[发明专利]一种基于OPC和MQTT的网络组态监控系统

权利要求书

1.一种基于OPC和MQTT的网络组态监控系统，其特征在于：包括现场控制系统、远程监控系统和MQTT服务器；

所述的现场控制系统完成工业现场的过程控制和数据采集，并将相关数据信息经MQTT服务器上传至远程监控系统；

所述的远程监控系统包括组态配置子系统和用户监控子系统，所述的组态配置子系统由组态工程师完成现场控制系统的连接配置，普通用户可通过用户监控子系统查询工业现场的状态信息以及控制现场的生产过程。

2.根据权利要求1所述的基于OPC和MQTT的网络组态监控系统，其特征在于：所述的现场控制系统包括控制设备、OPC服务器和OPC客户端；

所述的控制设备包括各类可编程逻辑控制器(PLC)、DCS系统，实现工业现场的过程控制和数据采集；

所述的OPC服务器连接控制设备，采用控制设备的专用协议读取控制设备的数据信息；

所述的OPC客户端通过局域网连接OPC服务器，并按照OPC UA规范读取数据信息，同时OPC客户端将获取的数据转化成MQTT协议格式等待转发，OPC客户端通过以太网连接MQTT服务器进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的基于OPC和MQTT的网络组态监控系统，其特征在于：所述的组态配置子系统的配置内容包括OPC客户端连接远程监控子系统和OPC客户端连接OPC服务器，操作步骤如下：

S1：OPC客户端向组态配置子系统发送连接远程监控系统的请求命令REQ_CONNECT；

S2：组态配置子系统接收到连接请求命令REQ_CONNECT，确认OPC客户端身份信息合法并发送确认连接回复命令ACK_CONNECT，并为其分配唯一的身份识别号Client_ID；

S3：组态配置子系统为不同的OPC客户端建立专有通信主题，主题以Client_ID命名，Client_ID主题下建立配置信息子主题Client_ID_Config和数据信息子主题Client_ID_Data，其中配置信息子主题Client_ID_Config下进行OPC客户端的连接配置，数据信息子主题Client_ID_Data用于OPC客户端与用户监控子系统的数据交互，以下配置信息均在子主题Client_ID_Config下进行；

S4：OPC客户端向组态配置子系统发送连接OPC服务器请求命令REQ_SERVER_IP，获取现场控制系统的OPC服务器IP地址和端口号；

S5：组态配置子系统接收OPC客户端的请求命令REQ_SERVER_IP，查询现场控制系统的OPC服务器IP地址和端口号，并向OPC客户端发送回复命令ACK_SERVER_IP；

S6：OPC客户端接收到回复命令ACK_SERVER_IP，连接目标OPC服务器，连接成功后向组态配置子系统回复命令ACK_SERVER_OK。

4.根据权利要求1所述的基于OPC和MQTT的网络组态监控系统，其特征在于：所述的用户监控子系统，可以查询工业现场的实时数据、历史数据，并实现基于数据的故障诊断功能，数据获取的步骤为：

S1：OPC客户端通过OPC UA规范读取OPC服务器的数据，并将数据发布到主题Client_ID下的子主题Client_ID_Data中，用户监控子系统获取数据并建立数据词典；

S2：用户监控子系统进行监控界面设计，并将定义的数据变量在监控界面上进行显示；

S3：用户监控系统实现基于数据的故障诊断功能。