核心技术

IAP OS是江南体育登录完全自主研发、全球独创的控制层跨平台工业互联网操作系统，是全球领先的“软件定义、数据驱动”的安全可靠性控制系统；拥有自主数据引擎技术、通用控制平台架构、通用网关连接技术等在内的创新性核心技术。基于自主研制的工业互联网通用平台（IAP）技术，为电力、化工、制造等领域客户提供领先的云控制平台服务和智能制造、智慧能源、智慧城市、数字工厂等相关领域的智能系统完整解决方案，打造领先于行业水平的智能化创新应用。

IAP体系架构

1.IAP体系架构

IAP平台包含一组软件工具、标准的组态元件和数据引擎计算环境。它的体系架构具有很强的开放性，与具体的控制对象、应用以及控制设备的硬件均无关，可扩展性强。IAP体系架构的设计思想可以归纳为3个方面：

1. 硬件通用化。软件与硬件彻底解耦，可以很好地兼容不同厂家的工业设备。

2. 软件工具化。软件的功能只是工具的化身，不同的应用可以使用完全相同的软件工具。

3. 元件产品化。元件是特定算法的集成化产品，软件可以操作元件，元件的组合可以构建出复杂的计算功能。

2.IAP 硬件特点

IAP平台可融合业界常用的硬件产品。人机界面和数据库计算单元均采用商用PC。支持移动终端作为人机界面。通讯网络以标准的工业以太网为基础，支持互联网的接入。其核心构成——控制站具有良好的兼容性。通讯网关支持常用的工业控制网络协议。云服务器支持强大的分布式计算能力。

IAP 组态工具与元件

1.IAP 组态工具

IAP平台的组态工具包括系统结构组态软件(IAPplant)、控制策略组态软件(IAPlogic）、人机界面组态软件(IAPview) 三大组态工具和数据中心管理软件（IAPdata）等。应用这些组态工具，结合可复用的组态元件，工业用户可以在图形化编辑环境中完成相应应用软件的开发。 IAP组态工具的主要特点是：

1）提供图形化、可编辑的组态环境。

2）组态与控制对象和计算硬件均无关联。

3）组态元件的执行结果均为数据，元件间的通信表现为数据的实时交换。

2.元件产品的特点

IAP组态元件是一类图形化的虚拟产品，内部封装了特定和具有可复用价值的算法，包括人机界面元件、设备元件和控制元件3种类型。元件之间通过不同的方式连接可以形成功能各异的计算方法，用户只需按照一定的规律排列组合，即可满足各种复杂的应用需求。尤其是控制策略组态元件，它是由图形化、多输入单输出的模块构成的。元件的增减或修改过程，对控制平台的运行稳定性不会产生影响。通过对组态元件的优化、升级，IAP平台技术性能将能满足工业用户的多样需求。IAP组态元件的主要特点：

1. IAP元件产品具有适当的颗粒度

2. 所有元件都使用标准的数据结构

3. 每个元件都封装特定的控制算法

4. 元件可独立存在，计算数据可传递

5. 元件具有高度复用性，可升级/扩展

6. 所有元件的计算过程都是透明的

IAP跨硬件环境

与传统工业系统控制站只能选择特定的硬件不同的是，IAP的控制站可以由不同厂家PLC、IPC或类似装置组成，并在其中执行统一的控制策略组态元件。相比之下，IAP拥有更大的应用范围和功能弹性：

• •在软件工程方面，系统无需采用复杂多样的编程语言，系统开发和运行维护难度被显著地降低。

• 异构控制站之间的资源共享能力被有效地提升，控制组态元件将成为一种工控产品，且能够在多种应用场合中得到复用。

与此同时，工业用户在设备的选型上也将具有更大的自主性。无论日后控制系统硬件如何被升级改造，用户原有的控制组态还能够被完全继承，用户的投资成本可得到最大程度地保护。

IAP之所以具备跨硬件平台的特性是因为它采用了一种先进的、适应于不同计算机操作系统的中间件技术——数据引擎。这是一种面向数据模型驱动的计算环境，它解决了控制组态文件在不同硬件平台之间运行的底层技术问题，解决了异构系统的协同控制问题。换句话说，配置有数据引擎的控制器执行的不再是程序而是数据，这种新特征赋予了IAP更广阔的应用空间。在工业互联网领域中，工业企业非常需要IAP这样一种能够执行标准控制算法组态的通用平台。工业企业内部生产管理和控制的各个环节可以籍此协同互联起来，而不是简单的数据交换。无论生产过程的规模、复杂程度以及硬件的多样性如何，IAP平台的配置将保持高度的一致性。在此基础上，各工业行业和领域的系统集成商将有机会提升成为相关应用产品和技术的供应商及服务商。

通用控制器技术

在 IAP 控制平台上，通用控制站是其有别于同类技术的最突出的部分。所谓通用控制站，作用与现在不同厂家生产的 PLC、PC相同，但是它们在操作系统和应用软件层面上是完全兼容的，相关外围设备的驱动也是标准通用的。换言之，通用控制站虽然由不同的厂家生产，但是它们在IAP控制平台中，至少在控制组态的执行和输入输出设备的驱动层面上是兼容的。这也是它与传统的、只能选择特定系统硬件的DCS系统控制站最大的不同之处。IAP控制站无论是采用何种硬件装置都具有执行统一控制组态元件的能力。具体表现在两个方面：

