阅读说明：本技术 一种智能网关控制系统及方法 (Intelligent gateway control system and method ) 是由 马文涛 蒋雪峰 张颐 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种智能网关控制系统及方法,涉及工业控制领域,所述系统包括用于PLC设备组信息、驱动协议、报警条件、变量组和变量信息配置的后台管理系统,用于PLC设备组网通讯的智能网关,用于数据存储和处理的云端服务器。本发明能够实现与PLC设备进行数据的实时双向通讯,并针对通讯协议进行转换通讯,实现不同厂家通讯协议的转换读取及控制,并通过屏幕展示工业设备运行状态、异常信号报警、用户移动设备预警及监控功能。(the invention provides an intelligent gateway control system and a method, which relate to the field of industrial control, wherein the system comprises a background management system for configuration of peer-to-Peer (PLC) equipment group information, a driving protocol, an alarm condition, a variable group and variable information, an intelligent gateway for networking communication of PLC equipment, and a cloud server for data storage and processing.)

一种智能网关控制系统及方法

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种智能网关控制系统及方法。

背景技术

目前，工业设备大多采用PLC(Programmable Logic Controller，可编程控制器)设备控制工业设备。随着技术的发展，PLC设备呈现小型化、标注化、智能化、联网化，功能越来越强大，广泛应用于电力、化工、机械制造、汽车等领域。然而PLC通过特定编程语言来控制和检测设备的状态，如温度、压力、速度等，以实现数据的采集、设备的控制以及异常信号的报警等。

由于PLC设备的体系结构是封闭的，各大PLC设备厂家的硬件体系互不兼容，编程语言也差异很大，当永固选中一个PLC设备后，必须选择与其对应的控制规程，同时需要使用相对应的编程语言开发，造成用户选择PLC设备的局限性及后期开发成本较高；且随着互联网和云计算的兴起，用户对数据的及时性和分析有着更高的要求，而传统PLC设备无法及时通知用户工业设备的运行状态。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能网关控制系统及方法，能够实现与PLC设备进行数据的实时双向通讯，并针对通讯协议进行转换通讯，实现不同厂家通讯协议的转换读取及控制，并通过屏幕展示工业设备运行状态、异常信号报警、用户移动设备预警及监控功能。

本发明提供一种智能网关控制系统，所述系统包括用于PLC设备组信息、驱动协议、报警条件、变量组和变量信息配置的后台管理系统，用于PLC设备组网通讯的智能网关，用于数据存储和处理的云端服务器。

进一步的，所述智能网关通过TCP/IP或者RS485通讯方式与PLC设备进行组网通讯。

一种智能网关控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：后台管理系统配置智能网关需要监控的PLC设备组信息、驱动协议、报警条件、变量组和变量信息；

步骤2：智能网关通过预先设置的通讯方式连接到PLC设备组进行组网；

步骤3：智能网关启动后从后台管理系统获取需要监控的PLC设备组寄存器变量数据；

步骤4：智能网关监控PLC设备组状态，当数据发生变化时，自动将数据存储与智能网关的存储卡上，同时发送数据到云端服务器，云端服务器接收数据并存储于数据库中，且发送数据到客户端屏幕和移动设备进行监控；

步骤5：当发送数据触发报警条件时，则在客户端屏幕和移动设备进行报警显示；

步骤6：云端服务器对接收的数据进行模型化处理，形成运行指标。

如上所述，本发明的一种智能网关控制系统及方法，具有以下有益效果：

本发明能够实现与各大主流厂商的PLC设备数据的双向通讯，对主流厂家的PLC设备通讯协议进行转换通讯，例如施耐德Modbus通讯协议、西门子Profibus通讯协议、ABEthernet IP通讯协议等，获取各主流厂商的PLC设备数据，并将数据存储在云端服务器，形成大数据，进而形成各种数据模型指标；能够警报异常设备信息，且实时反应在监控图形页面上；进行历史数据的保存及分析，随着数据的积累，通过大数据分析预判PLC设备的运行轨迹。

附图说明

图1显示为本发明实施例中公开的智能网关控制方法关系连接示意图。

图2显示为本发明实施例中公开的智能网关控制方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种智能网关控制系统及方法，所述系统包括用于PLC设备组信息、驱动协议、报警条件、变量组和变量信息配置的后台管理系统，用于PLC设备组网通讯的智能网关，用于数据存储和处理的云端服务器。

