一种工业控制系统组态文件及组态数据的实时监测方法与流程

本发明涉及工业自动化控制技术领域，尤其涉及一种工业控制系统组态文件及组态数据的实时监测方法。

背景技术：

随着计算机网络技术的飞速发展和广泛应用以及工业生产对控制系统要求的不断提高，网络化的控制系统被越来越多地应用到工业生产中来，工业过程与传统信息化系统的连接越来越紧密。工业控制系统在各个领域都有普遍的应用，如工业、水利、能源等。所以，工业控制系统的安全问题，直接关系到整个工业生产运行、国家经济和人民财产安全。工业控制系统对于目前工业发展的重要性、以及其脆弱的安全现状和日趋严峻的攻击威胁已经引起了世界各国的极大关注，并且从各个方面展开了积极的应对，如政策、技术、标准、方案等。自2013年以来，工业控制系统的安全问题已经成为工业领域和信息安全领域研究的热点。

随着信息化对工业领域的影响越来越深以及物联网的迅速发展，对于传统信息安全领域的威胁(病毒、蠕虫、木马等)正向工业控制领域逐步扩散，工业控制系统的安全问题日渐严峻。

与传统的IT信息系统软件不同的是，工业控制系统软件的使用较为封闭，开发时主要注重的是系统的功能实现，而对系统安全的关注较少。同时，在基于工控系统组态软件的开发过程中，也没有严格的安全性评估认证规定。这使得工业控制系统必然存在更多的信息安全隐患。因此，工业控制系统的组态软件的安全性问题不容忽视，针对工业控制系统组态软件的安全防护研究迫在眉睫。

现有技术中公开了一种面向工业控制系统的异常状态监测方法，见公开号为：CN 105978745A，公开日为：2016-09-28的中国专利，一种面向工业控制系统的异常状态监测方法，利用分布在工业控制系统相关部位的状态采集模块，监控并提取相关部位的状态信息；通过状态通信模块将所采集状态信息中异常状态信息传送至计算引擎模块；根据异常状态分析的需求，通过异常状态分析算法组态模块编写异常状态分析算；计算引擎模块对异常状态分析算法进行周期性计算，并将算法的分析结果实时地反馈至人机界面组态模块和数据中心管理模块；根据异常状态分析的需求，通过系统结构组态模块进行系统结构及异常事件组态，生成异常事件库；人机界面组态模块通过计算引擎模块获取实时状态数据和异常状态分析结果数据，并在界面上显示，能够大幅度地提升工控系统对异常事件的监测能力。该专利虽然也是针对工业控制系统的，但是解决的技术问题并不是针对工业控制系统组态文件及组态数据监控，而是对系统运行状态的监控，且该专利采用的技术方案与本专利申请文件也不相同。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种工业控制系统组态文件及组态数据的实时监测方法，通过对组态文件及组态程序校验数据的实时监测，加强对工业控制系统异常监测，切实有力得确保系统的安全可控，可用于工业过程安全监控以及故障的及时发现与诊断，保证工业控制系统的安全稳定运行。

本发明是这样实现的：一种工业控制系统组态文件及组态数据的实时监测方法，所述工业控制系统包括：上位机、控制站以及工程师站；所述方法为：配置一数据采集模块，该数据采集模块能在上位机上运行，且能监测工业控制系统工程的组态文件内容的变化情况，在组态文件发生变更时，发出组态文件变更报警，并记录其变更时间；

数据采集模块与控制站通讯，并读取控制站的校验数据，对控制站中运行程序的校验数据与工程师站上的组态文件进行比较，若不一致，则发出报警；一致，则不进行操作。

进一步的，所述方法设置一文件监测标志位和一组态监测标志位；在组态文件发生变更时，将对应的文件监测标志位加1；对控制站中运行程序的校验数据与工程师站上的组态文件进行比较，若不一致，则将对应的组态监测标志位加1。

进一步的，所述方法中组态文件监测进一步具体包括：数据采集模块根据配置好的工程号、工程路径来监测指定工程中的组态文件；

所述数据采集模块自动在上位机中开辟内存空间，用于存储数据；根据所设置的监测周期采集工程中组态文件的数据，并将数据保存在内存空间中；

数据采集模块将所采集的组态文件数据与上一周期所采集的对应数据进行比较，若一致，则对应的文件监测标志位不改变；若不一致，则将所对应的文件监测标志位加1，并发出组态文件变更报警信号。

进一步的，所述组态文件包括：工程文件、页面文件、控制站理论数据库、IO数据库、本地数据库、控制站设置文件、以及页面号范围设置文件。

进一步的，所述方法中组态数据监测进一步具体包括：数据采集模块通过IP地址及端口号与需监测的控制站进行通讯，同时通过配置工程号、工程路径指定对应工程的组态文件；

所述数据采集模块自动在上位机中开辟内存空间，用于存储数据；根据所设置的监测周期读取控制站的校验数据和组态文件的校验码，并将其保存在所开辟的内存空间中；

数据采集模块将所采集的控制站的校验数据与组态文件的校验码进行比较，若一致，则对应的组态监测标志位不改变；若不一致，则将所对应的组态监测标志位加1，并发出控制站组态数据变更报警。