1. IAP通用控制站可以由不同厂家的PLC、IPC或类似装置组成，执行相同技术规范的控制组态元件算法，可实现不同控制站之间组态元件的连接。

2. IAP通用控制站能够同时计算离散控制、连续控制、批量控制、运动控制、先进控制等多种类型控制组态元件的算法，满足不同应用环境或工艺过程的控制要求。

可视化技术

工业系统的可视化问题

现代工业生产系统很大一部分都属于复杂系统。为了保证高性能和高可靠性，生产过程工艺数据的实时监测和分析是这类系统必须具备的能力。因此，提供这种能力已成为工业控制系统的基本要求。用户希望在工业控制系统中能够实时地观察到各个生产过程的状态，同时也希望能够观察到控制作用的合理性。这些都是完善、改进和提高工业生产系统效能的重要前提条件。

IAP 平台的可视化计算

IAP正是这样一种通用技术平台，它采用图形组态的方法将可视化技术与设备数据的处理算法结合到一起，在展示数据的同时也展示数据之间的算法关系，即具备了可追溯算法计算全过程的特性。IAP平台的可视化是通过元件模型的计算以及工具软件与数据引擎的通信来实现的，可以同时适应本地和云端技术环境。由于所有IAP工具软

件执行的驱动和结果都是数据，因此只需监测相关数据即可诊断控制系统的所有性能，包括控制品质和安全特性。

这样做的好处是所有连接到IAP平台上的处理对象都可以被视为可视化的对象，涵盖供应、管理、控制、物流和终端用户等各个生产环节的所有连接对象，并对其过往的数据具有可追溯的能力。

工业 4.0 的关注点和竞争点：数据可视化

如何向用户提供这样的技术条件，使工业设备能够运行在最好的状态上，对于工业企业的发展而言至关重要，同时这也是工业4.0时代的关注点和竞争点。工业4.0的一个重要特点就是产品的创新和价值不仅仅是以满足用户可见的需求为导向，而是要利用用户的数据，包括生产过程和使用过程的各项数据，使其价值最大化。可视化技术可以使得这些数据的应用深度和广度得到最大范围的延展。这不仅体现在对各种风险的洞察和预防方面，还体现在对用户潜在需求的深度挖掘上。因此，新时代工业企业发展和转型迫切需要一种有效的可视化技术平台来适应未来产业发展。

可视化计算的作用

1. 追溯算法计算全过程：掌握IAP平台所有连接对象的所有过程数据。

2. 洞察和预防各类风险：诊断控制系统各项性能，预防应对各类风险。

3. 挖掘用户的潜在需求：分析海量的工业数据，挖掘用户系统的潜在能力

动态重构技术

IAP 控制平台中包含一种无扰动的动态重构技术。它是一种在不中断控制系统运行的情况下对控制算法进行无扰动在线更新的技术。当对控制算法进行动态调整时，不仅属性参数可以变化，控制算法组态的结构也可以变化，并且这种改变是在控制平台维持正常工作的状态下进行的。除此之外，IAP还能够在可接受的、较长的时间跨度里，通过算法的微小修正稳步、安全地达到在线优化的目标。这个过程只需要通过逐步增加、替换和删除元件等方式即可实现。IAP动态重构的功能依赖于数据引擎的运行特点，即控制组态的变化过程等价于内存数据库的相应变化，新的控制算法的导入过程只涉及内存的数据读写，而数据引擎的软件进程（执行程序）没有因此而发生任何改变。这就是IAP平台能够实现无扰动动态重构的基本原理。工业互联网时代培育了用户快速迭代的能力。IAP动态重构技术为用户提供了一种安全、可靠、快捷的控制算法动态调整的解决办法。应用IAP平台的动态重构技术，用户就能够在系统运行的状态下持续优化应用程序而不影响其运行的连续性和稳定性。这项技术的重要意义在于提高了系统应对各种复杂、不确定和不断变化的生产需求的能力，同时大幅度地降低了系统的开发、调试及运维成本，使得控制系统能够适应新时代柔性生产的需要。IAP动态重构技术将对工业产业从自动化到智能化的提升发挥关键性的作用。

通用网关技术

IAP平台提供了一种通用网关技术，可用于工业企业自动化系统或工业互联网。该技术目前可运行在基于X86和ARM这两种版本的工业微机上。其中内嵌了RJ45以太网网口，RS232和RS485串行通讯口，wifi通讯模块和4G移动通讯模块等多种网络接口，同时也内置了FINS、Hostlink、S7 、PPI、CIP、MC Modbus-TCP、Modbus-RTU等多种通讯协议的驱动。在这种通用网关中还设置了一套数据引擎，用于执行边缘计算的任务，包括数据的计算处理和通讯包的分解两个方面的任务。该通用网关也提供断网续传的功能，在断网情况下，数据维持时间高达168小时。远程管理软件能够给这种通用网关提供必要的配置服务，并能监控其中通讯状态的变化和通讯的实时内容。通常情况下，该通讯网关是与IAP的云端平台配套使用的。在完成必要的配置工作后，该网关即可接入工业互联网。这种配置内容包括了网络地址、通讯协议选择、通讯周期定义等。采集数据可以在边缘计算模块中进行初步的处理，其算法也是基于图形组态元件构建出来的，并采用数据引擎技术进行实时计算。在很多工业场合中，通用网关的边缘计算承担了工业设备紧急事件处理的重要任务。当有多个通用网关通过网络连接在一起时，还能够构成一种功能非常强大的雾计算环境。

IAP平台软件构成

IAP平台具有完整的软硬件产品体系，其产品家族既涵盖了数据引擎和组态工具等工业自动化技术产品，也包括云控制、移动终端应用、数据网关等工业互联网产品。利用这些技术和产品，IAP平台能够很好地解决工业互联网技术在智能制造等不同行业中的应用问题。

IAP 典型应用业绩

IAP 平台的主要用途是自动控制系统应用和工业互联网应用，这两方面的应用分别适用于工业企业的自动化改造和信息化升级。目前IAP平台已成功应用到智能制造、流程工业和智慧城市等多个领域中。