[發明專利]一種工控系統現場測點模擬數據生成方法及系統

有效

• 申請號: 202110341200.3
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113189943B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 徐成成;徐興華;張明元;伍復慧;鮑先強;邱少華;崔小鵬;梁英杰;于嘉維;石國良
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰

本發明屬于工業控制技術領域，公開了一種工控系統現場測點模擬數據的生成方法，包括：建立分布式通用網絡通信架構；讀取系統配置文件及各設備測點文件；分布式模擬環境配置；通信模擬配置下發與運行；啟動通信模擬；按需產生周期性狀態數據、非周期暫態工況事件數據和故障工況通信數據。通過分布式模擬環境配置，有效解決了工業控制系統上位機軟件調試對系統環境的依賴問題，提升了網絡通信模擬的通用性、批量化與靈活性，靈活實現各類現場設備海量測點數據批量模擬，適用于存在多種模擬環境場合。本發明還公開了一種運用上述方法的系統，通過配置好各功能模塊，無障礙地實施多種模擬環境下現場測點數據的模擬生成。

技術領域

本發明屬于工業控制技術領域，具體公開了一種工控系統現場測點模擬數據的生成方法及運用上述方法的系統。

背景技術

工控系統網絡通信模擬是工控系統設備調試，尤其是系統上位機軟件測試與調試的主要方法。工控系統上位機軟件通常需要采集全系統健康狀態數據，用于界面顯示及根據采集健康狀態信息下達閉環控制指令。由于上位機需要從全系統各設備采集健康狀態數據，對外網絡通信接口多，軟件測試及系統調試對環境依賴性強，通常只能在全系統底層設備準備工作完成后才能進行上位機軟件的測試與調試工作。

傳統的解決方案有以下幾種：一是用網絡調試助手之類的工具軟件，模擬單個底層設備向上位機發送網絡數據。由于網絡調試助手之類的軟件每次只能模擬一個設備(IP)，因此上位機軟件只能逐個與底層設備進行通信測試與調試。且調試助手模擬生成數據相對固定，無法滿足模擬動態變化數據的模擬需求。二是軟件開發人員根據應用場景編寫專用的通信調試代碼，模擬多個設備的IP與上位機通信，編碼工作量與底層設備數量成線性關系。在系統規模達到一定數量后，這種方法基本不可行，且模擬設備數量及模擬通信的靈活性非常受限。

以上傳統的解決方案會面臨以下問題：

通用性問題：針對每個不同的工控應用場景，需要定制化開發不同的通信調試代碼，存在大量的重復勞動，無法達到通信調試代碼的復用。

批量化問題：使用調試助手無法在單機上模擬多個設備通信；定制化地開發通信調試代碼工作量大、時間周期長且不具備通用性。

靈活性問題：以上方法只能滿足固定數據通信模擬需求，難以滿足靈活變化的數據通信需求，如某個測點值滿足一定分布規律，測點值按一定函數值變化，測點之間關系滿足一定的數學公式等需求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出了一種工控系統現場測點模擬數據的生成方法，包括以下步驟：

S1，建立分布式通用網絡通信架構；

S2，導入測點數據系統的通信模擬環境，生成待模擬的底層設備通信配置信息；

S3，導入所述測點狀態數據格式，生成測點數據配置信息；

S4，依分布式環境分配測點數據系統通信模擬任務，設置各測點數據的生成方式；

S5，將所述測點數據配置信息下發至分布式平臺的各模擬模塊，并啟動通信模擬；

S6，分布式平臺各模擬模塊根據測點數據配置信息，生成現場測點模擬數據并發送。

優選的，步驟S3中以文件的形式導入待模擬設備的常態數據格式和暫態數據格式，生成各型設備的常態數據配置信息和暫態數據配置信息。

優選的，步驟S1中所述架構包括基礎支撐模塊、核心模擬模塊和擴展功能模塊，其中基礎支撐模塊用于系統配置、模擬任務調度、測點數據生成、通信邏輯控制；核心模擬模塊提供各類現場數據的模擬服務及數據傳輸，擴展功能模塊提供其他高級擴展功能如真實數據流量回放。

進一步的，數據傳輸能同時適應TCP/IP、UDP/IP、Modbus、OPC、EIP協議中的一種或多種模擬；