进一步的，所述数据采集模块能同时监测1-32个控制组态工程，通过配置不同的工程号、工程路径、IP地址及端口号来指定监测对象，实现对多个不同控制组态工程的同时监测。

本发明具有如下优点：1、本发明能实时监测1-32个控制组态工程上位机组态文件内容的变化情况，在组态文件发生变更时，发出组态文件变更报警，并记录其变更时间。能及时发现发生变更的组态文件，提高了工业控制系统的安全性。

2、本发明方法能地对1-32个控制站中实际组态数据与工程师站上组态文件之间的一致性进行监测，并在不一致时，发出报警信号。有利于用户对控制站的运行情况进行实时掌控，及时发现控制站中运行数据的变更情况，从而保障工业控制系统安全稳定的运作和异常状态的及时处理。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明工程中组态文件监测流程图。

图2为本发明控制站组态数据监测流程图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，一种工业控制系统组态文件及组态数据的实时监测方法，所述工业控制系统包括：上位机、控制站以及工程师站；所述方法设置一文件监测标志位和一组态监测标志位；配置一数据采集模块，该数据采集模块能在上位机上运行，且能监测工业控制系统工程的组态文件内容的变化情况，在组态文件发生变更时，将对应的文件监测标志位加1；发出组态文件变更报警，并记录其变更时间；

数据采集模块与控制站通讯，并读取控制站的校验数据，对控制站中运行程序的校验数据与工程师站上的组态文件进行比较，若不一致，则将对应的组态监测标志位加1，并发出报警；一致，则不进行操作。

如图1所示，本发明方法所开发的数据采集模块能够运行在PC机或控制站中，并基于共享内存对组态文件内容的变化情况进行监测，若发生变化，则将对应的文件监测标志位加1，并进行报警；

为实现上述功能，本发明是通过以下技术手段和措施来实现的：

1)数据采集模块是根据配置好的工程号、工程路径来监测指定工程中的组态文件；

2)所述数据采集模块能自动在PC机中开辟内存空间，用于存储数据；然后根据所设置的监测周期采集工程中组态文件的数据，并将其保存在内存空间中。所述组态文件包括：工程文件、页面文件、控制站理论数据库、IO数据库、本地数据库、控制站设置文件、页面号范围设置文件。

数据采集模块还能将所采集的组态文件数据与上一周期所采集的对应数据进行比较，若一致，则对应的监测标志位不改变；若不一致，则将所对应的文件监测标志位加1，并发出组态文件变更报警信号。所述对应的文件监测标志位的范围为1-10000，可循环变化。

其中，以组态文件中的控制站设置文件变更为例：

a)当控制站设置文件“123.prj”发生变化时，该控制站设置文件所对应的时间必然会发生变化；

b)此时数据采集模块在当前监测周期所采集到控制站设置文件的时间与上一周期所采集的时间不一致，控制站设置文件对应的文件监测标志位在原有的基础上将加1，由1变为2，并发出控制站设置文件变更报警。当文件监测标志位累计至10000，则文件监测标志位重新计数。该文件监测标志位能方便操作人员进行观察。

数据采集模块将所述控制站设置文件“123.prj”的变更时间记录下来，并存储至内存空间中，以供用户调用。

如图2所述，数据采集模块还能够对控制站中实际组态数据与工程师站上组态文件之间的一致性进行监测，并在不一致时，发出报警信号。

为实现上述功能，本发明是通过以下技术手段和措施来实现的：

1)数据采集模块还能够通过IP地址及端口号与需监测的控制站进行通讯，同时通过配置工程号、工程路径指定对应工程的组态文件；

2)所述数据采集模块能自动在PC机开辟内存空间，用于存储数据；然后根据所设置的监测周期读取控制站的校验数据和组态文件的校验码，并将其保存在所开辟的内存空间中。

数据采集模块能还将所采集的控制站的校验数据与组态文件的校验码进行比较，若一致，则对应的组态监测标志位不改变；若不一致，则将所对应的组态监测标志位加1，并发出控制站组态数据变更报警。所述对应的组态监测标志位的范围为1-10000，可循环变化。

另外，本发明所述数据采集模块能同时监测1-32个控制组态工程，通过配置不同的工程号、工程路径、IP地址及端口号来指定监测对象，实现对多个不同控制组态工程的同时监测。

总之，本发明的目的在于提出一种工业控制系统组态文件及组态数据的实时监测方法，用于反映工业控制系统中各上位机组态文件及控制站中运行逻辑的变化情况，同时能进行状态监测和变更状态报警，便于用户及时了解工业控制系统的运行状态。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。