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基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng) 摘要隨著自動控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的巨大發(fā)展，為了滿足現(xiàn)代企業(yè)對生產(chǎn)過程自動化和信息管理的新要求，基于web的遠程實時監(jiān)控已成為解決企業(yè)地域限制、提高工藝控制水平和企業(yè)管理水平的普遍需求。本文通過分析基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展和研究現(xiàn)狀，全面介紹了基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合某化工廠酚醛樹脂儲液罐溫度控制系統(tǒng)，提出了儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)方案，并完成了該系統(tǒng)的設(shè)計。本文主要工作如下：1.給出了采用TCP/IP技術(shù)，B/S體系結(jié)構(gòu)的基于web的儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，分析在Internet/Intranet環(huán)境下實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)發(fā)布和遠程控制的可行性。2.利用杰控組態(tài)軟件Fameview制作儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)上位機監(jiān)控畫面，以研華PCL-812PG作為I/O接口設(shè)備完成下位機數(shù)據(jù)交換，結(jié)合組態(tài)軟件的web發(fā)布功能將現(xiàn)場工藝參數(shù)與Internet連接起來，實現(xiàn)對工藝參數(shù)的遠程監(jiān)控。本文綜合了現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控，設(shè)計并實現(xiàn)了儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)，給出了一種低成本的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，具有良好的經(jīng)濟效益和應(yīng)用推廣價值。關(guān)鍵字:web;遠程監(jiān)控；儲液罐；組態(tài)軟件；Fameview; AbstractWiththetremendousdevelopmentofautomaticcontrolandcommunicationtechnologyofthenetwork,inordertomeetthenewrequirementsofmodernbusinessprocessautomationandinformationmanagement,remoteweb-basedreal-timemonitoringhasbecometosolvebusinessgeneralneedsofthegeographicalrestrictionsbusinessandimprovetheprocesscontrollevelandthelevelofbusinessmanagement.Thispaperanalyzesthedevelopmentandresearchoftheweb-basedremotemonitoringsystemathomeandabroad,andgiveacomprehensiveintroductionoftheoverallstructureandappliedtechnologytoweb-basedremotemonitoringsystemforindustrialparameters.Withachemicalplantcontrolsystemoftanktemperatureofphenolicresin,proposedthetechnologyprogramoftanktemperatureremotemonitoringsystem,andcompletedthedesignofthesystem.Inthispaper,asfollows:1.Proposedthedesignprogramofweb-basedremotemonitoringsystemoftanktemperature,byusingTCP/IPtechnologyandB/Sarchitecture.Analysistoachievereal-timedatadistributionandremotecontrolisfeasibleintheInternet/Intranetenvironment.2.Makethehostcomputermonitorscreenofremotemonitoringsystemoftanktemperature,usingconfigurationsoftwareofFameviewproducts.UseAdvantechPCL-812PGasI/Ointerfacedevicetocompletethenext-bitmachinedataexchange,linkthetechnicalparametersofindustrialsitetoInternettoachievetheremotemonitoringoftechnicalparameterswithwebpublishingfunctionofconfigurationsoftware.Thispapercomprehensiveon-sitemonitoringandremotemonitoring,theremotemonitoringsystemoftanktemperaturewasdesignedandimplemented.Proposedalow-costdesignprogramofremotemonitoringsystemfortechnicalparameters,Withgoodeconomicandapplicationvalue.Keywords:web;Remotemonitoring;Tank;Configurationsoftware;Fameview; 目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1課題研究的背景和意義11.2遠程監(jiān)控系統(tǒng)概述21.2.1遠程監(jiān)控系統(tǒng)的原理21.2.2遠程監(jiān)控系統(tǒng)的分類31.2.3遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢41.3基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀51.3.1國外研究現(xiàn)狀61.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀71.4論文的研究思路與內(nèi)容7第2章基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)92.1基于web的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能要求92.1.1基于web的監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)92.1.2基于web的監(jiān)控系統(tǒng)功能要求102.2基于web的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控模式112.2.1工業(yè)控制系統(tǒng)監(jiān)控模式112.2.3C/S與B/S模式的比較15第3章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)分析173.1上位機監(jiān)控組態(tài)分析173.1.1組態(tài)軟件概述173.1.2監(jiān)控組態(tài)軟件介紹193.1.3Fameview組態(tài)軟件簡介213.2下位機檢測部分分析233.2.1PCL-812PG數(shù)據(jù)采集卡233.2.2傳感器的選型253.3上位機與下位機之間的通訊26第4章基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計284.1基于web監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計284.1.1設(shè)計目標28 4.1.2設(shè)計原則294.1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖304.1.4遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)304.2基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程324.2.1系統(tǒng)具體運行過程324.2.2關(guān)鍵技術(shù)簡介334.3現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計344.3.1系統(tǒng)I/O點分配354.3.2接口設(shè)備的安裝與連接364.3.3硬件連接及板卡的設(shè)置374.4系統(tǒng)的實時性和安全性394.4.1系統(tǒng)的實時性分析394.4.2系統(tǒng)的安全性分析404.5基于web遠程監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點40第5章基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)425.1基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)簡介425.1.1系統(tǒng)概述425.1.2系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)435.1.3系統(tǒng)軟、硬件配置445.2基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)軟件部分455.2.1現(xiàn)場監(jiān)控軟件實現(xiàn)的功能455.2.2現(xiàn)場監(jiān)控畫面的設(shè)計475.3儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的web發(fā)布515.3.1IIS的安裝和配置525.3.2Fameview組態(tài)軟件的web發(fā)布設(shè)置535.3.3web發(fā)布畫面54第6章結(jié)論與展望56參考文獻58外文資料翻譯601.原文資料602.資料翻譯71致謝80 第1章緒論1.1課題研究的背景和意義隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)規(guī)模不斷壯大，企業(yè)對生產(chǎn)過程自動化及信息管理的要求越來越高。為解決企業(yè)面臨的地域限制，提高工藝控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，更進一步提高企業(yè)的管理水平，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控已經(jīng)成為當今企業(yè)的普遍要求。隨著計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的巨大發(fā)展，為基于web的遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)和條件；即通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接各生產(chǎn)或測試現(xiàn)場及控制系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)整個企業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集、分析、存儲，讓管理層及各部門都能看到以前只有現(xiàn)場監(jiān)控人員才能看到的實時狀況。通過計算機網(wǎng)絡(luò)，使企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間，處于不同地區(qū)的各相關(guān)部門之間交流現(xiàn)場監(jiān)控信息，實現(xiàn)對監(jiān)控現(xiàn)場的遠程調(diào)度、指揮決策，同時可實現(xiàn)對系統(tǒng)進行進行故障診斷、維護及變量修改等操作。從企業(yè)生產(chǎn)管理的角度來看，為了使企業(yè)經(jīng)營、決策者不必親臨工業(yè)現(xiàn)場就可以及時了解工廠、企業(yè)現(xiàn)場設(shè)備運行情況，對生產(chǎn)現(xiàn)場進行全局的把握，應(yīng)用基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)對工業(yè)現(xiàn)場的工藝參數(shù)進行監(jiān)控已成為一種必然的趨勢?；趙eb的遠程監(jiān)控系統(tǒng)使得生產(chǎn)過程監(jiān)控系統(tǒng)與企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)融為一體，使得生產(chǎn)管理者不需要掌握專門的技術(shù)，在遠程客戶機上也不需要安裝任何復(fù)雜的軟件，只需要通過瀏覽器就可以了解生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的運行數(shù)據(jù)信息和相應(yīng)的圖形、曲線信息，及時了解生產(chǎn)狀況，并將這些信息作為決策的參考依據(jù)，提高管理質(zhì)量及把握全局的能力。基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是一個開放平臺，使得企業(yè)信息的交互領(lǐng)域從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制、管理的各個層次，覆蓋從車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場，為實現(xiàn)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和體系的開放性創(chuàng)造了必要的條件?；赪eb的遠程監(jiān)控技術(shù)可以提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)效率，加強企業(yè)競爭力；可以對各監(jiān)控對象進行全天候，全方位監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)甚至提前預(yù)測設(shè)備問題，保證企業(yè)生產(chǎn)安全；基于web的遠程監(jiān)控技術(shù)的實現(xiàn)也意味著各種異地資源通過網(wǎng)絡(luò)連接的方式，實現(xiàn)了資源共享?？傊h程監(jiān)控向人們提供了一個更高效、更全面、更安全、更快捷的服務(wù)模式，改變了傳統(tǒng)的監(jiān)控模式。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和企業(yè)信息化的不斷推進，將web技術(shù)與傳統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)建基于web的工業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)是工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域發(fā)展的方向之一。 本課題以某化工工廠一反應(yīng)車間酚醛樹脂儲液罐溫度控制系統(tǒng)為研究對象，在分析基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，研究并提出對儲液罐溫度、壓力、液位等工藝參數(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控的結(jié)合，使儲液罐溫度控制能夠達到一個理想范圍。