平台架构

整体架构使平台的核心理念得以在技术层面落地实现。

核心理念

平台所依托的基本理念

用户便捷

直观的现代 UI
适应用户需求
便于从其他平台迁移

快速开发

清晰的项目逻辑
便捷的数据管理
互操作性

资源效率

充分发挥硬件性能
线性扩展
为软件付费，在硬件上节省

架构核心原则

这些原则决定了系统的技术能力

实时核心

实时核心负责所有对时间敏感的系统组件及其相互交互，提供容错、可靠与可用能力，并交付平台的关键功能。

了解更多

模型架构

抽象模型是用于描述领域对象的复杂嵌套数据结构。基于此类模型可创建大量对象实例，供系统进行交互。

了解更多

响应式架构

此处的响应性指事件驱动架构。每个对象都分配有一个负责响应性的轻量级线程。响应式架构的原则载于《响应式宣言》。

了解更多

集群架构

关键功能被组装为服务单体，并组合成集群。集群以 Symmetric Active-Active 模式运行，为众多可插拔的（微）服务提供支撑——例如协议驱动和计算模块。

了解更多

服务架构

系统组件通过服务模型相互协作。服务单体与微服务遵循统一原则协同。该方式能够与各类数据源高效对接。

了解更多

计算模型

多层级计算模型可对项目逻辑进行细化。越靠近核心，可用的计算器脚本越简单——用于计算动态设定值和简单的逻辑运算。面对复杂场景，则提供功能完备的语言。

了解更多

架构特性

上述原则的技术实现带来以下能力

即时配置

在不中断或停止运行流程（或将停机降至最低）的情况下更改系统与数据配置，并支持协同开发。

冗余

支持多节点主动配置。正是该选项确保即使发生故障也能将停机降至最短（0-RTO）。当某个节点需要停用时，始终有其他节点可用。

大数据量

处理海量数据，包括在高负载条件下。数百万个对象、数千万个变量、数十亿个数值。

可控降级

当负载超过可用资源时，系统会丢弃最不重要的数据。在某些情况下，数据不会丢失，而是保留在队列中——待负载下降后再行处理。

线性扩展

可通过增加节点来扩展系统。所有不靠近核心的服务都可去中心化；靠近核心的服务以 SAA 模式运行。

多租户

能够为不同子系统和用户隔离独立空间（对象、服务）。其基础是成熟的基于角色的访问控制系统。

平台结构

在结构上，平台由三个环境组成：集中了全部关键功能与 API 的核心环境、运行环境和开发环境。

平台核心

包含核心功能
负责数据处理
服务交互机制
实现响应式架构
实现安全体系

运行环境

操作员的主要工具
监控画面与控件
趋势
事件、报警与确认
便捷的 UI/UX

开发环境

开发者的主要工具
成熟的开发环境
支持矢量编辑器
变更同步
脚本

平台核心

交付平台的关键功能。

运行数据

动态点位（变量）
在内存中处理
运行归档（缓存）
负载与突发管理
每节点最多 10,000,000 个点位

元数据

非时间敏感数据
弱动态
配置、结构、层级
与运行数据隔离
存储于关系型数据库

数据归档

长期数据存储
时间序列格式（TSDB）
存储于列式数据库
压缩、降采样、循环记录
访问速度慢于运行数据

核心数据结构

数据类型

离散 — boolean
整型 — integer
模拟 — float
字符串 — string

模型

抽象结构
复杂的嵌套层级
模型由模型组成
核心面向对象原则

对象

基于模型
多个实例
结构上依赖于模型
支持级联变更

更改模型会触发基于该模型创建的所有对象的级联变更。删除系统逻辑中所使用的变量可能导致不可预测的后果——此类更改必须谨慎规划，并事先通过备份或导出保存配置。

模型架构

数据通过模型和对象来描述：模型是抽象，对象是其实例。每个对象都作为独立的响应式实体运行。

模型与对象的构成方式

模型是由简单类型变量和嵌套模型构成的抽象实体。
可任意深度嵌套。
对象严格基于模型创建，并完整复现其结构。
不更改模型就无法更改对象的结构。

结构组合

复合模型「机组」

模型「泵」

状态 · bool转速 · float压力 · float

模型「阀门」

开启 · bool位置 · float

变量 → 模型 → 复合模型。

对象派生

对象继承

模型「泵」

抽象实体

泵 №1

实例

泵 №2

实例

泵 №3

实例

对象复现模型的结构。

级联变更：对模型的更改会自动应用于基于该模型创建的所有对象。

响应式架构

每个对象由自己的轻量级线程提供支撑
这些线程是响应性的基础（N 个线程，M 个 CPU 核心）
对象独立且并行地对变化作出响应
此类线程的开销极小
可扩展至每节点数百万个对象
控制级联变更并防止循环