进一步的，所述智能网关通过TCP/IP或者RS485通讯方式与PLC设备进行组网通讯。

如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤1：后台管理系统配置智能网关需要监控的PLC设备组信息、驱动协议、报警条件、变量组和变量信息；

步骤2：智能网关通过预先设置的通讯方式连接到PLC设备组进行组网；

步骤3：智能网关启动后从后台管理系统获取需要监控的PLC设备组寄存器变量数据；

步骤4：智能网关监控PLC设备组状态，当数据发生变化时，自动将数据存储与智能网关的存储卡上，同时发送数据到云端服务器，云端服务器接收数据并存储于数据库中，且发送数据到客户端屏幕和移动设备进行监控；

步骤5：当发送数据触发报警条件时，则在客户端屏幕和移动设备进行报警显示；

步骤6：云端服务器对接收的数据进行模型化处理，形成运行指标。

如图2所示，本发明智能网关控制方法具体如下：

在浏览器中输入后台管理系统的网址http://XXX.dowaysoft.com/XXX，出现登录页面，输入用户名和密码后登录到后台管理系统，打开智能网关设置功能，输入智能网关信息，包括智能网关编号、名称、IP地址、对应需要控制的PLC设备编号、设备名称、设备类型(例如：西门子、施耐德、AB等)、设备编号、通讯协议(TCP/IP或者RS485)、变量以及PLC设备寄存器对应的地址映射，打开条件报警设置功能，选择PLC设备对应的控制变量设置报警条件。

将智能网关的网关程序部署到linux iot设备磁盘目录下，通过命令运行到指定目录，dotnet PlcGateway.Api.dll–urls http://localhost:80命令，linux iot设备启动了网关程序，端口是80，其中，linux iot设备需要通过TCP/IP连接到局域网中，PLC设备也需要通过TCP/IP连接到局域网中。

以下连接方式采用施耐德modbus通讯协议进行举例。

需要通讯的PLC设备需要连接到局域网中，并指定每一台PLC设备的固定IP地址。

智能网关的网关程序启动后调用后台管理系统，获取需要通讯的PLC设备信息和寄存器地址，例如,后台管理系统设置有两台PLC设备，其中，PLC设备1(IP地址:192.168.1.10),PLC设备2(IP地址:192.168.1.20)，PLC设备1里有一个寄存器地址是40001(数字类型)，PLC设备2里有两个寄存器地址，分别是40002(数字类型)和40004(数字类型)，网关程序将数据存入到程序内存变量中，同时用Socket打开192.168.1.10和192.168.1.20的TCP/IP端口502建立连接。

当通讯协议为RS485方式时，则PLC设备无需IP地址，需要RS485总线将PLC设备与linux iot设备相连接，网关程序直接用SerialPort打开COM1串口进行连接。

与PLC设备建立连接后，启动线程每隔一秒钟轮询发送字节数据(包括寄存器地址40001，校验码等)到连接的端口中，发送成功后，等待接收该寄存器地址返回的值。

当读取到返回的值后和网关程序中的数据值进行比较，如发生改变，则把新的数据记录到Data目录下，并命名为Data-年-月-日到本地文件中，替换内存中的老数据，如不改变就不记录相关数据。

网关程序启动另外一个线程每隔一秒读取Data目录下的历史数据，调用后台管理系统中数据存储到云服务器中，数据上传成功，记录最后一次的上传时间，最后一次上传数据的位置，并记录到目录下面的Upload文件中，如果发现Data目录下面存在当天之前的历史数据文件都已经上传至云服务器中，则将当天之前的历史数据文件删除，以缓解数据存储空间的压力。

用户打开后台管理系统的PLC设备监控页面，监控页面采用SVG图片形式展现，打开页面后启动SignalR客户端，监听云端服务器，一旦云端服务器数据改变，通过SignalR服务端发送给SignalR客户端，客户端接收到数据再改变SVG对应的元素值状态。

用户打开智能网关监控页面，监控页面每隔两秒中调用后台管理系统数据，后台管理系统再调用智能网关程序IP地址的80端口，获取智能网关的CPU、内存、温度、磁盘状态信息，通过图标显示方式展示在设备监控页面中。

综上所述，本发明能够获取各主流厂商的PLC设备数据，并将数据存储在云端服务器，形成大数据，进而形成各种数据模型指标；能够警报异常设备信息，且实时反应在监控图形页面上；进行历史数据的保存及分析，随着数据的积累，通过大数据分析预判设备的运行轨迹。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。