儲液罐溫度控制系統(tǒng)是利用各種變送器測量儲液罐的溫度、液位和壓力值，通過模擬量輸入通道接線端子板PCLD-880輸入到PCL-812PG的模擬量輸入通道，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字量輸入到工控機。工控機內(nèi)的組態(tài)軟件按照控制要求對測量數(shù)據(jù)進行處理、運算，輸出數(shù)據(jù)經(jīng)PCL-812PG的輸出通道輸出，控制電磁閥、泵和調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機構(gòu)運行，從而控制儲液罐的溫度?；趙eb的儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)是在本地監(jiān)控的基礎(chǔ)上完成現(xiàn)代企業(yè)工藝自動化控制水平更高的要求，將工業(yè)現(xiàn)場的控制信息通過組態(tài)軟件的web發(fā)布功能與Internet連接起來形成基于B/S結(jié)構(gòu)模式的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，控制人員就可以通過遠程客戶終端來實時監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場系統(tǒng)運行的狀態(tài)，這樣不僅提高了對監(jiān)控系統(tǒng)的控制效率，而且解決了企業(yè)地域限制的問題。1.2遠程監(jiān)控系統(tǒng)概述1.2.1遠程監(jiān)控系統(tǒng)的原理遠程監(jiān)控就是指利用計算機通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對遠程工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控的計算機軟硬件系統(tǒng)稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控信息接入Internet，在一定條件下就可以通過Internet監(jiān)視并控制生產(chǎn)過程和現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)和各種參數(shù)，控制者不必親臨現(xiàn)場，這可以節(jié)省大量人力物力。管理人員可以監(jiān)視遠程生產(chǎn)運行情況，根據(jù)需要及時發(fā)出調(diào)度指令，研究機構(gòu)可以方便地利用本地豐富的軟硬件資源對遠程對象進行高級過程控制等。遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以劃分為遠程監(jiān)控終端系統(tǒng)、遠距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測與控制系統(tǒng)三部分。各部分分工協(xié)作，共同實現(xiàn)對設(shè)備的遠程控制。遠程監(jiān)控系統(tǒng)模型如圖1-1所示。圖1-1遠程監(jiān)控系統(tǒng)模型 基于工業(yè)現(xiàn)場的遠程監(jiān)控系統(tǒng)必須要在工控網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)集成環(huán)境中完成原先工業(yè)控制系統(tǒng)的各種要求，其主要特點有以下幾方面：(1)實時性由于系統(tǒng)是對工控設(shè)備進行實時監(jiān)控，把采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)及時、準確地傳送到用戶端是十分必要的，準確性可以由各種傳輸協(xié)議來保證，而實時性在現(xiàn)有的Internet／Intranet環(huán)境中是很難得到保證的，除非使用專用網(wǎng)絡(luò)。(2)安全性對于通過網(wǎng)絡(luò)訪問遠程設(shè)備的系統(tǒng)，安全性是必不可缺的，尤其對于企業(yè)資源來說更是如此。用戶訪問認證機制是應(yīng)用較為普遍的訪問控制機制,只有授權(quán)的用戶可以訪問企業(yè)資源；信息加密技術(shù)可以保證重要的數(shù)據(jù)在傳輸過程中不會被竊取和惡意篡改。(3)可擴展性對于企業(yè)信息管理來說，有時一個企業(yè)的資源需要不時地更新，或者改變事務(wù)流程或規(guī)則，這時一個可擴展的系統(tǒng)可以減少由此帶來的各種麻煩。1.2.2遠程監(jiān)控系統(tǒng)的分類根據(jù)被控對象或者通信平臺不同，遠程監(jiān)控可以分為以下幾類：(1)基于Internet的遠程監(jiān)控系統(tǒng)目前的企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)一般通過現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)(Intranet)和Internet三網(wǎng)合一把分布于各局部現(xiàn)場，獨立完成特定功能的計算機、控制器現(xiàn)場設(shè)備等互聯(lián)起來，它適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的功能分布和地域分布的特點，達到資源共享、協(xié)同工作、遠程監(jiān)控、遠程管理等為目的的全分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是Internet技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、TCP/IP(TransmissionControlProtocol／InternetProtocol)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、瀏覽器技術(shù)等發(fā)展的產(chǎn)物。(2)基于WAP技術(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)WAP(WirelessApplicationProtocol)無線應(yīng)用協(xié)議提供了移動通信設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的開放的全球標準?？梢酝ㄟ^WAP將移動通信網(wǎng)、Internet以及企業(yè)的局域網(wǎng)聯(lián)系起來，提供一種遠程監(jiān)控手段，使用戶無論何時何地都能通過移動設(shè)備獲得工業(yè)現(xiàn)場信息?；赪AP的遠程監(jiān)控可以以現(xiàn)有的web服務(wù)器為基礎(chǔ)，通過WAP網(wǎng)關(guān)和移動終端共同完成。(3)基于GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS方式遠程監(jiān)控系統(tǒng)GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)數(shù)字式移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供的SMS(ShortMessagingService)業(yè)務(wù)，具有雙向通信、具有一定的交互能力、占用GSM網(wǎng)絡(luò)的信令通道等特點，利用手機的短信功能模塊和接收終端可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控。(4)基于EMAIL／手機短信／尋呼的事件通知 手機短信和尋呼業(yè)務(wù)的普及以及較高的實時性，目前已有不少移動運營商和尋呼系統(tǒng)與Internet結(jié)合，將電子郵件的內(nèi)容實時傳送到手機和尋呼機上。于是，在工控系統(tǒng)也可以通過電子郵件、手機短信和尋呼的結(jié)合，來實現(xiàn)重要報警、調(diào)度事件的實時廣播。根據(jù)控制方式可以將遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行如下分類(假設(shè)下面各種類型的監(jiān)控方式中，被控對象都是設(shè)備)：(1)保持型的遠程監(jiān)控方式遠程監(jiān)控僅僅向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出控制命令，而由設(shè)備自主的完成這個命令，監(jiān)控設(shè)備只對設(shè)備進行監(jiān)視，在必要時對設(shè)備進行干預(yù)。這樣就要求設(shè)備不斷向遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送設(shè)備運行信息，遠程監(jiān)控系統(tǒng)保持對設(shè)備的監(jiān)控能力。這種模式可實現(xiàn)遠程設(shè)備的無人控制，可應(yīng)用于危險環(huán)境和人力不能到達的地方等。(2)完成型的遠程監(jiān)控方式遠程監(jiān)控系統(tǒng)僅僅向設(shè)備控制系統(tǒng)發(fā)出控制命令，而由設(shè)備自主的完成這個命令，遠程監(jiān)控系統(tǒng)不對設(shè)備的具體實現(xiàn)過程進行監(jiān)控，設(shè)備完成任務(wù)后向遠程監(jiān)控系統(tǒng)報告。設(shè)備的操作控制完全在本地進行，設(shè)備在本地操作人員的監(jiān)控下完成任務(wù)。(3)完全型的遠程監(jiān)控方式設(shè)備的本地控制系統(tǒng)僅僅控制設(shè)備的執(zhí)行機構(gòu)，全部的操作控制由遠程監(jiān)控系統(tǒng)完成。在這種方式中，設(shè)備控制系統(tǒng)和設(shè)備是分離的，而在設(shè)備控制系統(tǒng)內(nèi)信號的傳遞速度要求很高，要求系統(tǒng)能夠立刻對現(xiàn)場做出反應(yīng)。這種控制方式用在一些特殊的行業(yè)。(4)人機交互式遠程監(jiān)控方式設(shè)備在本地操作人員和遠程監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)同控制下工作，即設(shè)備在遠程監(jiān)控系統(tǒng)的指揮下工作，由本地操作人員對設(shè)備進行控制和維護工作。在任務(wù)執(zhí)行過程中，可隨時建立連接，進行設(shè)備之間和人員之間的交互，設(shè)備的狀態(tài)信息可隨時在遠程監(jiān)控端采集。這是目前使用比較多的一種監(jiān)控方式。1.2.3遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢縱觀整個遠程監(jiān)控控制技術(shù)的發(fā)展過程，共產(chǎn)生了三種模式：主機集中模式、客戶-服務(wù)器模式、瀏覽器-服務(wù)器模式。主機集中模式中，大型主機通常是一臺計算功能強大的計算機，眾多遠程終端用戶共享大型主機CPU資源和數(shù)據(jù)庫存儲功能，這是一種典型的肥服務(wù)器-瘦客戶機工作模式，提供了高度集中控制，安全可靠，但是主機負擔(dān)過重，設(shè)備昂貴，系統(tǒng)可靠性差，伸縮性較小。 客戶機-服務(wù)器模式機制運作的基本過程是：服務(wù)器監(jiān)聽相應(yīng)端口的輸入，客戶機發(fā)送請求，服務(wù)器接受并處理請求，并將結(jié)果回送給客戶機?？蛻敉ㄟ^Internet/Intranet直接與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對話，服務(wù)器將對話結(jié)果返回給客戶機。它把集中管理模式轉(zhuǎn)化為一種服務(wù)器和客戶機負荷均衡的分布式計算模式，解決了執(zhí)行效率和容量不足的問題，但客戶-服務(wù)器也有許多缺點，如客戶機與服務(wù)器的職責(zé)不明，系統(tǒng)移植困難，客戶端開發(fā)和維護麻煩，應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計比較復(fù)雜，容易導(dǎo)致服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)過載而影響系統(tǒng)的性能。由于客戶機-服務(wù)器模式存在的這些不足之處，可以在傳統(tǒng)的客戶機-服務(wù)器模式的中間加上一層，把原來客戶機所負責(zé)的功能交給中間層來實現(xiàn)，這個中間層即為web服務(wù)器層。這樣，客戶端就不負責(zé)原來的數(shù)據(jù)存取，只需在客戶端安裝瀏覽器就可以了。把原來的服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。web服務(wù)器的作用就是對數(shù)據(jù)庫進行訪問，并通過Internet/Intranet傳遞給瀏覽器。這樣web服務(wù)器既是瀏覽器的服務(wù)器，又是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的瀏覽器。在這種模式下，客戶機就變成了一個簡單的瀏覽器，形成了“肥服務(wù)器-瘦客戶機”的模式，這就是瀏覽器-服務(wù)器模式。目前，遠程監(jiān)控技術(shù)主要是應(yīng)用Internet技術(shù)，在TCP/IP協(xié)議和B/S結(jié)構(gòu)體系的支持下，合理組織軟硬件結(jié)構(gòu)，使操作人員通過瀏覽器訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來迅速獲取自己權(quán)限下的所有信息并及時做出響應(yīng)。在不遠的將來，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展會越來越迅速，越來越成熟，這項新技術(shù)必將用于遠程控制系統(tǒng)上，是控制系統(tǒng)的未來發(fā)展方向之一。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用還滲透到了傳感器領(lǐng)域，將網(wǎng)絡(luò)接口芯片與智能傳感器集成起來，并把通信協(xié)議固化到智能傳感器的ROM中，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)傳感器的產(chǎn)生。國內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)傳感器方面的研究尚處于原理研究階段，還沒有成型的網(wǎng)絡(luò)化傳感器出現(xiàn)。這些都是以后的研究方向和領(lǐng)域，有待于進一步的研究和拓展。基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展始終與高新技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，現(xiàn)代企業(yè)不斷地對遠程監(jiān)控的簡便性和實時性提出更高的要求，因此必須要更快、更好地把最新技術(shù)應(yīng)用到遠程監(jiān)控當中，這樣才能使得遠程監(jiān)控技術(shù)不斷地得到發(fā)展，不斷地滿足人們的需求。1.3基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)趨向國際化，分布式的生產(chǎn)方式、用戶的需求促使自動控制技術(shù)不斷進步。Internet/Intranet將是實現(xiàn)分布式生產(chǎn)的基礎(chǔ)。近年來，基web的工業(yè)信息監(jiān)控方式成為研究的熱點，無論是研究還是應(yīng)用，都得到了長足的發(fā)展。它既具有控制系統(tǒng)的實時性和可靠性，又具有信息系統(tǒng)的開放性和廣泛性。通過現(xiàn)場監(jiān)控層與web 服務(wù)器的信息交換實現(xiàn)遠程客戶終端對現(xiàn)場工藝參數(shù)的實時監(jiān)控。1.3.1國外研究現(xiàn)狀目前，國外對基于web的遠程監(jiān)控已有了比較深入的研究。在機器人技術(shù)中，1993年美國國家航空航天局(NASA)Johnson航天中心與德州的四所大學(xué)成功地進行了機器人遠程分布式控制試驗。