本發(fā)明涉及基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，運(yùn)用基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法，建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置和建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

WinCC OA(Windows Control Center Open Architecture)是西門子高端大型SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)系統(tǒng)。目前，大多數(shù)基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般采用的是輪詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集/更新頻率一般在500ms或1s以上，尤其是大型項(xiàng)目，采集點(diǎn)數(shù)多，歸檔數(shù)量大。

但實(shí)際上，WinCC OA的一個項(xiàng)目在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時采集速度有一個瓶頸值，WinCC OA SIL3手冊中的推薦值是小于每秒3000個數(shù)值發(fā)生變化(3000VC/S)。如果數(shù)據(jù)采集太過頻繁，會導(dǎo)致單臺計算機(jī)數(shù)據(jù)處理不過來，常會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失、延時、無響應(yīng)等等數(shù)據(jù)超載現(xiàn)象。為了避免數(shù)據(jù)采集過載的現(xiàn)象，常常采用多臺分布式計算機(jī)一起分擔(dān)完成大數(shù)據(jù)量的采集任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供單臺計算機(jī)中基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、方法，建立該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置和方法，提高單臺計算機(jī)中CPU資源的利用率。

本發(fā)明的一個方面提供了建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置，包括：一項(xiàng)目建立模塊，用于在單臺計算機(jī)中的一WinCC OA中建立復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元，計算機(jī)包括復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核，每一項(xiàng)目單元包括：一分布式通訊接口模塊，各項(xiàng)目單元通過分布式通訊接口模塊進(jìn)行通訊，一事件管理模塊，用于管理項(xiàng)目單元中的全局?jǐn)?shù)據(jù)映像區(qū)；和一端口配置模塊，用于在配置文件中為每一項(xiàng)目單元配置一分布式通訊接口模塊的端口號和一事件管理模塊的端口號，各項(xiàng)目單元的分布式接口模塊的端口號不相同，各項(xiàng)目單元的事件管理模塊的端口號不相同。由該計算機(jī)中的復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核共同執(zhí)行多個項(xiàng)目單元的事件管理模塊的進(jìn)程，CPU資源的利用率得到提高。

在建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置的另一種示意性的實(shí)施方式中，至少一項(xiàng)目單元還包括一數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊，項(xiàng)目單元通過數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊從數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。項(xiàng)目單元內(nèi)包括數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊，能夠從沒有數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊的 數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。

在建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置的再一種示意性的實(shí)施方式中，復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元包括：一主項(xiàng)目單元，用于與操作員端連接，和復(fù)數(shù)個子項(xiàng)目單元，分別與對應(yīng)數(shù)據(jù)源連接。用戶能夠通過操作員端訪問主項(xiàng)目單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)而訪問所有項(xiàng)目單元的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一個方面提供了建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法，包括：

在單臺計算機(jī)中的一WinCC OA中建立復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元，計算機(jī)包括復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核，每一項(xiàng)目單元包括：一分布式通訊接口模塊，各項(xiàng)目單元通過分布式通訊接口模塊進(jìn)行通訊，一事件管理模塊，用于管理項(xiàng)目單元中的全局?jǐn)?shù)據(jù)映像區(qū)；和

在配置文件中為每一項(xiàng)目單元配置一分布式通訊接口模塊的端口號和一事件管理模塊的端口號，各項(xiàng)目單元的分布式接口模塊的端口號不相同，各項(xiàng)目單元的事件管理模塊的端口號不相同。由該計算機(jī)中的復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核共同執(zhí)行多個項(xiàng)目單元的事件管理模塊的進(jìn)程，CPU資源的利用率得到提高。

在建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法的另一種示意性的實(shí)施方式中，至少一項(xiàng)目單元還包括一數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊，項(xiàng)目單元通過數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊從數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。項(xiàng)目單元內(nèi)包括數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊，能夠從沒有數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。

