一种基于协同控制的分布式控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于协同控制的分布式控制装置，包括：至少一个执行单元、至少一个软控制器、功能块管理程序及功能块编程工具；所述功能块编程工具，用于按现场控制逻辑需求编排功能块文件，并下载至所述功能块管理程序中；所述功能块管理程序，用于将所述功能块文件部署到指定容器中的功能块运行时中；所述软控制器，用于控制指定容器中的功能块运行时的所述功能块文件运行。本发明专利技术能够解决多个控制系统间协同实时控制的问题，采用容器化功能块运行时，有利于控制逻辑程序的快速部署、迭代和运维。和运维。和运维。

【技术实现步骤摘要】
一种基于协同控制的分布式控制装置


[0001]本专利技术涉及工业物联网
，尤其涉及一种基于协同控制的分布式控制装置。

技术介绍

[0002]随着物联网技术和云计算技术飞速的发展，容器、微服务、消息系统、边缘计算等各项技术层出不穷。不过在“5G+工业互联网”高速发展的今天，工业控制领域场景依然停留在传统的PLC时代。
[0003]现有的技术方案主要是采用SoftPLC技术，通过普通单片机配合PLC指令集解析器实现功能逻辑控制时的设计方法，由于各大工厂内的设备环境复杂多样，控制设备协议不统一，开发工具不统一，不同控制系统独立运行难以协同控制、控制逻辑程序严重依赖硬件，需求变更时无法在线更新，尤其在大型控制系统中，各控制系统独立运行，数据点间格式不一，无法共享数据；这种传统的控制方式不能满足现在现代数字化工厂建设中，多个复杂系统协同控制实时性的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于协同控制的分布式控制装置，通过把不同控制系统的控制逻辑功能块运行时采用容器化的方式部署在分布式网关上，再根据控制需求下发到每个执行器中，从而实现不同控制系统的设备分工协同。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种基于协同控制的分布式控制装置，包括：至少一个执行单元、至少一个软控制器、功能块管理程序及功能块编程工具；其中分布式控制装置中，每个所述软控制器与所述功能块管理程序、一个所述执行单元通信连接，各个所述软控制器之间互相通信连接，所述功能块管理程序与所述功能块编程工具通信连接；其中，每个所述软控制器中包含一个容器，所述容器中部署有由功能块运行时构成的微服务功能逻辑程序；
[0006]所述功能块编程工具，用于按现场控制逻辑需求编排功能块文件，并下载至所述功能块管理程序中；
[0007]所述功能块管理程序，用于将所述功能块文件部署到指定容器中的功能块运行时中；
[0008]所述软控制器，用于控制指定容器中的功能块运行时的所述功能块文件运行。
[0009]进一步的，所述软控制器，用于控制指定容器中的功能块运行时的基于事件触发的所述微服务功能逻辑程序运行。
[0010]进一步的，所述基于协同控制的分布式控制装置还包括本地数据中心；其中，在分布式控制装置中，所述本地数据中心与每个所述软控制器通信连接；
[0011]所述本地数据中心，用于存储各软控制器、南向接入控制设备及传感设备的经过数据格式化后的数据信息。
[0012]进一步的，所述基于协同控制的分布式控制装置还包括物联代理程序及云平台；其中，在分布式控制装置中，所述物联代理程序的北向访问接口与各个所述软控制器、本地数据中心通信连接，物联代理程序的南向访问接口与云平台通信连接；
[0013]所述物联代理程序，用于将各软控制器、南向接入控制设备及传感设备的经过数据格式化后的数据信息按统一协议标准上传到云平台；
[0014]所述云平台，用于存储所述物联代理程序上传的数据信息。
[0015]进一步的，各个所述软控制器之间通过消息总线通信连接，各个所述软控制器与功能块管理程序通过消息总线通信连接，所述本地数据中心与每个所述软控制器通过消息总线通信连接，所述物联代理程序的北向访问接口通过消息总线与各个所述软控制器、本地数据中心通信连接；所述消息总线采用MQTT broker技术订阅和发布形式进行消息交互。
[0016]其中，所述微服务功能逻辑程序，是采用基于时钟的周期性事件来触发功能逻辑程序的执行；其中功能逻辑程序中包含负责不同的工业控制流程或者是不同控制系统的逻辑控制程序；
[0017]所述微服务包括消息路由、数据分析、云服务、实时逻辑控制、Web服务器、AI算法。
[0018]进一步的，所述基于时钟的周期性事件来触发功能逻辑程序的执行，具体包括：
[0019]使用时钟功能块产生周期事件，将输入功能块和输出功能块串在事件链中，并且建立了一个常开功能块；每个周期事件产生时，程序从时钟功能块开始执行一遍。