对象

由轻量级线程提供支撑

数百万个对象

每节点并行

Go · 协程

轻量级线程，开销极小

响应式架构

事件驱动架构（EDA）

事件

事件是平台的动态对象
作为对变量值变化的响应而创建
只要满足创建条件，事件便保持活动状态
条件由计算器定义
在离散对象状态发生变化时发生
例如，某对象监测温度
当超过设定值时改变状态
发生指定类型的事件

属性集合：

对象类别创建时间消息文本类别优先级活动标志确认标志确认人

报警与确认

报警是位于优先级刻度顶部的一类事件（最关键的事件）
可以定义多个不同严重程度的报警类别
报警可触发视听效果以引起操作员注意
操作员通过确认来表示已收到事件信息
平台会记录具体由谁进行了确认

事件优先级排序

优先级是一个数值，例如从 1 到 10
为事件类别设置，用于定义其重要性和严重性
数值越高，事件越关键
报警被赋予最高优先级

分级与排序

优先级影响事件的顺序。类别可按优先级、可确认性和声音进行排序。

声音提示

声音在优先级最高的事件上播放——按顺序、以设定的间隔播放。

确认之前

信号会一直重复，直到出现更高优先级的事件或当前事件被确认。

优先级

低

1234567

消息

8910

报警

高

服务模型

面向服务架构（SOA）

核心可支撑三类服务

核心服务（core）

靠近核心的数据处理
操作缓存数据
基础服务

事件计算归档

接口驱动（edge）

数据采集与预处理
后处理与准备
数据与控制命令的传输

EdgeETL/ELT

接口（API）

对 API 的完全访问
REST 协议
用于响应性和实时的 WebSocket

APIRESTWebSocket

过程控制协议

支持开放协议
支持专有协议
支持特殊协议

NTPSNMPOPC UAModbusProfinet

BACnetMQTTIEC-60870IEC-61850

与 IT 系统对接

与开放 API 对接
与专有 API 对接
通过总线对接

ZabbixTrassirPercoFindFace

AsteriskOrionProSyslog

完整的驱动和开放协议列表见在首页.

计算模型

平台提供多种计算工具

计算器

在响应式逻辑中运行
当关联对象变化时
功能有限
在核心层运行

集群脚本

复杂的算法计算
基于变量的计算
可扩展的功能
能够处理核心之外的数据

信号模拟器

信号生成
按给定规律
用于计算的参考信号
用于测试与诊断

计算器

计算器的应用场景

跟踪变量变化
算术、比较、积分、条件运算
逻辑计算
浮动设定值的计算

计算器的调用方式

计算器从逻辑变量中调用，在该变量中设置目标公式
一旦满足所设条件，变量便切换到所需状态
该状态定义目标事件（包括报警）

计算器运算

+−×÷x²∫

><=≥≤≠

非如果多重如果

浮动设定值

过程量设定值（上限 / 下限）

集群脚本

用于计算器无法覆盖的复杂任务。

复杂逻辑

任意控制逻辑
现代 Lua 语言
编译为字节码
大量代码
任意复杂度

算法库

可创建库
代码复用
从脚本管理
功能组控制
与 DCS 对接

API 可用性

访问整个平台 API
可访问外部 API
去中心化
互操作性
安全

为何选择 Lua

Lua 是一种轻量且快速的语言，语法上与过程控制工程师熟悉的 ST（Structured Text）非常接近。

轻量快速类似 ST过程控制工程师熟悉

同一个泵控制算法：

ST (Structured Text)

PROGRAM Control_Pump_Prog
VAR
    // 变量初始化（相当于 Lua 中的 local）
    waterLevel : REAL := 5.5;   // 当前水位
    tankMax    : REAL := 10.0;  // 最高水位
    tankMin    : REAL := 2.0;   // 最低水位
    pump       : BOOL := FALSE; // 泵状态
    alarm      : BOOL := FALSE; // 报警状态
END_VAR
 