在建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法的再一種示意性的實(shí)施方式中，復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元包括：一主項(xiàng)目單元，用于與操作員端連接，和復(fù)數(shù)個子項(xiàng)目單元，分別與對應(yīng)數(shù)據(jù)源連接。用戶能夠通過操作員端訪問主項(xiàng)目單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)而訪問所有項(xiàng)目單元的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一個方面提供了基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，位于單臺計算機(jī)，計算機(jī)包括復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核，基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：

復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元，用于共同執(zhí)行一數(shù)據(jù)采集任務(wù)，每一項(xiàng)目單元執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)的一部分，每一項(xiàng)目單元包括：一分布式通訊接口模塊，各項(xiàng)目單元通過分布式通訊接口模塊進(jìn)行通訊，一事件管理模塊，用于管理項(xiàng)目單元中的全局?jǐn)?shù)據(jù)映像區(qū)；

一配置文件，用于為每一項(xiàng)目單元配置一分布式通訊接口模塊的端口號和一事件管理模塊的端口號，各項(xiàng)目單元的分布式通訊接口模塊的端口號不相同，各項(xiàng)目單元的事件管理模塊的端口號不相同。由該計算機(jī)中的復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核共同執(zhí)行多個項(xiàng)目單元的事件管理模塊的進(jìn)程，CPU資源的利用率得到提高。

在基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的另一種示意性的實(shí)施方式中，至少一項(xiàng)目單元還 包括一數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊，項(xiàng)目單元通過數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊從數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。項(xiàng)目單元內(nèi)包括數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊，能夠從沒有數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)。

在基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的再一種示意性的實(shí)施方式中，復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元包括：一主項(xiàng)目單元，用于與操作員端連接，和復(fù)數(shù)個子項(xiàng)目單元，分別與對應(yīng)數(shù)據(jù)源連接。用戶能夠通過操作員端訪問主項(xiàng)目單元的數(shù)據(jù)，進(jìn)而訪問所有項(xiàng)目單元的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的另一個方面提供了運(yùn)用上述基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法，包括：

在計算機(jī)中同時運(yùn)行復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元，每一項(xiàng)目單元從對應(yīng)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)；

計算機(jī)的操作系統(tǒng)將復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元的事件管理模塊分配到計算機(jī)中復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核中的至少兩個進(jìn)行處理；

至少兩個項(xiàng)目單元的分布式通訊接口模塊通過各自端口號進(jìn)行訪問。由該計算機(jī)中的復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核共同執(zhí)行多個項(xiàng)目單元的事件管理模塊的進(jìn)程，CPU資源的利用率得到提高。

附圖說明

下文將以明確易懂的方式通過對優(yōu)選實(shí)施例的說明并結(jié)合附圖來對本發(fā)明上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明，其中：

圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例提供的基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明另一個實(shí)施例提供的基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明另一個實(shí)施例提供的基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明一個實(shí)施例提供的運(yùn)用基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法流程圖；

圖5為本發(fā)明的一個實(shí)施例提供的建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明的一個實(shí)施例提供的建立基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法流程圖。

標(biāo)號說明：

1 單臺計算機(jī)

10 分布式項(xiàng)目單元

101 分布式通訊接口模塊

102 事件管理模塊

103 數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊

20 操作員端

30 數(shù)據(jù)源

40 項(xiàng)目建立模塊

50 端口配置模塊

具體實(shí)施方式

為了對發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號表示相同的部分。

下面討論的各圖以及被用來描述在該專利文檔中的本公開的原理的各種實(shí)施例僅以說明的方式并且無論如何不應(yīng)該被解釋成限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，可以在任何適當(dāng)布置的設(shè)備中實(shí)施本公開的原理。將參考示例性非限制實(shí)施例來描述本申請的各種創(chuàng)新教導(dǎo)。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地示出了其中的一個，或僅標(biāo)出了其中的一個。

圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例提供的基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于單臺計算機(jī)1中，該計算機(jī)1包括復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核(圖中未示出)。