該項試驗是通過Internet在Johnson航天中心控制位于TexasA&M大學(xué)和Texas大學(xué)Asution分校的機器人，并同時在Arlington分校和Rice大學(xué)進行監(jiān)測和性能分析。1994年美國南加州大學(xué)完成Mercury項目，該項目允許遠程用戶通過web瀏覽器控制一個機械手進行文物挖掘。在工業(yè)控制領(lǐng)域，1996年美國麻省NorthAndover公司首先將PLC與Internet相連，現(xiàn)在許多用戶從中受益。基于以太網(wǎng)，客戶只要擁有瀏覽器，即可方便地進行通信。雖然可以用瀏覽器來進行過程參數(shù)的設(shè)定或控制對象的關(guān)閉與開啟，但瀏覽器不能用來控制設(shè)備，因此設(shè)備的實際控制由PLC或PC機來完成。在美國太平洋科學(xué)儀器公司，用于測量半導(dǎo)體內(nèi)部雜質(zhì)的設(shè)備控制器系統(tǒng)綜合了監(jiān)測、過程控制、傳感器總線及web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)。通過web網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使控制器與機床傳感器進行對話，利用總線與以太網(wǎng)端口傳送數(shù)據(jù)，由計算機提供原始數(shù)據(jù)，并與生產(chǎn)過程的實際數(shù)據(jù)綜合，以探測故障、控制現(xiàn)場及決定統(tǒng)計過程控制參數(shù)。在設(shè)備的遠程故障診斷領(lǐng)域，在美國波音公司的設(shè)備預(yù)維護系統(tǒng)中，采用了web網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析，使用以太網(wǎng)TCP/IP和web瀏覽器進行遠程探測和檢修機器的故障，對于設(shè)備復(fù)雜故障的分析與排除，也可以通過人工智能軟件來實現(xiàn)。加拿大Granby公司使用了web網(wǎng)絡(luò)瀏覽器技術(shù)，通過以太網(wǎng)TCP/IP進行機床故障診斷、維護及排除，周期性地使用自動視屏信號及錄像機進行監(jiān)控、服務(wù)請求和機器診斷，通過Internet連接與web網(wǎng)絡(luò)訪問進行圖像傳輸，實現(xiàn)主要用戶遠程產(chǎn)品和生產(chǎn)過程的監(jiān)測，沒有使用針對機器的專用通信與控制線路。在遠程網(wǎng)絡(luò)實驗領(lǐng)域，美國TennesseeatChattanooga大學(xué)的JimHenery設(shè)計的網(wǎng)上工程實驗室提供了一系列遠程控制實驗，如：壓力控制、液面控制、溫度控制、速度控制實驗等，該遠程實驗系統(tǒng)由一臺web服務(wù)器和五臺客戶機構(gòu)成的，每臺客戶機與一套實際的設(shè)備相連。用戶通過Internet訪問web服務(wù)器，選擇控制參數(shù)，然后web服務(wù)器把這些參數(shù)寫入文件傳送給相應(yīng)的客戶機，客戶機收到這些參數(shù)后，控制實驗設(shè)備來完成實驗，并把實驗數(shù)據(jù)通過web服務(wù)器生成實驗結(jié)果圖，返回給用戶。新加坡國立大學(xué)(NUS)的虛擬實驗室允許用戶通過Internet進行遠程實驗，可以實現(xiàn)昂貴實驗設(shè)備的共享。另外，許多國際知名大公司都在他們的工控產(chǎn)品中加入了因特網(wǎng)模塊，如：美國NationalInstrument 公司在其虛擬儀器產(chǎn)品LabView中新增了Internet模塊，可以通過web方式接收測試數(shù)據(jù)；西門子的Wincc、悉亞特的CITECT等也相繼推出了支持web功能的組態(tài)軟件，這些組態(tài)軟件包含了具有web功能的組件，并在工業(yè)領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用。1.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀在國內(nèi)也有很多致力于基于web的遠程監(jiān)控方面的研究與應(yīng)用，賈智平等利用ActiveX技術(shù)將Internet技術(shù)與電力監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合起來，從而形成了一種新的基于瀏覽器的電力監(jiān)控系統(tǒng)；呂浩杰等利用相關(guān)的web技術(shù)開發(fā)的B/S模式油田監(jiān)控系統(tǒng)等。國內(nèi)各高校對于基于web的實時監(jiān)控技術(shù)也開展了積極研究。其中，西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京理工大學(xué)等研究成果較為先進，例如華中科技大學(xué)開發(fā)出的“汽輪機工況監(jiān)測和診斷系統(tǒng)KDTGMD”、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的“微計算機化機組狀態(tài)監(jiān)視與故障診斷專家系統(tǒng)MMMDES”、南京理工大學(xué)CIMS研究所承擔(dān)了國防科工委長春FMS實驗中心檢測監(jiān)控系統(tǒng)的研制任務(wù)，對柔性制造系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的檢測監(jiān)控技術(shù)進行了初步集成。同時，國內(nèi)的一些組態(tài)軟件廠商也已經(jīng)在開始監(jiān)控軟件中引入web技術(shù)，北京杰控科技公司的Fameview組態(tài)軟件中就包含了ForInternet軟件，是運行在web服務(wù)器上的一種應(yīng)用軟件，它不需要其它特殊的軟件、驅(qū)動程序或用戶程序的支持，就可使遠程用戶在計算機上，以瀏覽HTML(HypertextMarkupLanguage)頁面的方式實時監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場。但也存在不足，遠程用戶只能通過瀏覽器監(jiān)視已經(jīng)組態(tài)好的畫面，不能對IE(InternetExplorer)瀏覽器顯示的任何變量做出改變，與真正的遠程監(jiān)控還有一段距離?？傊贗nternet的遠程監(jiān)控系統(tǒng)已投入到實際的應(yīng)用領(lǐng)域，并取得了良好的經(jīng)濟效益，其應(yīng)用前景是十分廣闊的。在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域中，可實現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)融合，即現(xiàn)場總線(包括工業(yè)以太網(wǎng))和Internet容為一體，實現(xiàn)真正的虛擬工廠(VirtualPlant)和虛擬制造(VirtualManufacture)。遠程監(jiān)控技術(shù)的成熟也促進其在核電站監(jiān)控、石油的輸送管道監(jiān)測、電網(wǎng)運行監(jiān)控和機器人的遠程控制等領(lǐng)域都起了巨大作用。1.4論文的研究思路與內(nèi)容基于web 的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)是結(jié)合了傳統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備和新型Internet技術(shù)一個復(fù)雜系統(tǒng)，其特點表現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、客戶機遠程瀏覽的可行性、控制信息執(zhí)行的可靠性。采用何種方法將工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及時、安全的反映到客戶端瀏覽器上是本文的研究重點。本文在研究了基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、監(jiān)控模式的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有實時監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點，本系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，選用臺灣研華工控機作為控制監(jiān)測站、選用相應(yīng)傳感器及臺灣研華的PCL-812PG數(shù)據(jù)采集卡通過ISA總線協(xié)議在本地網(wǎng)絡(luò)與上位機通信，選用北京杰控科技公司的組態(tài)軟件“Fameview”進行組態(tài)，組成參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)對某化工廠一反應(yīng)車間酚醛樹脂儲液罐的溫度、壓力、液位等參數(shù)進行監(jiān)控，并實時記錄監(jiān)控數(shù)據(jù)和報警信息，最后通過組態(tài)軟件的web發(fā)布功能與Internet進行數(shù)據(jù)交換，利用web技術(shù)對工藝參數(shù)進行遠程監(jiān)控、實現(xiàn)對該化工廠的異地遠程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能。本論文的章節(jié)安排如下：第l章：緒論指出本課題的研究背景和意義及基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第2章：分析基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)及軟件實現(xiàn)方式。通過對不同基于web的監(jiān)控方案的分析與比較，確定多層B/S模式工業(yè)遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)方案。第3章：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)分析。基于web的監(jiān)控功能的需要，分析了實現(xiàn)基于web的監(jiān)控系統(tǒng)所涉及的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括上位機部分的組態(tài)軟件介紹，下位機部分的數(shù)據(jù)采集卡和傳感器介紹，以及上位機與下位機之間的通信方式分析。第4章：基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本章從組態(tài)軟件的web發(fā)布功能出發(fā)，研究設(shè)計了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，并分析了系統(tǒng)的實時性和安全性。第5章：基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)。針對某化工廠儲液罐溫度控制系統(tǒng)的實際情況，將本文研究的基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案應(yīng)用于儲液罐溫度控制系統(tǒng)中，驗證其可行性和有效性。第6章：結(jié)論與展望?？偨Y(jié)本文所做的研究和工作，并結(jié)合本文的研究工作提出了幾點展望。本系統(tǒng)所需要的軟件環(huán)境：操作系統(tǒng)為Windows2000Server以上；web服務(wù)器選用微軟公司的IIS；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用SQLServer2000；Fameview態(tài)軟件作為監(jiān)控平臺的開發(fā)工具。 第2章基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)基于web的遠程監(jiān)控是指本地計算機通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對遠端設(shè)備的監(jiān)視、控制和維護。它的主要目的是實時監(jiān)測遠端設(shè)備的運行狀態(tài)，改變運行參數(shù)以及控制方式，與遠端系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)信息共享，及時預(yù)報和排除設(shè)備故障，提高遠端設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高客戶的滿意度?；趙eb的遠程監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代自動化技術(shù)的重要組成部分，是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控與維護技術(shù)相結(jié)合的必然結(jié)果，是控制技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點之一。借助遠程監(jiān)控和維護系統(tǒng)，連接各生產(chǎn)或測試現(xiàn)場以及控制系統(tǒng)的信息，實現(xiàn)整個企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)信息的采集、分析、統(tǒng)計、存儲，讓管理層和各部門都能看到以前只有現(xiàn)場監(jiān)控人員才能看到的現(xiàn)場實時狀況。通過局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、國際互聯(lián)網(wǎng)，使企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間，處于不同地區(qū)的各相關(guān)部門之間交流現(xiàn)場監(jiān)控信息。操作者可以進行設(shè)備的遠程安裝、調(diào)試，依靠安裝在現(xiàn)場的各種傳感器及音視頻設(shè)備，遠隔千里便可隨時了解現(xiàn)場生產(chǎn)與設(shè)備情況，對生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)控、故障診斷和維護，實現(xiàn)對監(jiān)控現(xiàn)場的遠程調(diào)度、指揮決策。2.1基于web的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能要求2.1.1基于web的監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)整個網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)分為三個層次：現(xiàn)場設(shè)備層、現(xiàn)場監(jiān)控層(SCADA)及遠程監(jiān)控層。(1)現(xiàn)場設(shè)備層現(xiàn)場設(shè)備層位于監(jiān)控系統(tǒng)的下層，是整個監(jiān)控系統(tǒng)性能保障的基礎(chǔ)?，F(xiàn)場系統(tǒng)可采用傳統(tǒng)的RS485／422總線，也可是LONWORK、PROFIBUS、CAN等現(xiàn)場總線。各種現(xiàn)場信號通過現(xiàn)場總線接口卡或RS485／422總線接入現(xiàn)場工作站。依照現(xiàn)場總線的協(xié)議標準，底層設(shè)備采用功能塊的結(jié)構(gòu)，通過組態(tài)設(shè)計，可以完成數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、溫度壓力補償、PID控制以及閥位補償?shù)雀鞣N功能。(2)現(xiàn)場監(jiān)控層(SCADA層)SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)層提供了對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的分析處理功能。SCADA 層采用工控機對生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)進行監(jiān)控，通過計算機的串口或現(xiàn)場總線接口卡與現(xiàn)場設(shè)備通信。