CN109669422A - 一种实时数据采集的*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种实时数据采集的***，包括：顺次连接的接口机、核心交换机，信号收发装置、一级交换机、各人机交互界面机组，以及连接至所述一级交换机的控制器，在所述核心交换机与信号收发装置之间，还包括：前置机；所述前置机中设置有至少一个虚拟机，各虚拟机的配置分别与各人机交互界面机组中的配置一致，各人机交互界面机组的配置均不相同，且所述前置机中的CPU性能大于各人机交互界面机组中的CPU性能，所述前置机用于通过所述一级交换机采集所述控制器中的实时控制数据，并将所述实时控制数据传至所述接口机，从而减轻了各人机交互界面机组的运行负荷，保证其稳定运行，也保证了生产线现场操作的安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种实时数据采集的***。
背景技术
钢铁生产行业的生产过程质量监控***是基于实时数据库***开发的质量管理平台，它是工厂底层控制网络与上层管理信息***连接的桥梁。具有实时性和较高的准确性。该***主要目的是实时采集并长期存储生产过程中的工艺数据，目前，该***实时数据采集的通用模式是：在机房内设置接口机，通过布放网络通讯线缆(网线或光线)将接口机连接至某机组电气室内的工业控制交换机，实现接口机与工业控制人机交互画面(HumanMachine Interface以下简称HMI)的网络通讯，将HMI配置为OPC服务器，接口机通过OPC接口从HMI上读取实时数据，完成数据采集。该模式存在以下问题：1、接口机从HMI上直接读取数据，给HMI造成了一定的运行负荷，对于硬件配置低、使用年限长的HMI，这种负荷会影响其运行速度和稳定性；2、HMI分布在工厂内各机组的电气室或操作室，环境复杂，不便于数据采集状态监控和维护。
因此，如何减轻HMI的运行负荷，保证生产线的稳定性是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的实时数据采集的***。
本发明实施例提供了一种实时数据采集的***，包括：
顺次连接的接口机、核心交换机，信号收发装置、一级交换机、各人机交互界面机组，以及连接至所述一级交换机的控制器，在所述核心交换机与信号收发装置之间，还包括：前置机；
所述前置机中设置有至少一个虚拟机，各虚拟机的配置分别与各人机交互界面机组中的配置一致，所述各人机交互界面机组的配置均不相同，且所述前置机中的CPU性能大于各人机交互界面机组中的CPU性能，所述前置机用于通过所述一级交换机采集所述控制器中的实时控制数据，并将所述实时控制数据传至所述接口机。
进一步地，所述核心交换机用于建立所述接口机与各人机交互界面机组之间的网络通讯。
进一步地，在所述核心交换机与所述前置机之间设置防火墙，所述防火墙的UNTRUST端口连接所述核心交换机，所述防火墙的TRUST端口连接所述前置机，所述防火墙仅允许用于实时工艺数据采集的人机交互界面机组的IP地址与所述接口机进行网络通讯。
进一步地，所述前置机配置有两张网卡，一张网卡连接所述一级交换机，用于为所述至少一个虚拟机提供与所述一级交换机的网络通讯端口，另一张网卡连接防火墙，用于实现所述至少一个虚拟机与所述接口机的网络通讯。
进一步地，所述各虚拟机中的操作***和人机交互画面分别与各人机交互界面机组中的一致。
进一步地，所述信号收发装置具体包括：第一光纤收发器、传输光缆、第二光纤收发器。
进一步地，所述接口机、核心交换机、第一光纤收发器设置于监控机房。
进一步地，所述一级交换机、所述各人机交互界面机组、第二光纤收发器设置于产线电气室。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种实时数据采集的***，该***包括顺次连接的接口机、核心交换机、信号收发装置，一级交换机、各人机交互界面机组，以及连接至该一级交换机的控制器，在该核心交换机与信号收发器之间，还包括：前置机，该前置机中设置有至少一个虚拟机，各虚拟机的配置分别与各人机交互界面机组中的配置一致，各人机交互界面机组的配置均不相同，且该前置机中的CPU性能大于个人机交互界面机组中的CPU性能，该前置机用于通过一级交换机采集该控制器中的实时工艺数据，并将该实时控制数据传至接口机，采用上述的数据采集方式，将数据源由各人机交互界面机组改成前置机，从而减轻了各人机交互界面机组的运行负荷，保证其稳定运行，也保证了生产线现场操作的安全可靠。
而且，将前置机存放在监控前端，监控前端的环境相较于生产线更加安全，能够保证运行的稳定性，并且也便于数据采集状态的监控和维护。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中的实时数据采集的***的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中虚拟机网络编辑设置的示意图；
