工业设备控制方法及相关硬件与流程

本发明涉及工业自动化，尤指一种工业设备控制方法及相关硬件。

背景技术：

1、传统组网技术越来越难以满足企业日新月异的信息化业务需求，目前的企业组网越来越难以承载诸如大数据、云计算、人工智能、万物互联等企业发展所需的新兴技术产生的信息流转。企业客户亟需引入5g网络，来满足安全隔离等级、广覆盖、低时延、云网融合等不同层面的企业数字化转型所需信息基础设施需求。

2、目前，在工业领域工业设备的控制主要由现场设置的工业控制器(包括可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)、工业控制计算机等)实现。对于大型工厂而言，工业设备的数量较多，采用现有的工业控制器以有线方式与工业设备连接进行控制，工业控制器与工业设备之间的连接关系极为复杂，不利于设备的管理与维护。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种工业设备控制方法及相关硬件，用以解决现有技术中存在工业控制器与工业设备之间的有线连接关系极为复杂，不利于设备的管理与维护问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种工业设备控制方法，应用于移动通信基站，包括：

3、通过第一射频基带模块接收第一用户终端设备ute发送的第一射频信号，将所述第一射频信号转化为第一数字信号后发送给通信分流模块；

4、通过所述通信分流模块判断所述第一数字信号是否携带由第一目标工业设备生成的信息；

5、若所述第一数字信号不携带由第一目标工业设备生成的信息，则通过所述通信分流模块将所述第一数字信号发送至核心网；

6、若所述第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息，则通过所述通信分流模块将所述第一数字信号发送给工业控制器模块；通过所述工业控制器模块根据所述第一数字信号生成第二数字信号，并将所述第二数字信号通过所述通信分流模块转发至所述第一射频基带模块，所述第一射频基带模块将所述第二数字信号转化为第二射频信号发送给第二ute；以使第二目标工业设备根据所述第二ute接收到的所述第二射频信号执行相应操作；

7、其中，所述第一ute包括工业用途的第一dtu，或者与第一目标工业设备有线连接的第一cpe；所述第二ute包括工业用途的第二dtu，或者与第二目标工业设备有线连接的第二cpe。

8、作为一种可选的实施方式，携带由第一目标工业设备生成的信息的第一数字信号携带虚拟局域网vlan格式的报文；

9、所述通过所述通信分流模块判断所述第一数字信号是否携带由第一目标工业设备生成的信息，具体包括：

10、通过所述通信分流模块确定所述第一数字信号中是否携带目标虚拟局域网标识符vlan id，若携带所述目标vlan id则确定所述第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息，若不携带所述目标vlan id则确定所述第一数字信号不携带由第一目标工业设备生成的信息。

11、作为另一种可选的实施方式，携带由第一目标工业设备生成的信息的第一数字信号携带虚拟扩展局域网vxlan格式的报文；

12、所述通过所述通信分流模块判断所述第一数字信号是否携带由第一目标工业设备生成的信息，具体包括：

13、通过所述通信分流模块确定所述第一数字信号中是否携带目标虚拟拓展局域网网络标识符vni，若携带所述目标vni则确定所述第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息，若不携带所述目标vni则确定所述第一数字信号不携带由第一目标工业设备生成的信息。

14、可选地，所述通过所述通信分流模块将所述第一数字信号发送给工业控制器模块，具体包括：

15、通过所述通信分流模块将第一通信协议格式的所述第一数字信号进行协议转换为第二通信协议格式后发送给工业控制器模块；

16、所述工业控制器模块将所述第二数字信号通过所述通信分流模块转发至所述第一射频基带模块，具体包括：

17、所述工业控制器模块将第二通信协议格式的所述第二数字信号发送给所述通信分流模块，所述通信分流模块将所述第二通信协议格式的所述第二数字信号进行协议转换为与第二目标工业设备对应的第三通信协议格式后发送给所述第一射频基带模块。

