[发明专利]一种适用于大规模、复杂生产线的组态化SCADA系统构建方法

说明书

本发明公开了一种适用于大规模、复杂生产线的组态化SCADA系统构建方法，包括设备连接协议、网络通信架构和设备连接架构，其中设备握手协议基于UUID而非生产线设备IP地址；网络通信架构采用两级路由结构，分别为用于多设备组网的一级路由以及用于单条生产线抽象化的二级路由；设备连接架构采用三层结构，分别为生产线抽象化层、中间控制层以及前端显示层。通过上述方式，本发明提出的适用于大规模、复杂生产线的组态化SCADA系统构建方法能够自适应的识别接入设备、自动识别设备的通信协议、使用UUID建立通信提升安全性、通过多级路由构架最小化改动生产线，提高了在大规模、复杂生产线上构建SCADA系统的效率，节省了多生产线组网时的改造成本。

技术领域

本发明涉及数据采集与监视控制系统技术领域，特别是涉及一种适用于大规模、复杂生产线的组态化SCADA系统构建方法。

背景技术

SCADA系统在当前诸多领域具有重要的作用，目前已经在电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域起到了不可替代的作用。

随着科技的不断发展，传统工业制造领域正在不断向智能制造进行转型，我国已在此进行了多方面的布局。在智能制造中，对生产过程的感知是后续分析、决策等部分的基础，而生产过程的感知即通过传感器对生产制造过程的数据进行采集和存储。

当前对于智能制造的工厂的构建主要包括了新一代工厂的建立以及对传统工厂进行智能化改造。前者由于是从零到一的过程，可以在工厂构建之初进行布局；对于传统工厂的智能化改造则因历史原因，即便是工厂中相同工艺的生产线也会由于各种因素扩充了不同型号的生产线设备，进而具有不同的编程环境、软/硬件通信接口等。

此外，对于规模较大的工厂，通常具有多种不同类型的生产制造工艺。这些因素使得在构建或改造工厂生产线设备接入SCADA时，大多需要修改每一个生产线设备的程序，重新对复杂生产线组网，费时费力且不易于后续生产设备的扩充或调整。此外，由于工业生产过程中安全是第一位，而智能化工厂不可避免要考虑接入防御网络入侵对工厂设备造成破坏。

尽管目前已有一些SCADA系统构建的相关专利，然而大多需要对生产线设备进行修改而不利于后续对生产线设备的升级，或是基于固定分配的IP地址不利于生产线设备的动态连接，或是没有考虑到安全因素等。

发明内容

本发明主要针对现有技术问题，提供一种适用于大规模、复杂生产线的组态化SCADA系统构建方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种适用于大规模、复杂生产线的组态化SCADA系统构建方法，通过网络设备层1、数据解析层2、服务接口层3、功能层4以及人机交互层5自底向上的五层架构，组态化实现工厂的SCADA系统构建。

进一步地，网络设备层1涉及到对当前车间进行基于专有网络通信架构的网络连接的改造。

通过为每条生产线配置独立的二级路由9，通过将生产线都接入二级路由9路由的LAN并关闭二级路由9的LAN的DHCP功能；通过将所有的二级路由9的WAN接入到同一个一级路由8的LAN网络，通过一级路由8的DHCP自动为二级路由9分配IP地址；通过在二级路由9中配置端口映射，将二级路由9的LAN中用于通信的端口映射到二级路由9的WAN相应端口，从而能够在一级路由8所组建的LAN网络中访问所有的生产线。

进一步地，数据解析层2涉及到对实际生产线7抽象化数字化生产线12：在实际生产线7中，分别分配独立的UUID到实际生产线7设备的某寄存器中，用作设备的识别以及通信密钥；数字化生产线12体现为设备信息数据库14，用户应将相应UUID的实际生产线7设备，需要读/写的寄存器数据以及其它所需要的描述信息，存入设备信息数据库14。