[0020]其中，所述执行单元，用于在软控制器通过设备符的形式访问执行单元的硬件资源之后，响应于软控制器的命令执行相应控制功能。
[0021]进一步的，所述功能块编程工具部署在云平台上，通过远程编程的方式在线更新分布式控制装置中功能块运行时的功能块文件。
[0022]进一步的，所述功能块编程工具部署在本地计算机上，通过本地编程的方式在线更新分布式控制装置中功能块运行时的功能块文件。
[0023]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术通过采用容器化部署基于事件触发的功能块运行时，有利于控制逻辑程序的快速部署、迭代和运维；采用SQLite数据库实现数据中心本地化，为多控制系统的边缘计算提供数据支撑；采用多核ARM处理器分别实现软PLC多控制器分布式实时控制任务和云端访问物联网，人工智能等功能，解决现行PLC控制器只能单独执行，多个控制系统间无法协同实时控制的问题；实现工业控制软件硬解耦，统一工业控制领域标准；同时，有利于大型的、复杂的、多系统的工业控制解决方案部署以及有利于推进工业控制领域实现数字化、智能化控制。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例一提供的基于协同控制的分布式控制装置的结构图。
[0026]图2是本专利技术实施例二提供的基于协同控制的分布式控制装置的结构图。
[0027]图3是本专利技术实施例三提供的基于协同控制的分布式控制装置的结构图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]参见图1，是本专利技术实施例一提供的基于协同控制的分布式控制装置的结构图。
[0030]所述基于协同控制的分布式控制装置，包括：至少一个执行单元1、至少一个软控制器3、功能块管理程序4及功能块编程工具5；其中分布式控制装置中，每个所述软控制器3与所述功能块管理程序4、一个所述执行单元1通信连接，各个所述软控制器3之间互相通信连接，所述功能块管理程序4与所述功能块编程工具5通信连接；其中，每个所述软控制器中包含一个容器2，所述容器中部署有由功能块运行时构成的微服务功能逻辑程序；
[0031]所述功能块编程工具5，用于按现场控制逻辑需求编排功能块文件，并下载至所述功能块管理程序4中；
[0032]所述功能块管理程序4，用于将所述功能块文件部署到指定容器中的功能块运行时中；
[0033]所述软控制器3，用于控制指定容器中的功能块运行时的所述功能块文件运行。
[0034]进一步的，所述软控制器3，还可以用于控制指定容器中的功能块运行时的基于事件触发的所述微服务功能逻辑程序运行。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于协同控制的分布式控制装置，其特征在于，包括：至少一个执行单元、至少一个软控制器、功能块管理程序及功能块编程工具；其中分布式控制装置中，每个所述软控制器与所述功能块管理程序、一个所述执行单元通信连接，各个所述软控制器之间互相通信连接，所述功能块管理程序与所述功能块编程工具通信连接；其中，每个所述软控制器中包含一个容器，所述容器中部署有由功能块运行时构成的微服务功能逻辑程序；所述功能块编程工具，用于按现场控制逻辑需求编排功能块文件，并下载至所述功能块管理程序中；所述功能块管理程序，用于将所述功能块文件部署到指定容器中的功能块运行时中；所述软控制器，用于控制指定容器中的功能块运行时的所述功能块文件运行。2.如权利要求1所述的一种基于协同控制的分布式控制装置，其特征在于，所述软控制器，用于控制指定容器中的功能块运行时的基于事件触发的所述微服务功能逻辑程序运行。3.如权利要求1或2所述的基于协同控制的分布式控制装置，其特征在于，所述基于协同控制的分布式控制装置还包括本地数据中心；其中，在分布式控制装置中，所述本地数据中心与每个所述软控制器通信连接；所述本地数据中心，用于存储各软控制器、南向接入控制设备及传感设备的经过数据格式化后的数据信息。4.如权利要求3所述的基于协同控制的分布式控制装置，其特征在于，所述基于协同控制的分布式控制装置还包括物联代理程序及云平台；其中，在分布式控制装置中，所述物联代理程序的北向访问接口与各个所述软控制器、本地数据中心通信连接，物联代理程序的南向访问接口与云平台通信连接；所述物联代理程序，用于将各软控制器、南向接入控制设备及传感设备的经过数据格式化后的数据信息按统一协议标准上传到云平台；所述云平台，用于存储所述物联代理程序上传的数据信息。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁辉，王超君，苏宇杰，
申请(专利权)人：中电科普天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：