18、第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种工业设备控制方法，应用于第一dtu，包括：

19、通过第一处理模块基于采集的运行数据生成第三数字信号发送给第二射频基带模块；

20、通过所述第二射频基带模块将所述第三数字信号转化为第一射频信号发送给移动通信基站；以使所述移动通信基站将所述第一射频信号转化为第一数字信号，确定所述第一数字信号携带由所述第一dtu生成的信息后根据所述第一数字信号生成第二数字信号，将所述第二数字信号转化为第二射频信号发送给第二ute；以使第二目标工业设备根据所述第二ute接收到的所述第二射频信号执行相应操作。

21、第三方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种工业设备控制方法，应用于与第一目标工业设备通过有线方式连接的第一cpe；所述方法包括：

22、通过第一有线通信模块接收所述第一目标工业设备以有线方式发送的第四数字信号并发送给第三射频基带模块；其中，所述第四数字信号是所述第一目标工业设备基于采集的运行数据生成的数字信号；

23、通过第三射频基带模块将所述第四数字信号转化为第一射频信号发送给移动通信基站；以使所述移动通信基站将所述第一射频信号转化为第一数字信号，确定所述第一数字信号携带由所述第一目标工业设备生成的信息后根据所述第一数字信号生成第二数字信号，将所述第二数字信号转化为第二射频信号发送给第二ute；以使第二目标工业设备根据所述第二ute接收到的所述第二射频信号执行相应操作。

24、第四方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种工业设备控制方法，应用于第二dtu，包括：

25、通过第二射频基带模块接收移动通信基站发送的第二射频信号，将所述第二射频信号转化为第五数字信号并发送给第一处理模块；所述第二射频信号是所述移动通信基站将第二数字信号转化得到的射频信号；所述第二数字信号是所述移动通信基站确定第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息后根据所述第一数字信号生成的数字信号；所述第一数字信号是所述移动通信基站根据接收到的第一射频信号转化得到的数字信号；

26、通过所述第一处理模块将所述第五数字信号转化为运行指令信号，控制第一执行部件执行所述运行指令信号。

27、第五方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种工业设备控制方法，应用于与第二目标工业设备通过有线方式连接的第二cpe；所述方法包括：

28、通过第三射频基带模块接收移动通信基站发送的第二射频信号，将所述第二射频信号转化为第六数字信号并发送给第一有线通信模块；所述第二射频信号是所述移动通信基站将第二数字信号转化得到的射频信号；所述第二数字信号是所述移动通信基站确定第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息后根据所述第一数字信号生成的数字信号；所述第一数字信号是所述移动通信基站根据接收到的第一射频信号转化得到的数字信号；

29、通过所述第一有线通信模块将所述第六数字信号以有线方式发送给所述第二目标工业设备，以使所述第二目标工业设备基于所述第六数字信号执行相应操作。

30、第六方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种移动通信基站，包括：

31、第一射频基带模块，用于接收第一ute发送的第一射频信号，将所述第一射频信号转化为第一数字信号后发送给通信分流模块；将第二数字信号转化为第二射频信号发送给第二ute；以使第二目标工业设备根据所述第二ute接收到的所述第二射频信号执行相应操作；

32、所述通信分流模块，用于判断所述第一数字信号是否携带由第一目标工业设备生成的信息；若所述第一数字信号不携带由第一目标工业设备生成的信息，则将所述第一数字信号发送至核心网；若所述第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息，则将所述第一数字信号发送给工业控制器模块；将所述第二数字信号转发至所述第一射频基带模块；

33、所述工业控制器模块，用于根据所述第一数字信号生成所述第二数字信号，并将所述第二数字信号发送至所述通信分流模块；

34、其中，所述第一ute包括工业用途的第一dtu，或者与第一目标工业设备有线连接的第一cpe；所述第二ute包括工业用途的第二dtu，或者与第二目标工业设备有线连接的第二cpe。

35、第七方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种工业dtu，包括：第一处理模块、第二射频基带模块、第一执行部件；

36、其中：

37、所述第一处理模块用于基于采集的运行数据生成第三数字信号发送给第二射频基带模块；

38、所述第二射频基带模块用于将所述第三数字信号转化为第一射频信号发送给移动通信基站；以使所述移动通信基站将所述第一射频信号转化为第一数字信号，确定所述第一数字信号携带由所述第一dtu生成的信息后根据所述第一数字信号生成第二数字信号，将所述第二数字信号转化为第二射频信号发送给第二ute；以使第二目标工业设备根据所述第二ute接收到的所述第二射频信号执行相应操作；