工控機上運行的監(jiān)控軟件可完成工業(yè)現(xiàn)場實時動態(tài)畫面顯示，同時實現(xiàn)運行參數(shù)的監(jiān)測、現(xiàn)場設(shè)備控制、現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)給定、數(shù)據(jù)處理存儲、報表打印、報警和趨勢分析等功能。SCADA監(jiān)控層是整個基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備遠程監(jiān)控系統(tǒng)的核心，體現(xiàn)了信息的交互和資源的共享，它的完善程度直接影響著整個系統(tǒng)的靈活性、有效性和可靠性問題。(3)遠程監(jiān)控層遠程監(jiān)控層位于整個系統(tǒng)的上層部分，是整個系統(tǒng)面向世界的窗口。這一部分提供給管理人員一個方便的管理手段，遠端的管理人員被賦予一定的權(quán)限后，可以在線修改各種設(shè)備參數(shù)和運行參數(shù)，從而在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)實現(xiàn)底層測控信息的實時傳遞。遠程監(jiān)控層可租用企業(yè)專線或者利用公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)進行通訊，將工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)測信息進行處理和存貯，為遠程控制提供依據(jù)。目前，遠程監(jiān)控實現(xiàn)的途徑就是通過Internet，由于涉及實際的生產(chǎn)過程，必須采用防火墻、用戶身份認證以及密鑰管理等保證網(wǎng)絡(luò)安全。2.1.2基于web的監(jiān)控系統(tǒng)功能要求基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是以Internet為基礎(chǔ)，對企業(yè)信息進行自動采集、處理和實時發(fā)布，并能對工業(yè)現(xiàn)場進行遠程控制的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，它將企業(yè)的各個“自動化孤島”連接起來，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、控制、管理一體化。它既具有控制系統(tǒng)的實時性、可靠性，又具有信息系統(tǒng)的開放性和廣泛性。作為控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的綜合，遠程監(jiān)控系統(tǒng)除具有一般監(jiān)控系統(tǒng)的功能外，還具有較強的信息存儲、處理功能。具體表現(xiàn)為以下幾點：(1)數(shù)據(jù)采集與處理：對生產(chǎn)過程的各種模擬或數(shù)字量進行檢測、采樣和必要的預(yù)處理，并且以一定的形式輸出，如打印報表、顯示屏和觸摸屏等。為生產(chǎn)人員提供可靠的數(shù)據(jù)，幫助他們進行分析，以便了解生產(chǎn)情況。(2)狀態(tài)監(jiān)控功能：將檢測到的實時數(shù)據(jù)和生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中發(fā)出的指令和輸入的數(shù)據(jù)進行分析、歸納、整理、計算等二次加工，并分別作為實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)加以存儲。(3)控制功能：在檢測的基礎(chǔ)上進行信息加工，形成控制輸出，直接作用于生產(chǎn)過程。(4)數(shù)據(jù)管理：利用已有的數(shù)據(jù)、圖像、報表等對現(xiàn)場運行狀況進行分析、故障診斷、險情預(yù)測，并以聲光電的形式對故障和突發(fā)事件報警。(5)動態(tài)網(wǎng)頁發(fā)布功能：系統(tǒng)采用動態(tài)網(wǎng)頁發(fā)布數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)布及時、準確，刷新速度快，客戶可通過遠端瀏覽器從監(jiān)控頁面上直接獲取實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并發(fā)出相應(yīng)控制指令對生產(chǎn)現(xiàn)場進行控制。(6)為各種基于web 的應(yīng)用程序提供實時和歷史數(shù)據(jù)接口，使系統(tǒng)的功能可橫向擴展?；趙eb的遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)異地控制，也可以實現(xiàn)大范圍的資源共享。將實時監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)于Internet計算環(huán)境中，可以從許多方面改善監(jiān)控系統(tǒng)的性能和擴展增強系統(tǒng)功能。2.2基于web的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控模式隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，引發(fā)了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控模式的重大變革，目前主要有三種模式：主機集中模式、客戶／服務(wù)器(Client/Server)模式、瀏覽器／服務(wù)器(Browse/Server)模式。2.2.1工業(yè)控制系統(tǒng)監(jiān)控模式(1)主機集中模式大型主機通常是一臺計算功能強大的計算機，眾多遠程終端本身沒有任何計算能力，所有的處理過程(包括程序的運行、訪問數(shù)據(jù)、打印等)都是終端用戶共享大型主機CPU資源和數(shù)據(jù)庫存儲功能來完成的。這是一種典型的肥服務(wù)器／瘦客戶機工作模式，提供了高度的集中控制，可保證信息的安全。但是若在線用戶變多，或者數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)累計量變大，導(dǎo)致主機負擔(dān)過重，系統(tǒng)的伸縮性變小。若想改善整體運行效率，必須擴充內(nèi)存或升級主機，這樣就增加了設(shè)備費用。由于采用主機集中，這無疑集中了設(shè)備故障的危險性，致使系統(tǒng)可靠性變差。(2)客戶／服務(wù)器模式①傳統(tǒng)兩層C/S(Client/Server)模式傳統(tǒng)的一種監(jiān)控模式是客戶機／服務(wù)器結(jié)構(gòu)，把系統(tǒng)分為客戶機和服務(wù)器兩層。兩層C/S體系結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1C/S體系結(jié)構(gòu) 服務(wù)器部分主要負責(zé)執(zhí)行后臺服務(wù)，如管理共享外設(shè)、控制對共享數(shù)據(jù)庫的操作、接受并應(yīng)答客戶機的請求等?？蛻魴C部分負責(zé)執(zhí)行前臺功能，如管理用戶接口、報告請求等。這種體系結(jié)構(gòu)將一個應(yīng)用系統(tǒng)分為兩大部分，由多臺計算機分別執(zhí)行，使它們有機的結(jié)合在一起，協(xié)同完成整個系統(tǒng)的應(yīng)用，從而達到系統(tǒng)中軟、硬件資源最大限度的利用。C/S應(yīng)用系統(tǒng)基本運行關(guān)系體現(xiàn)為：“請求／響應(yīng)”的應(yīng)答模式。當用戶需要訪問服務(wù)器時，由客戶機發(fā)出“請求"，服務(wù)器接受“請求”并“響應(yīng)”，然后執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)，將執(zhí)行結(jié)果送回給客戶機，由它進一步處理后再提交給用戶。由于C/S結(jié)構(gòu)被設(shè)計成兩層模式，顯示邏輯和事務(wù)處理邏輯部分均被放在客戶端，數(shù)據(jù)處理邏輯和數(shù)據(jù)庫放在服務(wù)器端，從而使客戶端變得很“胖”，成為胖客戶機，而服務(wù)器端的任務(wù)則相對較輕，成為瘦服務(wù)器。②多層C/S模式隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了多層C/S模式，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。圖2-2多層C/S體系結(jié)構(gòu)多層C/S模式三個部分：表示層(客戶層)、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)服務(wù)層。與兩層C/S模式不同的是，多層C/S模式把業(yè)務(wù)邏輯單獨提取出來，構(gòu)成了中間層，從而形成真正的分布式應(yīng)用系統(tǒng)。三層結(jié)構(gòu)的客戶層只須關(guān)注獨立于事務(wù)邏輯的與用戶交互的界面，而具體事務(wù)邏輯的處理由業(yè)務(wù)邏輯層(應(yīng)用服務(wù)器)進行封裝，它將原先的置于客戶層的業(yè)務(wù)邏輯為所有客戶共享。數(shù)據(jù)服務(wù)層不再和每個活動客戶保持一個連接，而是若干客戶通過相應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯共享數(shù)據(jù)服務(wù)，從而減少了連接次數(shù)，提高了數(shù)據(jù)服務(wù)器的性能和安全性。三層模式大大減輕了客戶機的壓力，這種結(jié)構(gòu)被稱之為“瘦客戶機"模式。這種結(jié)構(gòu)中,只需隨機地增加中間層的服務(wù)(應(yīng)用服務(wù)器)，即可滿足擴充系統(tǒng)的需要。三層C/S模式相對基本C/S模式具有可維護性好、系統(tǒng)資源優(yōu)化、降低數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的負荷、系統(tǒng)的反應(yīng)速度快等優(yōu)點。 但隨著信息技術(shù)的發(fā)展，客戶機-服務(wù)器結(jié)構(gòu)暴露出一些問題。由于客戶機-服務(wù)器結(jié)構(gòu)中，客戶端同時承擔(dān)了表達邏輯和業(yè)務(wù)邏輯兩部分功能，二者之間界限不明顯，無論在功能劃分上還是在具體程序表現(xiàn)上，兩個層面往往交織在一起。因而客戶端需要安裝大量的軟件，機器需要較高的配置，客戶端維護頻繁，系統(tǒng)的魯棒性下降，用戶也需要進行專門的培訓(xùn)才能操作。這樣，運行成本一直呈上升趨勢，從某種程度上限制了其應(yīng)用范圍。這種“瘦服務(wù)器-非客戶機”的模式，隨著信息管理的復(fù)雜化、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的高度化發(fā)展，其逐漸顯示出它的局限性，具體表現(xiàn)在如下幾個方面。首先，系統(tǒng)硬件資源的浪費。隨著軟件復(fù)雜程度的增加和客戶端規(guī)模的擴大，為了保證每個客戶機都能運行全部的軟件功能，不得不對所有客戶機都進行硬件升級。其次，缺乏靈活性、部署困難。客戶服務(wù)器需要對每一應(yīng)用獨立地開發(fā)應(yīng)用程序，消耗了大量的資源，而且在向Internet擴充的過程中，由于信息量的迅速增大，專用的客戶端已經(jīng)無法滿足多功能的需求。另外客戶端的操作系統(tǒng)是不同的，與此對應(yīng)的客戶端程序也是不同的。但是，為每一個操作系統(tǒng)設(shè)計一個客戶端的程序是不現(xiàn)實的。而要求客戶放棄已有的操作系統(tǒng)來購買新的操作系統(tǒng)會使客戶付出很大的代價。再次，客戶端和服務(wù)器的直接連接，服務(wù)器將消耗部分系統(tǒng)資源用于處理與客戶端的連接工作。每當同時存在大量客戶端數(shù)據(jù)請求時，服務(wù)器有限的系統(tǒng)資源將被用于頻繁應(yīng)對與客戶端之間的連接。從而無法及時響應(yīng)數(shù)據(jù)請求。客戶端數(shù)據(jù)請求堆積的直接后果將導(dǎo)致系統(tǒng)整體的運行失敗。最后，更突出的弱點在于管理、維護費用高、難度大。(3)瀏覽器／服務(wù)器(Browse/Server)模式①三層B/S結(jié)構(gòu)B/S結(jié)構(gòu)就是采用三層結(jié)構(gòu)即Browse/webServer/DataBaseServer，組成的瀏覽器、web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器計算模式，是典型的三層C/S結(jié)構(gòu)在web上應(yīng)用的特例。三層B/S體系結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3B/S體系結(jié)構(gòu)三層B/S模式增加了較厚的中間件，形成“瘦客戶機-胖中間層-瘦服務(wù)器”的計算模式，這種模式比較適合于Internet/Intranet的數(shù)據(jù)庫發(fā)布信息系統(tǒng)。三層B/S模式中，客戶端運行瀏覽器軟件，瀏覽器以HTTP(HypertextTransferProtocol)形式向web服務(wù)器提出請求；web服務(wù)器接受客戶端請求后，將需要訪問數(shù)據(jù)庫的請求轉(zhuǎn)化為SQL 語言，并交給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器得到請求后，驗證其合法性，并進行數(shù)據(jù)處理，然后將處理后的結(jié)果返回給web服務(wù)器；web服務(wù)器再一次將得到的所有結(jié)果進行轉(zhuǎn)化加入一些必要的信息，變成HTML文檔形式，轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端瀏覽器以友好的web頁面形式顯示出來。B/S結(jié)構(gòu)提供了一個跨平臺的簡單一致的應(yīng)用環(huán)境，與傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)相比，實現(xiàn)了開發(fā)環(huán)境與應(yīng)用環(huán)境的分離，使開發(fā)環(huán)境獨立于用戶的應(yīng)用環(huán)境。②多層B/S結(jié)構(gòu)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步成熟，出現(xiàn)了多層B/S模式，如圖2-4所示。圖2-4多層B/S模式多層B/S模式客戶端采用統(tǒng)一的瀏覽器界面，可以根據(jù)需求在web服務(wù)器方設(shè)計不同的頁面，通過在遠程下載所需的網(wǎng)頁，滿足不同的需要；瀏覽器中運行的應(yīng)用程序和應(yīng)用服務(wù)器之間只傳送請求信息和響應(yīng)信息，網(wǎng)絡(luò)傳送的信息量??；通過修改服務(wù)器端的應(yīng)用邏輯即可滿足新的應(yīng)用需求，提高了系統(tǒng)的可維護性；多層結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具有連接緩沖、負載均衡、安全管理等功能，從而大大提高了web應(yīng)用整體的靈活、安全性和可擴展性。它使紛繁多樣的客戶端軟件得到統(tǒng)一，實現(xiàn)了統(tǒng)一的用戶界面，避免了系統(tǒng)版本升級時對客戶端軟件升級帶來的負擔(dān)。相對于客戶端-服務(wù)器結(jié)構(gòu)而言，采用瀏覽器-服務(wù)器結(jié)構(gòu)實現(xiàn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計是一次深刻的變革，它具有如下突出優(yōu)點：首先，客戶端不再負責(zé)數(shù)據(jù)庫的存取和復(fù)雜數(shù)據(jù)計算的任務(wù)，只需要其進行顯示，充分發(fā)揮了服務(wù)器的強大作用，這樣就大大降低了對客戶端的要求，降低了投資和使用成本。其次，易于維護、易于升級。維護人員不再為程序的維護工作而奔波，而把主要精力放在功能服務(wù)器上。由于客戶端無需專用的軟件，當企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用進行升級時，只需更新服務(wù)器端的軟件，減輕了系統(tǒng)維護與升級的成本與工作量。