图3示出了本发明实施例中虚拟机设置的示意图；
图4示出了本发明实施例中虚拟机正常运行的人机交互画面的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供了一种实时数据采集的***，如图1所示，包括：顺次连接的接口机101、核心交换机102、信号收发装置、一级交换机104、各人机交互界面机组105、以及连接至该一级交换机的控制器106，该核心交换机102与信号收发装置之间，还包括：前置机107；该前置机107中设置有至少一个虚拟机，各虚拟机的配置分别与各人机交互界面机组中的配置一致，各人机交互界面机组的配置均不相同，且前置机107用于通过该一级交换机104采集控制器106中的实时控制数据，并将该实时控制数据传至接口机101。
其中，该该信号收发装置包括第一光纤收发器1031、传输光缆1032、第二光纤收发器1033。
该接口机101、核心交换机102、第一光纤收发器1031设置于监控机房，该一级交换机104、各人机交互界面机组105、第二光纤收发器1033设置于产线电气室。
在具体的实施方式中，将前置机107中的一个或多个虚拟机配置成与对应的一个或多个人机交互界面机组相同的配置，其中，若多个人机交互界面机组的界面内容相同时，可仅使用一个虚拟机，通过如下方式操作配置：
首先，根据生产线电气室内的一台人机交互界面机组(HMI，Human MachineInterface)105，在该人机交互界面机组105上安装***备份还原软件(Paragon Backup&Recovery)，该软件对可支持多种操作***，在该软件上可选取对人机交互界面机组105的***盘进行备份，然后将备份文件存储在移动存储设备中。
接着，在前置机107上安装操作***(Windows 7Professional)以及虚拟机软件(VMware Workstation Pro12)，新建虚拟机，从而配置与人机交互界面机组105一致，该前置机107的CPU性能远高于所述人机交互界面机组105的CPU性能，因此，虽然前置机107的虚拟机配置与人机交互界面机组105一致，但是，该前置机107的虚拟机的运行速度明显优于该人机交互界面机组105。
然后，在该新建的虚拟机上安装操作***，该操作***仅用于运行***备份还原软件(Paragon Backup&Recovery)，该操作***并不做具体限定，可以是winxp，win7。在安装完成后进入该操作***，安装该***备份还原软件，然后将前面的步骤中的移动存储设备进行接入，通过该***备份还原软件恢复磁盘选项，将该备份文件进行***恢复。这样，虚拟机上运行与对应的人机交互界面机组105上相同的操作***和人机交互画面软件。
因此，对于多台人机交互界面机组，且每台人机交互界面机组的配置及画面均不相同的情况，在该前置机107中对应有多个虚拟机，，各虚拟机中的操作***和人机交互画面与各人机交互画面机组105中的一致。
在产线电气室内，当操作工在一台人机交互界面机组105上进行控制操作时，人机交互界面机组105将控制数据通过该一级交换机104发送至控制器106时，该前置机107通过该一级交换机104采集该控制器106中的实时控制数据，并将该实时控制数据传至接口机101。这样，不仅可以减轻人机交互界面机组105的运行负荷，而且，传输效率也得到了提高。
该实时数据采集的***中的核心交换机102用于建立接口机101与各人机交互界面机组105之间的网络通信。具体地，通过接口机101的OPC接口建立与各人机交互界面机组105之间的网络通信。
该核心交换机102与前置机107之间设置有防火墙108，该防火墙108具体可以是硬件结构的防火墙或者是软件形式的防火墙108。对于硬件防火墙的UNTRUST端口连接核心交换机102，该硬件防火墙的TRUST端口连接该前置机107，防火墙仅允许用于实时工艺数据采集的人机交互界面机组的IP地址与接口机101进行网络通讯。进而能够保障信息通讯的安全性。
该前置机107配置有两张网卡，一张网卡连接该一级交换机104，用于为该至少一个虚拟机提供与一级交换机104的网络通讯端口，另一张网卡连接防火墙108，用于实现至少一个虚拟机与该接口机101的网络通讯。
在虚拟机上进行设置，使得网络通讯能够按照设置的实现通信，具体的设置过程如下：
在虚拟机软件中打开虚拟网络编辑器，如图2所示，添加两个自定义网络模式，分别命名为VMnet0和VMnet2，均选择桥接模式，并分别桥接到网卡Net0和Net2上。保存设置退出该窗口。