39、和/或：

40、所述第二射频基带模块用于接收所述移动通信基站发送的第二射频信号，将所述第二射频信号转化为第五数字信号并发送给第一处理模块；所述第二射频信号是所述移动通信基站将第二数字信号转化得到的射频信号；所述第二数字信号是所述移动通信基站确定第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息后根据所述第一数字信号生成的数字信号；所述第一数字信号是所述移动通信基站根据接收到的第一射频信号转化得到的数字信号；

41、所述第一处理模块用于将所述第五数字信号转化为运行指令信号，控制所述第一执行部件执行所述运行指令信号。

42、第八方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种cpe，包括：第一有线通信模块、第三射频基带模块；

43、其中：

44、所述第一有线通信模块用于接收所述目标工业设备以有线方式发送的第四数字信号并发送给所述第三射频基带模块；其中，所述第四数字信号是所述第一目标工业设备基于采集的运行数据生成的数字信号；

45、所述第三射频基带模块用于将所述第四数字信号转化为第一射频信号发送给移动通信基站；以使所述移动通信基站将所述第一射频信号转化为第一数字信号，确定所述第一数字信号携带由所述第一目标工业设备生成的信息后根据所述第一数字信号生成第二数字信号，将所述第二数字信号转化为第二射频信号发送给第二ute；以使第二目标工业设备根据所述第二ute接收到的所述第二射频信号执行相应操作；

46、和/或：

47、所述第三射频基带模块用于接收移动通信基站发送的第二射频信号，将所述第二射频信号转化为第六数字信号并发送给所述第一有线通信模块；所述第二射频信号是所述移动通信基站将第二数字信号转化得到的射频信号；所述第二数字信号是所述移动通信基站确定第一数字信号携带由第一目标工业设备生成的信息后根据所述第一数字信号生成的数字信号；所述第一数字信号是所述移动通信基站根据接收到的第一射频信号转化得到的数字信号；

48、所述第一有线通信模块用于将所述第六数字信号以有线方式发送给所述第二目标工业设备，以使所述第二目标工业设备基于所述第六数字信号执行相应操作。

49、第九方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种工业控制系统，包括：

50、移动通信基站，所述移动通信基站被用于实现如第一方面所述的工业设备控制方法；

51、以及如下至少一项：

52、第一dtu，所述第一dtu被用于实现如第二方面所述的工业设备控制方法；

53、第二dtu，所述第一dtu被用于实现如第四方面所述的工业设备控制方法；

54、第一cpe，所述第一cpe被用于实现如第三方面所述的工业设备控制方法；

55、与所述第一cpe有线连接的第一目标工业设备，用于向所述第一cpe以有线方式发送基于采集的运行数据生成的第四数字信号；

56、第二cpe，所述第二cpe被用于实现如第五方面所述的工业设备控制方法；

57、与所述第二cpe有线连接的第二目标工业设备，用于以有线方式接收所述第二cpe发送的第六数字信号，基于所述第六数字信号执行相应操作。

58、第十方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述如第一方面至第五方面任一方面所述的工业设备控制方法。

59、第十一方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述如第一方面至第五方面任一方面所述的工业设备控制方法。

60、本发明有益效果如下：

61、本发明实施例提供的工业设备控制方法及相关硬件，依托现有的移动通信基站，在移动通信基站之上扩展通信分流模块和工业控制器模块，从而可以用本发明实施例提供的移动通信基站代替现有的工业控制器。由于移动通信基站与工业用途的ute之间采用无线信号连接，从而有效地简化了工业设备之间的有线连接线路。并且，当工业现场的工业设备增加后，可以直接将新增工业设备交由移动通信基站进行控制，从而减少新增设备的投入。另外，对于需要联网控制的工业设备而言，数据直接通过基站通信分流模块分流到工业现场的企业专网用户数据网络内，而不再需要经过核心网传输，降低了数据传输时延，保证了数据的私密性，可以支持高安全性的专网数据隔离。