[發明專利]一種云平臺與DCS屏幕隔離的虛擬儀表裝置

在審

• 申請號: 201810458027.3
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN110488769A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 高新江;李傳坤;王春利;韓華偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 37247 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張慧芳<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種云平臺與DCS屏幕隔離的虛擬儀表裝置，包括虛擬儀表接收端、攝像通道、虛擬儀表輸出端、以及用于將虛擬儀表接收端和虛擬儀表輸出端位置固定的底座，所述虛擬儀表接收端與云平臺的服務器連接，服務器配置有上位機進行數據通信；所述虛擬儀表輸出端與DCS連接；所述攝像通道將虛擬儀表接收端與虛擬儀表輸出端連接；通過硬件接口隔離以及屏幕隔離實現云平臺與DCS的完全物理隔離，采用DCS主動獲取數據方式，防止病毒干擾或外部系統故障對DCS安全防護的沖擊。

技術領域

本發明屬于化工裝置安全監測技術領域，特別涉及一種云平臺與DCS屏幕隔離的虛擬儀表裝置。

背景技術

DCS是分布式控制系統的英文縮寫（Distributed Control System），在流程工業中完成重要的基礎控制和實時生產數據采集、動態監控等功能。DCS作為新一代工業自動化過程控制設備，已經在煉油、石油化工、化工、冶金、電力、輕紡等領域中廣泛地被采用。DCS在整個流程工業的控制核心，需要長周期的安全運行。

通常DCS只進行常規的過程控制、動態監測等，不能進行大規模的數學運算處理，否則使系統負荷升高，影響系統的穩定運行。為了防止DCS被外部系統干擾，DCS通信網絡使用專用的工控網絡，通過OPC服務器與外界辦公網絡進行連接，實現數據交換。

隨著大數據分析、云平臺建設的發展，形成了一系列的基于數據挖掘的智能分析系統，例如基于數據挖掘的異常工況分析、虛擬儀表技術、過程診斷等。這些系統一般通過OPC服務器讀取DCS的運行數據，在自己搭建的云平臺上進行數據處理，得出分析結果。由于這些數據是在辦公網的云平臺計算所得，由于DCS網絡安全設置，這些分析的虛擬數據很難再通過網絡回傳給DCS系統。通常這些智能系統會在辦公網絡建立一套自己的監測系統，供他人查詢。對于需要實時監測的參數，DCS操作人員很難抽身去實時查看這些虛擬數據，導致這些數據失去時效性。外部系統可通過OPC服務器的寫入功能，進行DCS內部數據修改，一般情況下，只有APC（先進控制系統）等不聯網的控制系統可以進行DCS數據讀寫。為了防止病毒軟件侵入DCS控制系統，進行數據的肆意修改，其它外網系統一般不允許使用OPC服務器的寫入權限。

針對基于大數據分析的云平臺計算的虛擬數據不方便接入DCS控制系統，操作人員很難抽身去關注這些分析數據，使這些數據產生時效性不足的情況，本專利提出了一種連接DCS與云平臺的屏幕隔離的虛擬儀表裝置，通過硬件接口隔離以及屏幕隔離方式，實現DCS控制網絡的外部數據回傳功能，幫助操作人員實時接收數據信息。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種云平臺與DCS屏幕隔離的虛擬儀表裝置，設計為儀表電路數據傳輸模式，通過硬件接口隔離以及屏幕隔離實現云平臺與DCS的完全物理隔離，采用DCS主動獲取數據方式，防止病毒干擾或外部系統故障對DCS安全防護的沖擊，實現云平臺的復雜運算數據在DCS運行畫面的實施展示。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種云平臺與DCS屏幕隔離的虛擬儀表裝置，包括虛擬儀表接收端、攝像通道、虛擬儀表輸出端、以及用于將虛擬儀表接收端和虛擬儀表輸出端位置固定的底座，所述虛擬儀表接收端與云平臺的服務器連接，服務器配置有上位機進行數據通信；所述虛擬儀表輸出端與DCS連接，DCS主動獲取虛擬儀表的數據；所述攝像通道將虛擬儀表接收端與虛擬儀表輸出端連接。

進一步的，所述虛擬儀表接收端包括接收來自云平臺服務器的虛擬運算數據的上位機接口、與上位機連接的具有光電隔離功能的RS485通信模塊、與上位機連接的INTERNET通信模塊、接收端微處理器、存儲單元、數據顯示屏和電源模塊；所述接收端微處理器實時接收上位機傳遞的虛擬運行數據，將各參數虛擬運行數據顯示到數據顯示屏；所述數據顯示屏接收來自接收端微處理器的數字信號，并解析為九宮格的數字展示方式，形成各參數運行數據的圖像展示。