一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法

本发明涉及工业控制，特别是涉及一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法。

背景技术：

1、当前测控系统采用传统“烟囱式”体系架构，不同厂所研制的测控装备自成体系，软件对硬件的依赖性强，灵活性差，可扩展性不足、系统资源利用率低。系统对外接口及协议缺乏统一的标准。当系统需要更新升级，需协调不同厂所的工程师对接协议标准；当功能进行调整时，则需重新编写软件甚至更换硬件，造成系统升级和维护困难。另外，系统可靠性受限，当系统软件或硬件发生故障时，需要人为干预，不能及时恢复系统状态，做到无缝链接，影响系统的运行效果。因此，设计一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法是十分有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，设置云端服务器、智能控制器集群及被控设备一体的扁平化灵活控制模式实现控制任务与业务逻辑、资源的解绑，提升系统的灵活性，提高平台的可靠性，提升资源的利用率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，包括如下步骤：

4、步骤1：定义软件定义控制系统控制架构，包括云端服务器、智能控制器集群及被控设备；

5、步骤2：对云端服务器架构进行设置；

6、步骤3：对智能控制器集群的智能控制器架构进行设置；

7、步骤4：对控制器的控制任务进行部署和卸载。

8、可选的，步骤1中，定义软件定义控制系统控制架构，包括云端服务器、智能控制器集群及被控设备，具体为：

9、定义软件定义控制系统控制架构，包括云端服务器、智能控制器集群及被控设备，其中，云端服务器用于控制应用的开发、编译下载、应用分析、控制任务的部署及卸载；智能控制器集群由智能控制器构成，对工业控制器底层硬件进行抽象，为上层提供基础底座，将上层控制任务与底层硬件隔离，实时接收云端服务器下发的命令，对云端服务器部署或迁移到本地的容器进行管理，完成控制任务的运行，同时向云端服务器汇报运行状态并接收其调度；被控设备包括检测设备、执行设备、控制设备及其他设备。

10、可选的，步骤2中，对云端服务器架构进行设置，具体为：

11、对云端服务器架构进行设置，运用软件建模技术、软件集成管理、云服务监控管理调度技术，设计云端服务器架构，服务器包括四层，分别为功能需求分析描述层、控制应用开发层、控制应用分析层、系统监控调度管理层，系统监控调度管理层使用初始任务部署方案将分割完的程序块以容器的形式下发到智能控制器中，同时实时监控管理智能控制器的运行，完成节点的管理和控制任务的自动调度。

12、可选的，步骤3，对智能控制器集群的智能控制器架构进行设置，具体为：

13、运用软件定义方法、虚拟化技术、容器技术，设计智能控制器节点架构，对智能控制器的硬件底层进行抽象设计，硬件系统层包含虚拟控制任务运行的基本硬件，包括与被控设备通讯的基本接口、虚拟控制任务间用于通讯的网卡接口、存储设备、多核cpu，中间层采用虚拟化技术，对底层硬件进行虚拟化，为上层提供调度接口，实现上层软件与底层硬件的解耦，上层实时接收云端服务器下发的指令，负责容器的启、停、删除操作，维护容器的运行和容器间的通讯，同时将自身的运行状况向云端服务器汇报。

14、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，该方法包括定义软件定义控制系统控制架构，包括云端服务器、智能控制器集群及被控设备，对云端服务器架构进行设置，对智能控制器集群的智能控制器架构进行设置，对控制器的控制任务进行部署和卸载，该方法使得控制工程师在设计控制任务时无需考虑底层硬件的实现，更专注于控制任务和控制功能的设计，软件的运行也不依赖于底层硬件系统，硬件和软件可以各自更换升级，软件也可以在不同计算机设备上快速安装、部署、迁移和调度，极大提升了计算机系统的灵活性和智能化程度，将基础硬件虚拟化并提供标准化的基本功能，利用虚拟化技术来模拟底层硬件以创建虚拟计算机系统，为应用提供抽象的处理器、存储和网络等资源，能够同时托管多个操作系统和应用，从而引导资源优化，降低成本，在此基础上，通过软件定义技术，控制其基本功能，提供更加开放、灵活、智能的控制服务，提升了系统的可靠性，使用控制器应用容器技术，对控制应用及其运行环境进行封装，当发现控制任务异常或任务执行效率低时，可使控制应用可以方便地在多个控制设备上进行迁移和调度，保证了控制系统的可靠性和实时性，增强了系统的可扩展性，将控制器和云端服务器、被控设备io解耦，实现了控制设备的即插即用。

技术特征：

1.一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，其特征在于，步骤1中，定义软件定义控制系统控制架构，包括云端服务器、智能控制器集群及被控设备，具体为：

3.根据权利要求1所述的软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，其特征在于，步骤2中，对云端服务器架构进行设置，具体为：

4.根据权利要求1所述的软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，其特征在于，步骤3，对智能控制器集群的智能控制器架构进行设置，具体为：

技术总结本发明提供了一种软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，包括：定义软件定义控制系统控制架构，包括云端服务器、智能控制器集群及被控设备，对云端服务器进行设置，使其完成控制任务的开发等等，对智能控制器的硬件底层进行抽象设计，对工业控制器底层硬件进行抽象，为上层提供基础底座，将上层控制任务与底层硬件隔离，实时接收云端服务器下发的命令，对云端服务器部署或迁移到本地的容器进行管理，完成控制任务的运行，同时向云端服务器汇报运行状态并接收其调度，任务卸载方法用于保证系统高效可靠的运行。本发明提供的软件定义工业控制系统架构及任务卸载方法，能够实现控制任务与底层硬件的解绑，提升系统的灵活性，提高平台的可靠性。技术研发人员：侯媛媛,刘洲洲,彭寒,景月娟受保护的技术使用者：西安航空学院技术研发日：技术公布日：2024/8/1