再次，用戶操作使用簡便。瀏覽器-服務(wù)器結(jié)構(gòu)的客戶端只是一個提供友好界面的瀏覽器，通過簡單的操作即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，用戶無須培訓(xùn)便可直接使用，利用推廣。 最后，易于實現(xiàn)跨平臺的應(yīng)用，解決了不同系統(tǒng)兼容問題，改善了用戶環(huán)境。2.2.3C/S與B/S模式的比較基于B/S和C/S的遠程監(jiān)控系統(tǒng)都是以網(wǎng)絡(luò)作為通信平臺的監(jiān)控系統(tǒng)，以HTTP技術(shù)為基礎(chǔ)，具有簡單、高效等優(yōu)點，已經(jīng)成為信息網(wǎng)絡(luò)最普遍應(yīng)用的信息交互平臺。但是這兩種模式也存在著各自的優(yōu)缺點：(1)在過去的十幾年里，由于硬件技術(shù)的發(fā)展和操作系統(tǒng)能力的加強，網(wǎng)絡(luò)的日漸完善，開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的C/S結(jié)構(gòu)成為分布式處理的主流。C/S結(jié)構(gòu)為實現(xiàn)企業(yè)級的信息共享起到舉足輕重的作用，但隨著企業(yè)規(guī)模的日益擴大，應(yīng)用程序復(fù)雜程度的不斷提高，傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)也暴露出許多問題：①系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件變得越來越復(fù)雜，這不僅給應(yīng)用軟件實現(xiàn)帶來困難，還給軟件維護造成不便。②隨著用戶需求的改變，Client端應(yīng)用軟件可能需要增加新的功能或修改用戶界面，那么該軟件的應(yīng)用范圍越廣，軟件維護的開銷也就越大。③C/S結(jié)構(gòu)所采用的軟件產(chǎn)品大都缺乏開放的標準，一般不能跨平臺運行。當把C/S結(jié)構(gòu)的軟件應(yīng)用于廣域網(wǎng)時就暴露出更大的不足。(2)B/S模式系統(tǒng)主要是利用了不斷成熟的web瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種Script語言(VBScript、JavaScript)和ActiveX技術(shù)，用通用瀏覽器實現(xiàn)原來需要復(fù)雜專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。B/S結(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)比較具有以下優(yōu)勢：①由于web支持底層的協(xié)議，使web網(wǎng)與目前使用的局域網(wǎng)做到無縫連接，從而解決了并構(gòu)系統(tǒng)間的連接問題。②由于web采用了“瘦客戶端"，使系統(tǒng)具有的開放性得到很大的改善，系統(tǒng)對將要訪問系統(tǒng)的用戶數(shù)限制有所放松。③它使紛繁多樣的客戶端軟件得到統(tǒng)一，實現(xiàn)了統(tǒng)一的用戶界面避免了系統(tǒng)版本升級時對客戶端軟件升級帶來的負擔(dān)，系統(tǒng)的相對集中性使系統(tǒng)的維護和擴展變得容易。④由于統(tǒng)一的界面風(fēng)格，操作相對簡單，它不再需要針對不同的客戶端軟件進行培訓(xùn)，任何被授權(quán)的用戶在任何地點只要通過瀏覽器就可以使用該系統(tǒng)，減少了用戶培訓(xùn)的需求。目前，許多HMI(HumanMachineInterface)軟件除了支持標準Client以外，有的還支持webClient和TerminalServerClient，C/S模式憑借各種工控組態(tài)軟件的支持，具有系統(tǒng)實時性、搭建快速、方便以及信號分析工具豐富等優(yōu)點，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛采用。B/S結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生標志著人們所熟悉的C/S 開發(fā)規(guī)范被引入到web上?；趙eb的B/S架構(gòu)下其數(shù)據(jù)和應(yīng)用可以通過不同平臺、不同網(wǎng)絡(luò)存取，并具有與平臺無關(guān)、伸縮性大、易用性好、用戶界面統(tǒng)一、易于維護、擴展性好、信息高度共享等優(yōu)點。但是由于工業(yè)控制實時性的要求和異構(gòu)系統(tǒng)多的特點，使用一般的web技術(shù)難以應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)，基于web的B/S模式在工業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用也一直只停留在研究階段。近幾年來，隨著對Internet功能要求的提高，涌現(xiàn)了許多擴充Internet功能的新技術(shù)，如ActiveX技術(shù)、ADO(ActiveXDataObjects)技術(shù)、ASP(ActiveServerPage)技術(shù)、JSP(JavaServerPages)技術(shù)、PHP(PHP：HypertextPreprocessor)技術(shù)、Java等，這些技術(shù)可以用來方便的實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁的開發(fā)。而在控制領(lǐng)域，也涌現(xiàn)了Socket實時通信技術(shù)、OPC技術(shù)等數(shù)據(jù)交換技術(shù)，這些技術(shù)的出現(xiàn)使得構(gòu)建基于web的B/S結(jié)構(gòu)工業(yè)控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步邁向?qū)嵤╇A段。通過上文的分析與比較，本文將以web技術(shù)為基礎(chǔ)，建立基于多層B/S的工業(yè)遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)框架，并將研究成果應(yīng)用到實際項目中，驗證其可行性及有效性。 第3章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)分析基于web的B/S模式工藝參數(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中需要用到很多技術(shù)，本章就對所用的關(guān)鍵技術(shù)進行分析。3.1上位機監(jiān)控組態(tài)分析3.1.1組態(tài)軟件概述隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求，工控組態(tài)軟件隨之孕育而生，并且逐漸發(fā)展成為現(xiàn)今工廠的主流監(jiān)控方式?！敖M態(tài)”的概念來自英文“Configuration”，含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，使計算機或軟件按照預(yù)先設(shè)置，達到自動執(zhí)行特定任務(wù)、滿足使用者要求的目的?！敖M態(tài)”是伴隨著計算機軟硬件技術(shù)在控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而發(fā)展起來的。為了使用戶盡量少寫程序，甚至不用寫程序，便可生成自己需求的應(yīng)用系統(tǒng)，需要專業(yè)軟件開發(fā)人員創(chuàng)建良好的開發(fā)環(huán)境，把軟件模塊化、對象化，便于工程人員調(diào)用，從而獲得目標項目的監(jiān)控和控制軟件系統(tǒng)，這種開發(fā)環(huán)境就是“組太軟件”。使用這種應(yīng)用軟件來設(shè)計并生成目標應(yīng)用系統(tǒng)的過程稱為“組態(tài)”。1.組態(tài)技術(shù)的產(chǎn)生背景隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化水平的迅速提高，計算機在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時，工業(yè)被控對象一旦變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件由于每個控制項目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致其價格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時，如果原來的編程人員離去，則源程序的修改更是困難。另外，集散控制系統(tǒng)(DistributedControlSystem，DCS )的出現(xiàn)也加速了組態(tài)技術(shù)的應(yīng)用。集散控制系統(tǒng)是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)的簡稱。集散控制系統(tǒng)綜合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)、圖形顯示技術(shù)(CRT)和過程控制技術(shù)，采用了多層次分級的結(jié)構(gòu)形式，以適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)控制與管理的需要。它繼承和發(fā)展了常規(guī)儀表控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)的優(yōu)點，同時也彌補了各自的不足。集散控制系統(tǒng)一般分為四級：一級為現(xiàn)場裝置；二級為以微處理器為核心的直接數(shù)字控制裝置DDC或PLC；三級為操作裝置，由微型機(或工控機)和小型控制臺(或控制面板)組成，用于集中管理；四級為管理計算機，裝置為高檔微型機或小型機，進行全部系統(tǒng)的信息處理及監(jiān)視管理。由于DCS可以應(yīng)用到很多的領(lǐng)域中，為了使用戶在不需要編程的情況下就可生成適合自己需求的應(yīng)用系統(tǒng)，每個DCS供應(yīng)商在DCS中都預(yù)裝了系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，其中的應(yīng)用軟件就是組態(tài)軟件。通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)，組態(tài)技術(shù)的應(yīng)用，為解決傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，提供了一種嶄新的方法，利用組態(tài)技術(shù)，用戶能夠很好地根據(jù)自己的控制對象和控制目的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。計算機編程從結(jié)構(gòu)化編程到模塊化編程，又到對象化編程，再到今天的“組態(tài)編程”。通過組態(tài)，對各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預(yù)先的設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，滿足用戶的需求。利用專家開發(fā)出的程序模塊，工程人員只需簡單的操作，就可以組建出美觀的監(jiān)控窗口，并配有動畫功能。通過簡單的腳本編程，就可以獲得效果良好、運行穩(wěn)定的控制程序。隨著DCS和控制系統(tǒng)的快速發(fā)展，使得工業(yè)控制組態(tài)軟件在工業(yè)界有了相當廣泛的應(yīng)用，它允許用戶在圖形界面下對控制系統(tǒng)的各采樣點、過程輸出點、設(shè)備、生產(chǎn)車間、控制回路、文件報警、生產(chǎn)報表、控制策略、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和生產(chǎn)工藝畫面進行定義與組態(tài)。使用組態(tài)軟件，用戶只需少量編程就可以構(gòu)成自己的控制系統(tǒng)，有的組態(tài)軟件還提供與網(wǎng)絡(luò)、Internet、數(shù)據(jù)庫訪問接口等的連接功能，使現(xiàn)場控制系統(tǒng)能夠方便地和企業(yè)管理系統(tǒng)加以集成。1.組態(tài)軟件編程的原理利用組態(tài)軟件進行項目開發(fā)，一般步驟如下：（1）啟動組態(tài)開發(fā)環(huán)境，建立一個項目。新建項目類型可分為：單用戶項目、多用戶項目、客戶機項目。（2）選擇安裝通訊驅(qū)動程序。若要使開發(fā)的項目可以訪問自動化系統(tǒng)(PLC)的過程值，就要在組態(tài)軟件與自動化系統(tǒng)間組態(tài)一個通訊連接，通訊由通道驅(qū)動程序來控制。首先，選擇一個驅(qū)動程序，如：SIMATICS7ProtocolSuite.chn；然后建立邏輯連接，它表示與單個的、已定義的自動化系統(tǒng)的接口。（3） 定義變量。變量分為過程變量和內(nèi)部變量兩種。由外部過程為其提供變量值的變量，稱為外部變量，每一個外部變量都屬于特定的過程驅(qū)動程序和通道單元，也屬于一個通道連接，外部變量在驅(qū)動程序目錄結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建；過程沒有為其提供變量值的變量稱為內(nèi)部變量，內(nèi)部變量沒有對應(yīng)的過程驅(qū)動程序和通道單元，因此也不需要建立通道連接，內(nèi)部變量在“內(nèi)部變量”日錄中創(chuàng)建。（1）建立和編輯過程畫面。在組態(tài)期間，圖形系統(tǒng)用于創(chuàng)建在運行系統(tǒng)中顯示的過程畫面。圖形編輯器由圖形程序和各種各樣的工具組成，具有創(chuàng)建和動態(tài)修改過程畫面的功能。圖形編輯器中可以添加圖形、對象和控件，可以為對象組態(tài)靜態(tài)操作和動態(tài)屬性。（2）指定運行系統(tǒng)屬性?？梢栽O(shè)置項目啟動外觀、項目開始啟動畫面等。（3）激活項目，測試過程畫面。上面只是項目開發(fā)的一般原理，對于大型分布式項目，還要組態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置、服務(wù)器配置，包括DAServer、IOServer等，如果要與第三方應(yīng)用通信，還要組態(tài)OPC服務(wù)器。3.1.2監(jiān)控組態(tài)軟件介紹監(jiān)控組態(tài)軟件是面向數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。作為用戶可定制功能的軟件平臺工具，組態(tài)軟件是隨著集散控制系統(tǒng)DCS及計算機控制技術(shù)的日趨成熟而發(fā)展起來的，DCS的商品化應(yīng)用促進了組態(tài)軟件的普及與推廣。近年來隨著計算機、通信等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)的迅速發(fā)展，使工業(yè)控制的應(yīng)用范圍進一步擴大，出現(xiàn)了諸如計算機集成過程控制、網(wǎng)絡(luò)控制、異地監(jiān)測、異地控制等新興應(yīng)用領(lǐng)域。這些為工控組態(tài)軟件提出了新的要求，同時也為其提供了廣闊的發(fā)展空間。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使自動化技術(shù)正發(fā)生深刻的變革。在工業(yè)現(xiàn)場，不論是各種現(xiàn)場總線，還是DCS，或者是簡單的PLC控制，通信和聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為必然發(fā)展方向。工業(yè)企業(yè)信息與控制系統(tǒng)向Internet/Intranet的遷移，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)由C/S向著B/S模式的轉(zhuǎn)變已成為發(fā)展的趨勢。