該基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：

復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元10，用于共同執(zhí)行一數(shù)據(jù)采集任務(wù)，每一項(xiàng)目單元10執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)的一部分，每一項(xiàng)目單元10包括：一分布式通訊接口模塊(或稱之為DIST模塊)101，各項(xiàng)目單元10通過分布式通訊接口模塊101進(jìn)行通訊，和一事件管理模塊(或稱之為EV模塊)102，用于管理項(xiàng)目單元10中的全局?jǐn)?shù)據(jù)映像區(qū)；

一配置文件(圖中未示出)，用于為每一項(xiàng)目單元10配置一分布式通訊接口模塊101的端口號和一事件管理模塊102的端口號，各項(xiàng)目單元10的分布式通訊接口模塊101的端口號不相同，各項(xiàng)目單元10的事件管理模塊102的端口號不相同。

該復(fù)數(shù)個項(xiàng)目單元10在該單臺計算機(jī)1上同時運(yùn)行，共同執(zhí)行一個大的數(shù)據(jù)采集任 務(wù)，每一個項(xiàng)目單元10執(zhí)行其中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)采集任務(wù)。由于每一個項(xiàng)目單元10的端口號不相同，復(fù)數(shù)個項(xiàng)目單元10在該單臺計算機(jī)1上同時運(yùn)行時，該計算機(jī)1的操作系統(tǒng)會將不同項(xiàng)目單元10的事件管理模塊102自動分配到至少兩個CPU內(nèi)核中處理。在一個示意性的實(shí)施方式中，該計算機(jī)1的操作系統(tǒng)會將不同項(xiàng)目單元10的事件管理模塊102自動分配到該計算機(jī)1的全部CPU內(nèi)核中處理。這樣由該計算機(jī)1中的復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核共同執(zhí)行多個項(xiàng)目單元的事件管理模塊的進(jìn)程，CPU資源的利用率得到提高；另外，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計共同執(zhí)行一個大的數(shù)據(jù)采集任務(wù)的項(xiàng)目單元的數(shù)量，能夠使得每個項(xiàng)目單元所分擔(dān)的采集數(shù)據(jù)的任務(wù)的最大負(fù)荷不超過瓶頸值(例如3000VC/S)。

該復(fù)數(shù)個項(xiàng)目單元10之間采用分布式結(jié)構(gòu)，都運(yùn)行在同一計算機(jī)1上，共享授權(quán)。一個項(xiàng)目單元10中的分布式通訊接口模塊101和另一個項(xiàng)目單元10中分布式通訊接口模塊101間使用TCP協(xié)議和分布式通訊接口模塊的端口號進(jìn)行訪問，實(shí)現(xiàn)互連互通。這樣各個項(xiàng)目單元中的數(shù)據(jù)可以相互透明訪問，數(shù)據(jù)庫查詢，報警趨勢功能都可以如同單個項(xiàng)目一樣正常使用。

需要說明的是，一個WinCC OA的項(xiàng)目單元10中，各個工作模塊(包括分布式通訊接口模塊101、事件管理模塊102)是以一組進(jìn)程的方式并行運(yùn)行，每個模塊有一個不能重復(fù)的端口號。當(dāng)復(fù)數(shù)個項(xiàng)目單元10在同一臺計算機(jī)1上運(yùn)行時，需要將各個工作模塊(包括分布式通訊接口模塊101、事件管理模塊102)的端口號在配置文件中分別重新定義，確保所使用的端口號不會發(fā)生沖突。

從圖1中還可以看出，該復(fù)數(shù)個項(xiàng)目單元10包括一主項(xiàng)目單元10，用于與操作員端20連接，和復(fù)數(shù)個子項(xiàng)目單元10，分別與對應(yīng)數(shù)據(jù)源30連接。主項(xiàng)目單元10和復(fù)數(shù)個子項(xiàng)目單元10之間是對等的分布式結(jié)構(gòu)。各個操作員端20都能查看所有各個分布式項(xiàng)目單元10中的數(shù)據(jù)。在一個示意性的實(shí)施方式中，操作員端20的數(shù)量為1個或復(fù)數(shù)個。在一個示意性的實(shí)施方式中，操作員端20全部或部分位于該計算機(jī)1中，或者位于該計算機(jī)1之外的其他計算機(jī)中。

