[发明专利]一种5G网络云-端协同的虚拟PLC控制方法及系统

说明书

本发明提供一种5G网络云‑端协同的虚拟PLC控制方法及系统，包括云平台基础服务部署和I/O模块与云端信息交互，用虚拟化技术，将云服务器中一部分物理资源抽象构建逻辑资源层，安装强实时性操作系统支持应用部署，部署软件定义PLC的开发环境和运行环境，对单个软件定义PLC资源再分割，虚拟化配置出多个虚拟PLC，从功能上替换PLC控制器硬件的CPU部份，硬件驱动、系统接口抽象化设计，软件定义PLC与I/O模块建立通讯连接，达到控制效果。创新开发了5G网络云‑端协同的虚拟PLC控制方法，使得PLC与工业互联网平台直接相通具有互操作性，修改和升级PLC不再依赖特定厂商，是未来实现ERP、MES和工业APP直接驱动控制系统，实现大数据驱动敏捷控制的一项重要举措。

技术领域

本发明涉及PLC控制技术领域，特别涉及一种5G网络云-端协同的虚拟PLC控制方法及系统。

背景技术

目前工业物联网控制需要实时处理海量现场数据并输出控制指令，数据驱动控制模型需混合使用离线和在线数据，各种网络连接使控制系统架构日趋复杂，这些对控制系统提出要具备高容量网络带宽、高性能计算资源、自适应软件架构以及智能计算框架的要求。具有适应性和敏捷性的云计算可以被认为是应用于未来工业自动化系统有效的解决方案，而5G通讯网络具有低时延、大带宽、广连接等特点，5G与云计算融合将广泛深入地推动信息技术的应用发展。

传统的PLC硬件厂家都有自己的通信协议，具有不开放、不可扩展以及不可兼容的特点，这对于硬件集成和控制能力扩展是非常制约的。本发明创新开发了5G网络云-端协同的虚拟PLC控制方法，研究5G网络下云化集中控制技术，采用一种云服务融合控制模式的工业自动化架构，在私有云服务器中部署虚拟PLC软件，将控制指令作为服务通过5G网络传递到现场设备，使得PLC与工业互联网平台直接相通具有互操作性，实现智能化和自我感知，并且修改和升级PLC不再依赖特定厂商，是未来实现ERP、MES和工业APP直接驱动控制系统，实现大数据驱动敏捷控制的一项重要举措。

发明内容

为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种5G网络云-端协同的虚拟PLC控制方法及系统，创新开发了5G网络云-端协同的虚拟PLC控制方法，研究5G网络下云化控制技术，采用一种云网融合的工业控制架构，在私有云服务器中部署软件定义的PLC，将控制指令作为服务通过5G网络传递到现场设备，使得PLC与工业互联网平台直接相通具有互操作性，实现智能化和自我感知，并且修改和升级PLC不再依赖特定厂商，是未来实现ERP、MES和工业APP直接驱动控制系统，实现大数据驱动敏捷控制的一项重要举措。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种5G网络云-端协同的虚拟PLC控制方法，包括如下步骤：

步骤一、云平台基础服务部署

利用虚拟化技术，将云服务器中一部分物理资源抽象构建逻辑资源层，安装强实时性操作系统支持应用部署，部署软件定义PLC的开发环境和运行环境，包含设备组态、算法组态、编译调试器等核心组件，支持循环、周期、触发式调度，整合以太网、现场总线多种协议功能，对单个软件定义PLC资源再分割，虚拟化配置出多个虚拟PLC，从功能上替换PLC控制器硬件的CPU部份，硬件驱动、系统接口抽象化设计，软件定义的PLC与I/O模块建立通讯连接；

步骤二、I/O模块与云端信息交互

依靠5G+MEC高质量网络，I/O模块连接5G网关与云端虚拟PLC建立云-端4.9GHz专网通讯，分别在5G网关和虚拟PLC设置通讯协议转换，实现云端虚拟PLC与I/O模块信息交互，I/O模块采集到的信号直接5G通讯上传到达云端，云端虚拟PLC在线运行控制程序，控制指令5G通讯传输至I/O模块达到控制效果。