應(yīng)用web技術(shù)實現(xiàn)遠程監(jiān)測已經(jīng)成為越來越多的工控系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分。因此，如何使工業(yè)控制中廣泛運用的組態(tài)軟件具有web功能有著重要的研究意義，它將成為工業(yè)控制組態(tài)軟件發(fā)展的主流方向。組態(tài)軟件能否從原有的局域網(wǎng)運行方式跨越到支持Internet，是擺在所有組態(tài)軟件開發(fā)商面前的一個重要課題。目前，世界上有影響的組態(tài)軟件有幾十種之多，國際上知名的工控組態(tài)軟件有美國商業(yè)組態(tài)軟件Wonderware公司的Intouch、Intellution公司的iFix、NemaSoft公司的Paragon、TAEngineering公司的A/MAX、通用電氣公司的Cimplicity、Rock-Well公司的RSView32、信肯通公司的Think&Do、NationalInstrument公司的LabView、Iconics公司的Genesis、德國西門子公司的WinCC 、以色列PCSoft的WizCo、澳大利亞Citech公司的Citech等。國內(nèi)的組態(tài)軟件起步也比較早，目前實際工業(yè)過程中運行可靠的有北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司的MCGS、北京杰控科技有限公司的Fameview、北京亞控科技發(fā)展有限公司的組態(tài)王以及三維力控公司的力控組態(tài)軟件等。在工程應(yīng)用中，組態(tài)軟件一般是有系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境兩大部分構(gòu)成的。其中系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境是自動化工程師為實施其控制方案，在組態(tài)軟件的支持下進行應(yīng)用程序的系統(tǒng)生成所必須依賴的工作環(huán)境。在系統(tǒng)運行環(huán)境下，目標應(yīng)用程序被裝入計算機內(nèi)存并投入實時運行?；镜慕M態(tài)軟件必備的功能組件包括四個部分：①應(yīng)用程序管理器；②圖形界面開發(fā)／運行程序；③實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組態(tài)／運行程序；④I/O驅(qū)動程序。組態(tài)軟件通過I/O驅(qū)動程序從現(xiàn)場I/O設(shè)備獲得實時數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行必要的加工后，一方面以圖形方式直觀的顯示在計算機屏幕上；另一方面按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)發(fā)送給I/O設(shè)備，對執(zhí)行機構(gòu)實施控制或調(diào)整控制參數(shù)。在一個自動監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理收集中心、遠程監(jiān)控中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設(shè)備(如PLC、智能儀表、智能模塊、DCS等)共同構(gòu)成快速響應(yīng)/控制中心?？刂品桨负退惴ㄒ话阍谠O(shè)備組上組態(tài)并運行，也可以在PC上組態(tài)，然后下載到設(shè)備中運行，根據(jù)設(shè)備的具體要求而定，如圖3-1所示。 圖3-1監(jiān)控組態(tài)軟件在監(jiān)控系統(tǒng)中的地位監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在它的支持下完成以下任務(wù)：（1）查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)庫及流程畫面；（2）自動打印各種實時／歷史數(shù)據(jù)報表；（3）自由瀏覽各個實時／歷史趨勢畫面；（4）及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警；（5）在需要時，人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài)；（6）與管理部門的計算機互連，為管理部門提供生產(chǎn)的實時數(shù)據(jù)。在本文的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中采用了國產(chǎn)工控組態(tài)軟件“Fameview”作為系統(tǒng)開發(fā)的人機界面。3.1.3Fameview組態(tài)軟件簡介Fameview組態(tài)軟件是北京杰控公司集多年P(guān)LC工程應(yīng)用和服務(wù)經(jīng)驗,基于Windows2000/XP/2003操作平臺,獨立研制開發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)控管理軟件。運行穩(wěn)定、速度快、簡單易用、功能強大、擴展性好,能為用戶提供經(jīng)濟完善的自動化解決方案。被成功應(yīng)用于冶金、機場、地鐵、化工、電力、配電、環(huán)保、筑路、核輻照、煙草、啤酒、鐵路、煤炭、樓宇、水處理、鍋爐、碼頭輸送等行業(yè)。經(jīng)過許多超大規(guī)模項目磨練,及在多個行業(yè)普遍應(yīng)用,已經(jīng)成為運行穩(wěn)定、通訊快速、功能強大、使用簡單的組態(tài)軟件,具有能與國外進口軟件相媲美的性能。 自開發(fā)初期,便撇棄了當時流行的Windows95/98操作平臺,而以WindowsNT作為開發(fā)平臺,全部代碼采用VC++進行編寫,并自然過度到Windows2000/2003/XP/Vista平臺,純32位代碼,多任務(wù)系統(tǒng),保證了軟件系統(tǒng)內(nèi)核的先進和穩(wěn)定,無內(nèi)存泄露,長期穩(wěn)定運行,被譽為“不會死機”的組態(tài)軟件。始終把可編程控制器(PLC)作為適用對象,定位于自動化應(yīng)用中高端,設(shè)計設(shè)備數(shù)據(jù)表概念,對數(shù)據(jù)進行批量和并行處理,通訊速度和穩(wěn)定性倍受贊譽。除提供設(shè)備通訊、運行數(shù)據(jù)庫、畫面、報警、歷史數(shù)據(jù)等基本功能外,還提供簡單實用的數(shù)據(jù)庫連接、數(shù)據(jù)配方、數(shù)據(jù)服務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、報表、雙機冗余、變量組、全局變量、web發(fā)布等增強功能,許多棘手問題,總能迎刃而解。1、Fameview組態(tài)軟件的特點：（1）Fameview軟件最適合工業(yè)PLC應(yīng)用,（2）面向設(shè)備數(shù)據(jù)表的監(jiān)控,（3）真正的VBScript編譯腳本（高級用戶自由編程）,（4）靈活簡單的數(shù)據(jù)存儲、報表和數(shù)據(jù)分析（制作報表方便）,（5）具有特色的畫面編程技術(shù)（漫游、透明位圖、靜態(tài)圖形轉(zhuǎn)位圖等）,（6）集成靈活的可擴展功能塊（CA塊、FB塊）,（7）集成GSM手機短信、GPRS、CDMA、寬帶、ADSL數(shù)據(jù)處理和報警,（8）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、串口服務(wù)器、ADSL動態(tài)IP服務(wù)器、短信數(shù)據(jù)服務(wù),（9）通訊速度快、畫面刷新快（每幅畫面上百個位圖）,（10）靈活的用戶管理（級別可到按鈕）,（11）集成視頻監(jiān)控、遠程調(diào)試,（12）OEM定制（為行業(yè)定制、VC二次開發(fā)）。2、Fameview組態(tài)軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如圖3-2）：圖3-2Fameview組態(tài)軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu) Fameview組態(tài)軟件由項目管理器、畫面開發(fā)系統(tǒng)、運行系統(tǒng)這三部分組成。(1)項目管理器是軟件的核心部分和管理開發(fā)系統(tǒng)，它將畫面制作系統(tǒng)中已設(shè)計的圖形畫面、命令語言、設(shè)備驅(qū)動程序管理、配方管理、數(shù)據(jù)報告等工程資源進行集中管理，并在一個窗口中進行樹形結(jié)構(gòu)排列，這種功能與Windows操作系統(tǒng)中的資源管理器的功能相似。(2)畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)壞境。工程人員在這個環(huán)境中完成界面的設(shè)計算、動畫連接的定義等。畫面開發(fā)系統(tǒng)具有先進完善的圖形生成功能；數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對象的特性，對數(shù)據(jù)的報警、趨勢曲線、過程記錄、安全防范等重要功能有簡單的操作辦法。利用Fameview豐富的圖庫，用戶可以大大減少設(shè)計界面的時間。(3)畫面運行系統(tǒng)是軟件的實時運行環(huán)境，用于顯示畫面開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面，并負責(zé)數(shù)據(jù)庫與I/O服務(wù)程序(數(shù)據(jù)采集組件)的數(shù)據(jù)交換。它通過實時數(shù)據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到的各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時完成報警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。3.2下位機檢測部分分析3.2.1PCL-812PG數(shù)據(jù)采集卡在監(jiān)測和控制系統(tǒng)中，由于需要多通道的數(shù)據(jù)采樣和指令輸出，選擇一款高性能的多功能數(shù)據(jù)采集卡是十分重要的。PCL-812PG是臺灣“研華”公司推出的一款用于PC機的高性能、高速的多功能數(shù)據(jù)采集卡。此卡不僅性能優(yōu)異，而且有完善的軟件支持，使得這種卡成為工業(yè)控制和實驗室應(yīng)用的理想選擇。PCL-812PG是一款I(lǐng)SA總線的半長卡，它能夠為PC/PT及其兼容系統(tǒng)提供五種最需要的測量和控制功能。這些功能包括：A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出及計算器/定時器功能。此卡有一個工業(yè)標準的12位連續(xù)轉(zhuǎn)換器（HADC574）用來轉(zhuǎn)換模擬輸入，在DMA(直接數(shù)據(jù)存取)方式下其最大A/D采樣頻率可以達到30Hz；軟件可編程模擬雙極型輸入范圍：+/-5V，+/-2.5V，+/-1.25V，+/-0.625V，+/-0.3125V；A/D轉(zhuǎn)換支持三種觸發(fā)方式：軟件觸發(fā)、可編程計時器觸發(fā)和外部脈沖觸發(fā)，因此此卡有完善的綜合性能。在PCL-812PG的使用過程中有三種可行的軟件開發(fā)方式：(1)使用廠家提供的開發(fā)環(huán)境。PCL-812PG的開發(fā)商為該板卡提供了一個基于Windows 的標準開發(fā)環(huán)境，該環(huán)境功能完善，使用方便。但其缺點是由于該環(huán)境不是一個通用的開發(fā)環(huán)境，因此該環(huán)境的通用性較差，程序不易移植，同時也使程序開發(fā)的靈活性受到一定限制；(1)自己動手編制程序完成底層的數(shù)據(jù)采集和指令的輸出。這種方法為開發(fā)者提供了最大的靈活性，但這對開發(fā)者軟、硬件的水平都提出了較高的要求，不是每個使用者都可以順利完成的；(2)利用開發(fā)商所提供的Windows標準動態(tài)聯(lián)接庫文件。采用這種方法既給開發(fā)者提供了相當大的靈活性，同時開發(fā)的過程又比較方便。要對硬件設(shè)備進行底層操作，就必須安裝相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動程序，設(shè)備安裝程序(DEVINST.EXE)使用戶能夠方便地對各I/O設(shè)備進行安裝。因為設(shè)備驅(qū)動程序是基于動態(tài)聯(lián)接庫的形式設(shè)計的，所以用戶必須使用Windows3.1或更高版本的Windows操作系統(tǒng)。在Windows操作系統(tǒng)下運行安裝工具“DEVINST.EXE”文件生成設(shè)備的初始化文件“ADVANTECH.INI”，該文件將在Windows起動時進行加載．并對相關(guān)的設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)進行初始化。該文件的各字符串定義了不同設(shè)備的類型和諸如設(shè)備基地址、通訊口地址等設(shè)備信息。用戶可以通過運行“DEVINST．EXE”文件,在設(shè)備參數(shù)定義對話框中輸入?yún)?shù)值以改變這些參數(shù)，使其滿足用戶的需要。PCL-812PG提供了16路12位模擬量輸入、2路12位的模擬量輸出、16路數(shù)字量輸入、16路數(shù)字量輸出和一個可編程計數(shù)器/定時器，PCL-812PG外形圖如3-3所示。圖3-3PCL-812PG外形圖P CL-812PG的接口卡安裝在計算機箱內(nèi)的ISA擴展槽上。為了便于傳感器采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信號等對象與PCL-812PG板卡之間接線，板卡生產(chǎn)廠提供了相應(yīng)的接線端子板，端子板可以安裝在機箱外適當?shù)牡胤?。DO（數(shù)字量輸出）通道選用16路繼電器輸出端子板PCLD-785，該端子板輸出的觸點負載為DC30V/1A、AC120V/0.5A，滿足物料泵和電磁閥門的共同需要。AI（模擬量輸入）通道可徐選用PCLD-880端子板。二者外形圖分別如圖3-4、圖3-5所示。PCL-812PG與AI端子板PCLD-880之間通過37芯D型接頭連接，與DO輸出端子板PCLD-785之間用20芯扁平電纜連接，對象與接線端子板之間用導(dǎo)線連接。PCLD-78的每一個DO通道上有一個單刀雙擲繼電器，每個繼電器對應(yīng)長斷、公共、常通三個觸點。若計算機輸出為“0”，常斷端子與公共端子之間為不接通（觸點斷開）；若計算機輸出為“1”，常斷端子與公共端子之間導(dǎo)通（觸點閉合）。常通端子的情況則剛剛相反。PCLD-880是一種為數(shù)據(jù)采集卡提供方便可靠的信號連接的整體固定接線式模擬量接線端子板。具有一對一直接信號連接、低通濾波功能、10:1電壓幅值衰減、4~20mA或1~5V信號轉(zhuǎn)換的特點。在本文中PCLD-880模擬量接線端子與多功能數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG通過37芯D型接頭連接提供模擬量輸入。PCLD-785是一種為解決工業(yè)現(xiàn)場工控機ISA總線輸出信號轉(zhuǎn)換的16路繼電器輸出端子板。具有16單極雙擲功能、LED信號指示、在線通斷驅(qū)動線路、較高通斷頻率、將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換為繼電器輸出、整體固定接線等特點。廣泛應(yīng)用在工業(yè)開關(guān)控制、外部高電壓繼電器驅(qū)動或信號轉(zhuǎn)換、聲光報警控制、電機啟動控制以及信號控制中。在本文中PCLD-785繼電器輸出端子板與多功能數(shù)據(jù)采集卡通過20芯扁平電纜連接驅(qū)動報警和泵閥信號的通斷。圖3-4AI通道接線端子板PCLD-880外形圖 圖3-5繼電器輸出端子板PCLD-785外形圖3.2.2傳感器的選型傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有對應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某些物理量的測量裝置。