// 泵控制函数
 
IF waterLevel > tankMax THEN
    pump  := FALSE;    // 关闭泵
    alarm := TRUE;     // 触发报警信号
ELSIF waterLevel < tankMin THEN
    pump  := TRUE;     // 启动泵
    alarm := FALSE;    // 清除报警
END_IF;
 
END_PROGRAM

Lua

 
 
-- 变量初始化（相当于 VAR 块）
local waterLevel = 5.5   -- 当前水位
local tankMax    = 10.0  -- 最高水位
local tankMin    = 2.0   -- 最低水位
local pump       = false -- 泵状态
local alarm      = false -- 报警状态
 
 
-- 泵控制函数
local function controlPump()
    if waterLevel > tankMax then
        pump  = false    -- 关闭泵
        alarm = true     -- 触发报警信号
    elseif waterLevel < tankMin then
        pump  = true     -- 启动泵
        alarm = false    -- 清除报警
    end
 
end

该对比以泵控制为例：光标在两个代码块中同步移动，高亮显示对应的行。将光标悬停在某一行上可手动对照。

在正确配置的环境下，可用 Lua 几乎以 ST 语法编写。总体而言，用现代专用工具在 ST、FBD 中开发的脚本可以轻松移植到 Lua。

模拟器信号

模拟器按给定规律生成变量值。

可设定幅值与频率
适用于模拟量与离散量变量
可用作计算的参考信号
用于诊断

模拟量

恒定

正弦

三角

锯齿

方波

随机

离散量

状态切换

恒定

集群模型

高可用的容错集群

集群节点

Symmetric Active-Active 集群
热备
一致性内存缓存
专用互连
负载均衡器
每节点最多 10,000,000 个点位

互连

节点之间的双向交换
通道冗余
安全的交换协议
高吞吐量
低延迟与低抖动
可控降级

集群客户端

Active-Passive 模式
主动的冗余连接
自动故障切换（failover）
用于网关，包括 API 网关
用于承载驱动（RRW）
用于承载 WebSocket（WS）

核心集群模型的互连示意图

核心

主机

集群互连

主机互连

分段

深入了解核心架构

网络安全

平台包含强大的访问控制系统。

访问控制

基于角色的访问控制（RBAC）
有限作用域令牌（TBAC）
支持 IAM 访问管理系统（LDAP、Keycloak）
对象级多租户

访问控制对象

模型与对象
驱动与服务
脚本
组件与监控画面

身份识别与访问控制

在平台各层级内置访问管理，无外部依赖

内置

自有身份验证机制和基于角色的访问模型，无外部依赖。临时令牌。

RBACTBAC

LDAP

与企业目录集成，统一管理账户

LDAPActive Directory

Keycloak

外部身份提供方，支持单点登录和联合身份

SSOOAuth 2.0OpenID联合身份

导入、导出与备份

支持以多种格式高效交换项目数据

数据导出

模型与对象
事件与报警
脚本
驱动与服务
组件与监控画面
变量绑定
角色与用户

数据导入

简化项目创建
需要一致的格式
例如表格（xlsx、csv）或 xml
可从第三方 API 导入
完全或部分导入
考虑版本管理
需要一定的谨慎

备份

按请求执行
可响应式或按定时器执行
可由脚本调用
可立即分离导出
针对本不应发生的故障的恢复手段
支持第三方备份系统

平台架构

核心理念

用户便捷

快速开发

资源效率

架构核心原则

实时核心

模型架构

响应式架构

集群架构

服务架构

计算模型

架构特性

即时配置

冗余

大数据量

可控降级

线性扩展

多租户

平台结构

平台核心

运行环境

开发环境

平台核心

运行数据

元数据

数据归档

核心数据结构

数据类型

模型

对象

模型架构

模型与对象的构成方式

响应式架构

响应式架构

事件

报警与确认

事件优先级排序

服务模型

核心可支撑三类服务

核心服务（core）

接口驱动（edge）

接口（API）

过程控制协议

与 IT 系统对接

计算模型

计算器

集群脚本

信号模拟器

计算器

计算器的应用场景

计算器的调用方式

计算器运算

浮动设定值

集群脚本

复杂逻辑

算法库

API 可用性

为何选择 Lua

模拟器信号

集群模型

集群节点

互连

集群客户端

核心集群模型的互连示意图

网络安全

访问控制

访问控制对象

身份识别与 访问控制

导入、导出与备份

数据导出

数据导入

备份

身份识别与访问控制