各項(xiàng)目單元10執(zhí)行數(shù)據(jù)采集任務(wù)，需要通過數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103與數(shù)據(jù)源30連接。該數(shù)據(jù)源30的數(shù)量可以是一個或復(fù)數(shù)個。該數(shù)據(jù)源30可以是PLC，或計算機(jī)上運(yùn)行的OPC服務(wù)器。數(shù)據(jù)源30可以位于該計算機(jī)1之外(如圖1和2所示)，也可以位于該計算機(jī)1之內(nèi)(如圖3所示)。該數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103可以全部或部分位于項(xiàng)目單元10內(nèi)，此時至少一項(xiàng)目單元10還包括一數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103，項(xiàng)目單元10通過數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103從數(shù)據(jù)源30采集數(shù)據(jù)。圖1中以全部數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103位于項(xiàng)目單元10內(nèi)為例，但并不以此為限。該數(shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103也可以全部 或部分位于數(shù)據(jù)源內(nèi)，圖2中以部分?jǐn)?shù)據(jù)采集接口驅(qū)動模塊103位于項(xiàng)目單元10內(nèi)為例，但并不以此為限。

運(yùn)用圖1所示的基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方法如圖4所示。該數(shù)據(jù)采集的方法包括：

S10：在該計算機(jī)1中同時運(yùn)行該復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元10，每一項(xiàng)目單元10從對應(yīng)數(shù)據(jù)源30采集數(shù)據(jù)；

S20：該計算機(jī)1的操作系統(tǒng)將復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元10的事件管理模塊102分配到計算機(jī)1中復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核中的至少兩個進(jìn)行處理；

S30：至少兩個項(xiàng)目單元10的分布式通訊接口模塊101通過各自端口號進(jìn)行訪問。

圖5為本發(fā)明的一個實(shí)施例提供的建立上述基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的裝置結(jié)構(gòu)框圖。該裝置包括：

一項(xiàng)目建立模塊40，用于在單臺計算機(jī)1中的一WinCC OA中建立復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元10，計算機(jī)1包括復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核，每一項(xiàng)目單元10包括：一分布式通訊接口模塊101，各項(xiàng)目單元10通過分布式通訊接口模塊101進(jìn)行通訊，一事件管理模塊102，用于管理項(xiàng)目單元10中的全局?jǐn)?shù)據(jù)映像區(qū)；和

一端口配置模塊50，用于在配置文件中為每一項(xiàng)目單元10配置一分布式通訊接口模塊101的端口號和一事件管理模塊102的端口號，各項(xiàng)目單元10的分布式接口模塊101的端口號不相同，各項(xiàng)目單元10的事件管理模塊102的端口號不相同。

圖6為本發(fā)明的一個實(shí)施例提供的建立上述基于WinCC OA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的方法流程圖。該方法包括：

S40：在單臺計算機(jī)1中的一WinCC OA中建立復(fù)數(shù)個分布式項(xiàng)目單元10，計算機(jī)1包括復(fù)數(shù)個CPU內(nèi)核，每一項(xiàng)目單元10包括：一分布式通訊接口模塊101，各項(xiàng)目單元10通過分布式通訊接口模塊101進(jìn)行通訊，一事件管理模塊102，用于管理項(xiàng)目單元10中的全局?jǐn)?shù)據(jù)映像區(qū)；和

S50：在配置文件中為每一項(xiàng)目單元配置一分布式通訊接口模塊101的端口號和一事件管理模塊102的端口號，各項(xiàng)目單元的分布式接口模塊101的端口號不相同，各項(xiàng)目單元的事件管理模塊102的端口號不相同。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書是按照各個實(shí)施方式描述的，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施例的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施例或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。