在監(jiān)控系統(tǒng)中作為最底層的檢測設(shè)備將工業(yè)現(xiàn)場的各種工藝參數(shù)如溫度、壓力、液位、流量等物理量轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于上位計算機處理的標準化電量，通過中間傳輸裝置送到上位機進行處理。在本文以酚醛樹脂儲液罐作為監(jiān)控對象，檢測工業(yè)現(xiàn)場儲液罐的溫度、壓力、液位這三個物理量，選擇傳感器的型號就要以工業(yè)現(xiàn)場對各物理量的要求為標準。1.溫度:系統(tǒng)中對溫度的檢測范圍為（0-95℃）溫度傳感器選用武漢超宇測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CY3602型溫度傳感器，主要技術(shù)指標如下：（1）精度：1℃；（2）靈敏度：10mV/℃；（3）使用范圍:0-100℃；（4）工作電壓：12V；（5）溫度補償：真實RH=(傳感器RH)/(1.0546-0.00216T)，T為℃；（6）輸出電壓：0-5.0V。2.壓力：系統(tǒng)中對壓力的檢測范圍為（0-5MPa）壓力傳感器也選用超宇公司的CY3018型壓力變送器，這種壓力傳感器有過壓能力強，結(jié)構(gòu)簡單，耐油耐酸堿鹽等特點。主要技術(shù)指標如下：（1）量程：表壓0-10MPa（考慮了一定裕量）；（2）精度：0.1、0.25、0.5級（包括線性、重復(fù)性和遲滯）；（3）過電壓極限：量程的兩倍； （1）輸出信號：4-20mA，1-5V；（2）工作環(huán)境溫度：-40-80℃；（3）供電電源:DC13-40V。3.液位：系統(tǒng)中對液位的檢測范圍為（0-1m）液位傳感器選用寧波中方榮自動化儀表科技有限公司生產(chǎn)的ZL3900系列靜壓式液位傳感器，這種液位傳感器具有高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性。主要技術(shù)指標如下：（1）量程范圍：0-1.5m；（2）過載壓力：最大量程的兩倍；（3）輸出信號：DC4-20mA或DC0-5V；（4）精度：±0.25%；（5）工作電壓：DC12-36V;（6）環(huán)境溫度：-25-85℃3.3上位機與下位機之間的通訊上位機選用工控機（PC機）作為本地的控制監(jiān)控中心，在上位機中裝有北京杰控科技公司的Fameview組態(tài)軟件，下位機則選用臺灣研華科技的多功能數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG，F(xiàn)ameview組態(tài)軟件中安裝研華板卡的驅(qū)動程序，PCL-812PG接口卡則安裝在計算機箱內(nèi)的ISA擴展槽上，工控上位機與板卡之間通過ISA總線(IndustryStandardArchitecture：工業(yè)標準體系結(jié)構(gòu))進行通信完成數(shù)據(jù)的交換。ISA總線是IBM公司為PC/AT電腦而制定的總線標準，為16位體系結(jié)構(gòu)，只能支持16位的I/O設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸率大約是16MB/S，也稱為AT標準。開始時PC機面向個人及辦公室，定義了8位的ISA總線結(jié)構(gòu)，對外公開，成為標準（ISA標準）。第三方開發(fā)出許多ISA擴充板卡，推動了PC機的發(fā)展。1984年推出IBM-PC/AT系統(tǒng)，ISA從8位擴充到16位，地址線從20條擴充到24條。1988年，康柏、HP、NEC等9個廠商協(xié)同把ISA擴展到32位，即EISA總線(ExtendedISA)。數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機擴展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCIExpress、火線(1394)、PCMCIA、ISA、CompactFlash等總線接入工控機。數(shù)據(jù)采集的過程是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采非電量或者電量信號,送到上位機中進行分析和處理。各路傳感器所檢測到儲液罐的溫度、液位和壓力值通過模擬量輸入通道接線端子板PCLD-880輸入到PCL-812PG多功能數(shù)據(jù)采集卡，它們之間用電纜直接進行通信。 第4章基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要建立在企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)集成的基礎(chǔ)上，采用本地實時監(jiān)控技術(shù)、組態(tài)軟件的web發(fā)布功能，實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場信息基于B/S模式的遠程監(jiān)控。遠程用戶可以通過web瀏覽器從web服務(wù)器和現(xiàn)場代理服務(wù)器得到工業(yè)現(xiàn)場的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，了解現(xiàn)場的實際情況，并做出相應(yīng)的決策；同時也可以通過監(jiān)控頁面修改現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)，達到控制設(shè)備運行的目的。本系統(tǒng)采用B/S模式作為遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)?；贐/S結(jié)構(gòu)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是以web為通訊平臺的監(jiān)控系統(tǒng)，采用瀏覽器作為統(tǒng)一的客戶端，方便使用且可跨平臺操作。 4.1基于web監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1設(shè)計目標遠程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的目標是：不僅在本地完成監(jiān)視現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)，對現(xiàn)場儀表進行標定，對操作參數(shù)進行修改，實現(xiàn)各種先進控制，可以方便地完成對控制系統(tǒng)的組態(tài)、下裝、監(jiān)視、設(shè)置參數(shù)等功能，而且通過公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和Internet在遠程和異地也能對控制系統(tǒng)操作和運行數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)資源共享。本文設(shè)計的基于Web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)為了實現(xiàn)監(jiān)視和控制的功能，它的設(shè)計目標如下：1．系統(tǒng)應(yīng)具有很強的實用性，滿足采集、控制、顯示、查詢等功能要求。2．軟件應(yīng)具有開放性、可擴展性和可維護性，從而為系統(tǒng)今后的升級、擴展提供開放的平臺。3．軟件應(yīng)采用結(jié)構(gòu)化、模塊化設(shè)計，并盡可能做到單一模塊功能化，即一個模塊的修改不會影響到其它模塊的變動，維護方便，各模塊相對獨立又有機統(tǒng)一。4．實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠程控制，在網(wǎng)絡(luò)通信能夠保證的前提下實現(xiàn)在任何地方登陸網(wǎng)站即可發(fā)布控制命令，遠程控制設(shè)備。5．具有高可靠性、安全性，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)的安全。6．系統(tǒng)采用直觀清晰、友好的人機界面，操作簡單方便、靈活，可以瀏覽各種實時信息和存儲的歷史信息。7．采用權(quán)限劃分，不同的人員擁有不同的權(quán)限，分為一般用戶和管理員。在系統(tǒng)的整體設(shè)計中，應(yīng)采用遠程客戶端直接與現(xiàn)場監(jiān)控站遠程操作代理進行通信，而不采用web服務(wù)器作為遠程監(jiān)控代理的模式，主要是考慮以下幾個方面的原因：(1)對現(xiàn)場控制的實時性采用web服務(wù)器作為數(shù)據(jù)通信遠程監(jiān)控代理的模式。其監(jiān)視數(shù)據(jù)流程為：現(xiàn)場監(jiān)控站→web服務(wù)器→遠程用戶，而直接通信方式其監(jiān)視數(shù)據(jù)流程為：現(xiàn)場監(jiān)控站→遠程用戶，相比之下采用直接通信方式減少了遠程用戶訪問數(shù)據(jù)庫的時間，提高了系統(tǒng)的實時性。(2)減輕web服務(wù)器的負擔(dān)web服務(wù)器僅負責(zé)對設(shè)備、遠程用戶的管理，不需要進行大量的實時數(shù)據(jù)的傳輸，這樣可以大大降低web服務(wù)器的負擔(dān)。(3)有利于系統(tǒng)的擴展當增加本地監(jiān)控節(jié)點的數(shù)量時，web 服務(wù)器應(yīng)用程序不需要做大規(guī)模的改動，這樣有利于系統(tǒng)的擴展和維護。4.1.2設(shè)計原則一個系統(tǒng)開發(fā)的成功與否首先取決于它能否正確實現(xiàn)預(yù)定的目標和功能，其次要有充分的條件保證系統(tǒng)的未來發(fā)展，因此，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：(1)技術(shù)先進性：要實現(xiàn)同樣的功能，無論是在硬件設(shè)備上還是在軟件系統(tǒng)上都有不同層次的選擇，有的技術(shù)比較先進，有的相對落后，采用相對先進的技術(shù)不僅能保證良好的性能，而且便于未來系統(tǒng)的進一步發(fā)展；(2)經(jīng)濟實用性：在滿足系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，盡可能采用成熟的先進技術(shù)，保證最優(yōu)的性能價格比，降低維護費用；(3)靈活開放性：一個系統(tǒng)想要實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的資源共享，適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在未來的應(yīng)用中保持很好的適應(yīng)性，必須具有靈活的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和開放的聯(lián)網(wǎng)功能；(4)通用性：通過應(yīng)用標準的編碼規(guī)則、接口形式，開放的通信協(xié)議和標準數(shù)據(jù)傳輸速率，增強系統(tǒng)的通用性；(5)可擴展性：采用模塊化結(jié)構(gòu)，“高內(nèi)聚，低耦合"?？紤]到隨著工業(yè)現(xiàn)場規(guī)模的擴大和低壓配電設(shè)備的增加，監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模逐漸擴大，因具有比較好的擴展性；(6)實時響應(yīng)性：為了達到監(jiān)控的目標，系統(tǒng)必須對發(fā)生的異常信息進行實時響應(yīng)，并進行報警和自動處理；(7)方便使用、利于維護；(8)安全性：系統(tǒng)應(yīng)采取有效措施防止信息泄漏及惡意破壞。實行分級管理，不同級別的人員被賦予不同權(quán)限，進行與之權(quán)利相適應(yīng)的操作。4.1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖按照上述設(shè)計目標和原則可以畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下所示。 圖4-1基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖4.1.4遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用Fameview組態(tài)軟件的web發(fā)布功能來實現(xiàn)的，整個系統(tǒng)由三大部分組成：現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)。下面對這三部分做具體介紹。(1)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)一方面負責(zé)監(jiān)測各個現(xiàn)場控制結(jié)點的運行狀況數(shù)據(jù)，經(jīng)過匯總、預(yù)處理后傳遞給各實時現(xiàn)場監(jiān)控主機，需要遠程監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳遞給服務(wù)器系統(tǒng)。另一方面它接受遠程客戶端發(fā)過來的控制命令，對命令進行解析、驗證、然后采取相應(yīng)的動作?，F(xiàn)場監(jiān)控主機有兩個功能，其一是實現(xiàn)常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)功能的現(xiàn)場監(jiān)控軟件，監(jiān)控軟件可以通過多種途徑獲得實時數(shù)據(jù)進行監(jiān)控與組態(tài)，對于有OPC接口的現(xiàn)場智能設(shè)備，可以直接通過OPC客戶對象與OPC數(shù)據(jù)服務(wù)器通信，從而獲得現(xiàn)場數(shù)據(jù)(OPC 數(shù)據(jù)服務(wù)器通過底層硬件接口經(jīng)過智能網(wǎng)絡(luò)終端從現(xiàn)場設(shè)備處獲得現(xiàn)場數(shù)據(jù))；也可以使用組態(tài)軟件自帶的API接口，直接采用RS232/485通信接口從現(xiàn)場設(shè)備獲得數(shù)據(jù)等。監(jiān)控系統(tǒng)可以將控制指令傳送到現(xiàn)場設(shè)備上，并且將必要的歷史數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等存入SQLServer數(shù)據(jù)庫。另一功能是作為遠程監(jiān)控代理，它接受遠程客戶的命令和參數(shù)，并對這些命令進行解釋執(zhí)行，將遠程客戶所需的數(shù)據(jù)或者命令的執(zhí)行結(jié)果反饋給遠程客戶。若現(xiàn)場工作的任務(wù)較重，現(xiàn)場監(jiān)控軟件和遠程監(jiān)控代理軟件可分別運行在不同的機器上?，F(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)組成的網(wǎng)絡(luò)(即控制網(wǎng)絡(luò))，既可能由各種現(xiàn)場總線組成(如：Profibus)，也可能是其他工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)(Ethernet)組成，Infrant為各個控制結(jié)點提供通訊服務(wù)，一般采用特有的通信協(xié)議，如：Profibus現(xiàn)場總線采用Profibus協(xié)議，這些協(xié)議與TCP/IP協(xié)議存在很大差異，正是由于現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)(控制網(wǎng)絡(luò))與服務(wù)器系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)(信息網(wǎng)絡(luò))的技術(shù)要求和特點有所不同。(1)服務(wù)器系統(tǒng)服務(wù)器系統(tǒng)是一個中介系統(tǒng)，主要由web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等共同組成。web服務(wù)器是一個提供遠程監(jiān)控服務(wù)功能的網(wǎng)站服務(wù)器，在這臺服務(wù)器上放置若干能對現(xiàn)場生產(chǎn)過程或者設(shè)備進行遠程操作的web頁面，當遠程用戶需要進行遠程操作時，先登錄到此網(wǎng)站，下載相應(yīng)的頁面，就可以進行遠程操作了。