随着智能制造与物联网的飞速发展,工控自动化行业大规模引进互联网技术,工控自动化取得了重大的突破。随之而来的是工业现场底层设备到上层监控系统间的数据传输量的急剧增加,目前由云中心直接与现场设备对接,将全部数据处理统一放置在云中心的数据处理模式不能完全高效地支持海量实时数据的处理。为减轻云端数据计算压力并且更好地实现实时数据服务,本文通过对边缘计算模型、WebSocket协议以及基于IEC61131-3标准的功能块进行深入研究,设计了一种能够实现工业现场底层设备与上层监控系统间实时数据服务的体系架构。首先介绍了边缘计算实时数据服务体系架构用到的基本理论,包括WebSocket通信与功能块编程的相关理论,从边缘计算服务与云端应用服务两方面设计了边缘计算实时数据服务的体系架构,使用XML格式存储边缘计算的变量、设备以及页面绑定信息,采用JSON格式定义周期刷新报文、数据传输报文与数据库执行报文。然后采用可编程自动化网关PAG作为边缘设备,通过研究基于IEC61131-3标准的功能块的使用方法以及从设备资源映射方式,使用以太网或串口与现场设备相连,采用PLC程序组态的方式,完成边缘设备的数据采集、实时控制和通信服务功能,通过变量映射进行边缘变量管理,并采用WebSocket协议和JSON数据传输格式进行数据主动发送,实现数据的全双工通信。接着从Web服务技术与数据库服务技术两方面实现云端应用服务功能。Web服务技术通过建立合理的数据存储结构,将预定义描述信息存储在内存中,通过解析通信报文进行变量存储,同时对于分布式的边缘设备进行设备管理,实现客户端显示。通过解析数据库执行报文获取执行语句,完成数据库服务技术。最后搭建实验平台,建立数据库表格与浏览器监控界面,改变现场设备数据进行功能测试,通过使用网络分析仪抓取报文进行实时性与稳定性测试,结果表明所采用的方法正确可行。