[发明专利]一种基于OPC和MQTT的网络组态监控系统

说明书

本发明公开了一种基于OPC和MQTT的网络组态监控系统，包括现场控制系统、远程监控系统和MQTT服务器，现场控制系统将工业现场的数据经MQTT服务器转发至远程监控系统，同时远程监控系统将用户的控制信息通过MQTT服务器发送到现场控制系统。现场控制系统由控制设备、OPC服务器、OPC客户端组成，OPC服务器连接控制设备读取数据，同时OPC服务器将获取的数据传送至OPC客户端，OPC客户端将获取的控制设备数据转化成MQTT协议格式进行转发。远程监控系统包括组态配置子系统和用户监控子系统，其中组态配置子系统负责现场控制系统的连接配置，用户监控子系统可以查询现场控制系统的实时数据、历史数据，并实现基于数据的故障诊断。

技术领域

本发明涉及自动化监控与网络组态通信技术领域，具体为一种基于OPC和MQTT的网络组态监控系统。

背景技术

传统的过程控制系统是一对一的系统，任何一种上位机监控软件在使用某种硬件设备时都需要开发专用的驱动程序，基于OPC技术的过程控制则可以完美的解决上述问题，任何一种设备只需要提供一种驱动就可以供任何系统使用。同时本发明将OPC技术与网络组态结合，为工业自动化领域远程监控提供了一种统一的框架，在此框架下任意控制设备均可完成监控系统的快速搭建。

发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种自动化监控系统的快速解决方案，针对不同厂商的控制设备建立统一的网络组态监控系统框架，用户可根据需要实现个性化定制。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于OPC和MQTT的网络组态监控系统，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，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。

作为优化：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。

作为优化：所述组态配置子系统，其配置内容包括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；