在虚拟机软件中打开虚拟机设置窗口，如图3所示，在硬件选项卡中添加两个网络适配器，在其网络连接设置中均选择自定义：特定虚拟网络，网络适配器选择VMnet0(桥接模式)，网络适配器2选择VMnet2(桥接模式)。至此，虚拟机的网络通讯模式配置完成。
在前置机107的操作***中对两张以太网卡进行IP地址设置：Net0配置与防火墙108TRUST端口通讯的IP地址，Net2配置与人机交互画面机组105同网段且经确认未被使用的IP地址。
在虚拟机的操作***中对两张以太网卡进行IP地址设置：网络适配器配置与Net0同网段的IP地址，网络适配器2配置与Net2同网段且经确认未被使用的IP地址。
以上配置完成后，修改虚拟机的操作***中的机器名，以免与作为源***的人机交互界面机组名冲突。接入相应网线并进行测试，虚拟机应能ping通接口机107，应能ping通一级交换机104上连接的任意一台具有相同配置和画面的人机交互画面机组105或控制器106。
在该虚拟机的操作***中开启人机交互画面软件(在此之前需在人机交互画面服务器上添加虚拟机作为客户端，因人机交互画面软件不同，操作也不尽相同，此处不再赘述)，确认人机交互画面机组105能够正常显示实时数据，如图4所示。
在虚拟机上进行相应OPC接口配置，配置过程和在HMI上进行的配置过程完全一致，进而完成实时数据采集。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供了一种实时数据采集的***，该***包括顺次连接的接口机、核心交换机、信号收发装置，一级交换机、各人机交互界面机组，以及连接至该一级交换机的控制器，在该核心交换机与信号收发器之间，还包括：前置机，该前置机中设置有至少一个虚拟机，各虚拟机的配置分别与各人机交互界面机组中的配置一致，各人机交互界面机组的配置均不相同，且该前置机中的CPU性能大于个人机交互界面机组中的CPU性能，该前置机用于通过一级交换机采集该控制器中的实时工艺数据，并将该实时控制数据传至接口机，采用上述的数据采集方式，将数据源由各人机交互界面机组改成前置机，从而减轻鳄梨各人机交互界面机组的运行负荷，保证其稳定运行，也保证了生产线现场操作的安全可靠。
而且，将前置机存放在监控前端，监控前端的环境相较于生产线更加安全，能够保证运行的稳定性，并且也便于数据采集状态的监控和维护。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种实时数据采集的***，其特征在于，包括：
顺次连接的接口机、核心交换机，信号收发装置、一级交换机、各人机交互界面机组，以及连接至所述一级交换机的控制器，在所述核心交换机与信号收发装置之间，还包括：前置机；
所述前置机中设置有至少一个虚拟机，各虚拟机的配置分别与各人机交互界面机组中的配置一致，所述各人机交互界面机组的配置均不相同，且所述前置机中的CPU性能大于各人机交互界面机组中的CPU性能，所述前置机用于通过所述一级交换机采集所述控制器中的实时控制数据，并将所述实时控制数据传至所述接口机。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述核心交换机用于建立所述接口机与各人机交互界面机组之间的网络通讯。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，在所述核心交换机与所述前置机之间设置防火墙，所述防火墙的UNTRUST端口连接所述核心交换机，所述防火墙的TRUST端口连接所述前置机，所述防火墙仅允许用于实时工艺数据采集的人机交互界面机组的IP地址与所述接口机进行网络通讯。
4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述前置机配置有两张网卡，一张网卡连接所述一级交换机，用于为所述至少一个虚拟机提供与所述一级交换机的网络通讯端口，另一张网卡连接防火墙，用于实现所述至少一个虚拟机与所述接口机的网络通讯。
5.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述各虚拟机中的操作***和人机交互画面分别与各人机交互界面机组中的一致。
6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述信号收发装置具体包括：第一光纤收发器、传输光缆、第二光纤收发器。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述接口机、核心交换机、第一光纤收发器设置于监控机房。
8.如权利要求6所述的***，其特征在于，所述一级交换机、所述各人机交互界面机组、第二光纤收发器设置于产线电气室。
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