[发明专利]基于容器技术的分散控制系统

说明书

本发明提供了一种基于容器技术的分散控制系统，其包括开发模块、资源管理模块和服务调度模块，开发模块用于开发微服务，并设置有开发微服务所需的数据库；资源管理模块通过虚拟化技术实现IT基础设施的虚拟化及池化，并用于虚拟化IT资源的管理和维护以及开发完成的微服务的存储；服务调度模块用于在容器中调用、部署及维护微服务，在部署或维护微服务时与开发模块交互以获取或编辑开发模块中的微服务并与资源管理模块交互以获取微服务运行所需的资源分配。本发明解决目前智能化应用过程中出现的控制系统封闭化、平台多元化、管控分离化等问题，使其适应智能感知层设备接入、监控及管理，提供一个智能化基础平台。

技术领域

本发明涉及智能工业控制及信息技术领域，具体涉及一种基于容器技术的分散控制系统。

背景技术

传统分散控制系统(DCS)是工业控制领域的重要组成部分，一般由专业公司提供的数据采集卡、控制器(DPU)、操作员站、工程师站、历史站、接口站等专业硬件及软件集成，其主要特点是自建网络、专用硬件、自成系统。

遵循封闭化发展思想的传统控制系统，在安全性方面具有绝对优势，但封闭的系统给全厂管理的数字化、信息化、智能化建设带来了挑战：基于封闭的控制系统在工业生产安全上有绝对优势的理解，全厂数字化平台只能将生产、管理经营等数字化平台拆分为许多封闭的子系统，通过单向数据传递方式，实现的数据在上层平台共享，这显然与随着云计算、大数据、AI等新技术发展而形成的工业4.0时代要求的统一平台，生产、管理、经营数据双向传递，以实现经营到管理，管理到生产的闭环、智能、柔性生产是矛盾的，因此采用通用硬件，采用云原生架构的容器技术实现虚拟DCS以解决封闭化问题，实现信息化建设3.0时代的智能化需求是非常必要的。

同时，随着国家对信息化建设的重视及各企业在信息化建设上的大量投入，信息化2.0建设以解决“信息孤岛”为目标，解决了碎片化系统的整合与集成问题，各碎片系统间除互操作外，互联、互通已基本实现，但这与实现智能化的目标还有差距。随着云计算、大数据、AI等新技术的发展，未来信息化建设将转入3.0时代，一是信息化系统建设重点将从内部转入外部，内外边界模糊，以适应柔性生产的需要。二是集中系统将转入分布式系统，采用云原生、面向服务(SOA)等架构、容器化虚拟技术，以支持“平台+组件”的弹性、动态、按需部署模式。三是现有封闭化平台向云端转型，数据从工艺流程控制及管理应用向数据深度挖掘与融合应用为主的智能化转型，从而实现数据即价值。基于“一个中心”、“一张网络”、“一张地图”、“一个平台”作为未来智能制造、智能工厂、智能电厂等工业控制及信息化领域智能化设计理念，也需要一种新的分散控制系统(DCS)解决方案。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于容器技术的分散控制系统，可将生产、管理、经营平台统一在一个云原生架构下，解决目前智能化应用过程中出现的控制系统封闭化、平台多元化、管控分离化等问题。

本发明提供了一种基于容器技术的分散控制系统，其特征在于包括开发模块、资源管理模块和服务调度模块，其中：开发模块设置于虚拟DCS的开发服务器上，资源管理模块设置于虚拟DCS的资源管理服务器上，服务调度模块部署在虚拟DCS的服务调度服务器主节点及其子节点上；开发模块用于开发微服务，并设置有开发微服务所有需的数据库；资源管理模块通过虚拟化技术实现IT基础设施的虚拟化及池化，并用于虚拟化IT资源的管理和维护以及开发完成的微服务的存储；服务调度模块用于在容器中调用、部署及维护微服务，在部署或维护微服务时与开发模块交互以获取或编辑开发模块中的微服务并与资源管理模块交互以获取微服务运行所需的资源分配。

上述技术方案中，所述开发模块中的数据库包括协议库、设备库、逻辑库、人机界面画面库、资源需求库；开发模块通过从上述数据库中调取开发需求对应的标准协议解析模块、标准设备模块、标准控制逻辑模块、标准画面模块和标注资源需求进行控制服务、操作服务、历史数据分析服务、设备管理服务、OPC接口服务的微服务开发，并将开发完成的微服务推送至资源管理模块。