言，RTU部署在远离SCADA的现场，需要通过某种通信链路实现RTU与SCADA之间的连接。为了应对条件恶劣的工业现场和通信链路的不确定性，RTU一般具有相当的智能，使之能完成数据采集，存储，事件检测，处理，以及过程控制等诸多功能。从“智能”的实现方式看，可以粗略的将RTU分为封闭型系统和开放型系统。在封闭型系统中，RTU的智能是按应用场景需求预先设计并固化的。比如，锅炉控制RTU通过监测汽包蒸汽压力实现锅炉启停和燃烧负荷控制。虽然封闭型系统一般会通过过程变量参数化使其控制过程具有一定的灵活性，但是这种灵活性难以应对应用场景需求变化，一般只能服务于特定用途。相比之下，开放型RTU系统支持通过某种形式的二次编程以应对不同应用场景。一种典型的开放型RTU系统支持基于可编程逻辑控制器规范IEC 61131-3进行编程。IEC 61131-3定义了基于图形化表达和结构化文本表达的多种编程方式，这种支持IEC 61131-3规范的RTU目前正广泛应用于工业制造和过程控制领域。另外，随着互联网和开源软件的影响力向传统的控制领域渗透，也出现了一些以支持流行脚本语言(如Python或JavaScript)和Web交互为特征的开放型RTU。比较而言，开放型RTU系统比封闭型RTU系统更加灵活性，可以通过重新编程来适应使用场景需求变化，但是要求使用者具备一定的二次开发能力。一般而言，功能越灵活，对使用者的开发能力要求越高。对于类似IEC 61131-3的结构化文本和Python脚本这种功能强大的编程方式，使用者必须经过大量的编程训练才能掌握。而相对容易上手的如IEC 61131-3梯形图编程，则在复杂逻辑表达方面欠佳，有时候需要绘制非常冗长的图形来表达一个中等复杂度的控制逻辑，这种图形往往难以维护和理解。另一方面，从我们的大量工程实践看，对于许多接入多种仪表数据的RTU系统而言，虽然其使用场景貌似差异巨大，但是我们可以将RTU的测控需求归纳为仪表协同，事件监测，控制执行等几个方面。进一步，在这一归纳的基础上，我们自然而然的可以设计一套专门指令，使用户可以简单的对RTU进行编程。这一套指令即本说明书所述之RTU DSL(Domain Specific Language)。同时，本发明还允许在远程对RTU DSL进行编辑和模拟调试，方便用户在云端对RTU设备进行集中管理。借助RTU DSL，本发明所述的RTU还引入了事件机制，使得RTU的控制执行比基于轮询模型的IEC 61131-3和脚本语言模型更加有效，从而允许提高控制实时性或者降低硬件成本。以下本发明说明书部分将分别对RTU支持的DSL，以及RTU的DSL运行环境进行说明。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种支持DSL的RTU设备。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提出了一种支持DSL的RTU设备，定义一套专门化的RTUDSL，以及用以支持该DSL的运行环境和远程开发调试环境。

如上所述，对于一个接入多种仪表的RTU来说，其测控需求可以归纳为仪表协同，事件检测，控制执行三个方面。这里所说的仪表，既包括直接以数字IO或模拟IO相连的简单仪表(或传感器)，也包括采用某种协议(如Modbus RTU/TCP)连接的智能化仪表(或仪器设备)。