由于現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)很復(fù)雜，包括圖形、曲線數(shù)據(jù)，還有各種實時數(shù)據(jù)，并要求實時數(shù)據(jù)能進行動態(tài)刷新，還要求有一定的實時性。所以本系統(tǒng)采用IIS(InternetInformationServer)和動態(tài)服務(wù)器主頁ASP技術(shù)實現(xiàn)動態(tài)交互式web設(shè)計。IIS和ASP技術(shù)結(jié)合可以簡單地將web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫連接，將HTML，腳本和其他組件相結(jié)合，建立高效的互動式動態(tài)web應(yīng)用程序環(huán)境。系統(tǒng)用ASP技術(shù)及ADO(ActiveX數(shù)據(jù)對象)實現(xiàn)動態(tài)網(wǎng)頁的設(shè)計和SQLServer數(shù)據(jù)庫的訪問，進行各種信息的對外發(fā)布。在Windows2000下應(yīng)用SQLServer2000建立數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫分為實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)信息采用自行開發(fā)的實時庫，歷史數(shù)據(jù)信息采用SQLServer2000數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計主要根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的特點和要求設(shè)計實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。實時數(shù)據(jù)直接存入實時數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過分析處理后的數(shù)據(jù)存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享訪問。歷史數(shù)據(jù)的保存由現(xiàn)場監(jiān)控軟件負責(zé)，遠程用戶可調(diào)用web服務(wù)器中的ADO組件(ADO是一種基于OLEDB標準的對象模型)對該數(shù)據(jù)庫進行操作，生產(chǎn)過程中的歷史數(shù)據(jù)、現(xiàn)場智能測控設(shè)備實時管理的數(shù)據(jù)、遠程用戶的操作權(quán)限數(shù)據(jù)、遠程操作日志等都存于這一數(shù)據(jù)庫中。(2)客戶端系統(tǒng)客戶端系統(tǒng)是用戶直接與之交互的部分，使用瀏覽器與web服務(wù)器進行交互，它一般沒有應(yīng)用程序，借助于HTML、VBscript、Javascript、ActiveX、JavaApplet 等技術(shù)可以處理一些簡單的客戶端處理邏輯，顯示用戶界面及webServer端的運行結(jié)果?？蛻舳瞬恍枰魏螖?shù)據(jù)庫驅(qū)動程序，但是需要下載這些組件。也就是說，遠程客戶計算機是普通的具有web瀏覽器的個人計算機，無需安裝任何專用軟件。4.2基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是利用組態(tài)軟件的web發(fā)布技術(shù)在本地監(jiān)控機上配置相應(yīng)的IIS，將上位機中的組態(tài)畫面和下位機檢測的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)與Internet連接起來，通過web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將這些工業(yè)現(xiàn)場信息以頁面的形式發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上。在遠程客戶端，用戶通過web瀏覽器查看現(xiàn)場信息，實現(xiàn)與在中控室等同的遠程監(jiān)控效果。4.2.1系統(tǒng)具體運行過程基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)具體的運行過程如下：(1)遠程用戶首先通過web瀏覽器(如IE)登錄到能夠提供遠程操作服務(wù)的網(wǎng)站，并遠請求進行程操作的頁面。同時進入頁面需要先登錄，只有當用戶名和密碼符合才被允許進入。用戶分為一般用戶，高級用戶和管理員三個級別。一般用戶只能對數(shù)據(jù)報表進行查看。高級用戶具有和數(shù)據(jù)服務(wù)器進行交互的能力，高級用戶擁有的權(quán)限包括按日期查詢數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)以及打印數(shù)據(jù)報表，也可以查看監(jiān)測數(shù)據(jù)隨時間變化歷史趨勢圖以及同類設(shè)備相對變化趨勢圖，同時還可以和工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控計算機建立連接，接收實時性要求更強的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)。管理員除了具有高級用戶的權(quán)限外，它可以對生產(chǎn)過程或者現(xiàn)場測控設(shè)備發(fā)出控制、調(diào)試、調(diào)整等命令，發(fā)送給現(xiàn)場的代理服務(wù)器軟件，并對這些命令進行解釋執(zhí)行，將遠程客戶所需的數(shù)據(jù)或者命令的執(zhí)行結(jié)果反饋給遠程客戶。(2)如果是第一次登陸此頁面，頁面提示是否安裝遠程操作所需的ActiveX控件。確定后ActiveX控件會自動安裝到客戶機，客戶機上出現(xiàn)ActiveX控件提供的操作界面。此用戶若下次在此計算機上再要進行相同操作時，就可以不再下載相同的ActiveX控件。(3)由已經(jīng)安裝在客戶計算機上的ActiveX控件的客戶端向工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控站計算機上的遠程操作代理軟件發(fā)出建立TCP連接請求。(4)當現(xiàn)場監(jiān)控計算機允許連接時，發(fā)出TCP連接響應(yīng)，至此客戶計算機和現(xiàn)場監(jiān)控計算機建立了聯(lián)系，可以直接進行通信，以后的操作不再通過web服務(wù)器。 (1)在已經(jīng)建立起來的TCP連接上，遠程客戶通過ActiveX控件提供的操作界面進行遠程監(jiān)控、維護和管理等操作；ActiveX控件實時顯示生產(chǎn)過程現(xiàn)場的過程參數(shù)、報警狀態(tài)以及現(xiàn)場智能測控設(shè)備的工作參數(shù)和狀態(tài)，同時它收集客戶對生產(chǎn)過程或者現(xiàn)場測控設(shè)備發(fā)出的控制、調(diào)試、調(diào)整等命令，發(fā)送給現(xiàn)場的代理服務(wù)器軟件。在這個運行機制下，系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為了歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，客戶通過兩條線路獲得這些數(shù)據(jù)，一條是客戶端和webServer的連接，從這條線上用戶訪問主頁，從而從數(shù)據(jù)庫中獲取歷史數(shù)據(jù)；另一條就是客戶端和控制網(wǎng)絡(luò)的連接，從這條線路上用戶可以通過專用通道訪問實時數(shù)據(jù)。通過這條線路，用戶還可以傳送遠程控制信息實現(xiàn)遙控操作。4.2.2關(guān)鍵技術(shù)簡介IIS是InternetInformationServices的縮寫，IIS（即互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)）是一種網(wǎng)頁服務(wù)組件，其中包括web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、NNTP服務(wù)器和SMTP服務(wù)器，分別用于網(wǎng)頁瀏覽、文件傳輸、新聞服務(wù)和郵件發(fā)送等方面，它使得在網(wǎng)絡(luò)（包括互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)）上發(fā)布信息成了一件很容易的事。通過在計算機上安裝和配置相應(yīng)的IIS網(wǎng)頁服務(wù)組件，就可以創(chuàng)建自己的網(wǎng)絡(luò)站點。ActiveX是Microsoft提出的一組基于COM的使得軟件控件能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行交互的技術(shù)集。它與具體的編程語言無關(guān)。作為針對Internet應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)，ActiveX既被廣泛應(yīng)用于web服務(wù)器以及客戶端的各個方面，又被用于方便地創(chuàng)建普通的桌面應(yīng)用程序。ActiveX是緊湊的、小巧的和快速的組件，可以應(yīng)用于Internet、Intranet及其他應(yīng)用程序的開發(fā)。這些特點對于Internet的網(wǎng)頁的實現(xiàn)、公布和傳送是很重要的。ActiveX既包含服務(wù)器端技術(shù)，也包含客戶端技術(shù)。其主要內(nèi)容有：（1）ActiveX控制(ActiveXContro1)：用于向web頁面、MicrosoftWord等支持Activex的容器(Container)中插人COM對象，這些對象常稱為Activex控件。（2）ActiveX文檔(ActiveXDocument)：用于在web瀏覽器或者其它支持ActiveX的容器中瀏覽復(fù)合文檔(非HTML文檔)，例如MicrosoftWord文檔，MicrosoftExcel文檔或者用戶自定義的文檔等。（3）ActiveX腳本描述(ActiveXScripting)：用于從客戶端或者服務(wù)器端操縱ActiveX控制和Java程序，傳遞數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)它們之間的操作。（4）ActiveX服務(wù)器框架(ActiveXServerFramework)：提供了一系列針對web服務(wù)器應(yīng)用程序設(shè)計各個方面的函數(shù)及其封裝類，諸如服務(wù)器過濾器、HTML數(shù)據(jù)流控制等。 TCP/IP協(xié)議組件，雖然一般標識為“TCP/IP”，但實質(zhì)上在TCP/IP協(xié)議組件有好幾個不同的協(xié)議，包括：IP（網(wǎng)際層協(xié)議），TCP（可靠的主機到主機層協(xié)議），UDP（盡力轉(zhuǎn)發(fā)的主機到主機層協(xié)議），ICMP（在IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)為監(jiān)控、測試、管理功能而設(shè)計的多層協(xié)議）。IP是網(wǎng)際協(xié)議，它保證互連網(wǎng)的連接，是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)報格式傳輸。IP提供不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報傳送服務(wù)。不可靠的意思是它不能保證IP數(shù)據(jù)報能成功地到達目的地，它僅提供最好的傳輸服務(wù)。如果發(fā)生某種錯誤時，丟棄數(shù)據(jù)報，發(fā)送ICMP消息報給源端，任何要求的可靠性必須由上層來提供。TCP是面向連接，使用IP提供高度可靠數(shù)據(jù)的傳輸層協(xié)議，它的目的是在不可靠的互連網(wǎng)上建立可靠的端到端的字節(jié)流。TCP協(xié)議的實現(xiàn)是整個TCP/IP協(xié)議中最復(fù)雜的一個。TCP協(xié)議是面向連接的、端對端的可靠通信協(xié)議。TCP采取了很多機制來保證它的可靠性，比如TCP連接的建立與關(guān)閉機制、超時重傳機制、數(shù)據(jù)包確認機制、流量控制機制等等。實現(xiàn)TCP協(xié)議所要做的就是實現(xiàn)這些機制，在不影響協(xié)議功能的前提下適當?shù)淖鲆幌潞喕?。UDP是一個簡單的、盡力轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)報協(xié)議，它是面向無連接的、提供高效率但不可靠的傳輸層服務(wù)。它的優(yōu)點是高效率，不必建立和釋放連接，節(jié)省了許多開銷。UDP和TCP一樣，都使用相同的網(wǎng)絡(luò)層（IP），它與TCP不同的是：不提供數(shù)據(jù)傳送的保證機制，它把應(yīng)用程序傳給IP層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，但是并不保證他們能到達目的地。另外，UDP也不能確保數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收順序。ICMP協(xié)議其實是IP協(xié)議的附屬協(xié)議，IP協(xié)議用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他的一些網(wǎng)絡(luò)情況。ICMP協(xié)議的主要職責(zé)就是用于路由器或者主機向其他的路由器或者主機發(fā)送出錯報文和監(jiān)控信息，在測試網(wǎng)絡(luò)延遲規(guī)律上起著重要的作用。4.3現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計本文中結(jié)合了某化工產(chǎn)酚醛樹脂儲液罐溫度控制系統(tǒng)完成對工業(yè)現(xiàn)場工藝參數(shù)的遠程監(jiān)控，但是現(xiàn)場監(jiān)控層在整個系統(tǒng)中是關(guān)鍵部分?，F(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)包括被控對象儲液罐、各類傳感器、接線端子板、PCL-812PG數(shù)據(jù)采集卡、工控機等。系統(tǒng)組成方框圖如圖4-2所示 。利用各種變送器測量儲液罐的溫度、液位和壓力值，通過模擬量輸入通道接線端子板PCLD-880輸入到PCL-812PG的模擬量輸入通道，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字量輸入到工控機。工控機內(nèi)的組態(tài)軟件按照控制要求對測量數(shù)據(jù)進行處理、運算，輸出數(shù)據(jù)經(jīng)PCL-812PG的輸出通道經(jīng)繼電器輸出端子板PCLD-785輸出，控制電磁閥、泵和調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機構(gòu)運行，從而控制儲液罐的溫度。圖4-2現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖4.3.1系統(tǒng)I/O點分配通過上述章節(jié)對儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的分析，將系統(tǒng)中不同的輸入輸出變量進行統(tǒng)計，在該現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)中有三個模擬量輸入信號（分別記作T1、L1、P1）,一路模擬量輸出TO，6路開關(guān)量輸出。液位開關(guān)輸出為LL、LH；壓力開關(guān)輸出為PL、PH；溫度開關(guān)量輸出為TL、TH。各路輸入輸出量要與相應(yīng)的接線端子板接口對應(yīng)起來。整個系統(tǒng)的I/O分配表如表4.1所示。表4.1系統(tǒng)I/O分配表AI輸入DO輸出對象接線端子板對象接線端子板T1溫度輸出:W1PCLD-880:ads0蒸汽調(diào)節(jié)閥PCLD-880:DO0L1液位輸出:V1PCLD-880:ads2蒸汽調(diào)節(jié)閥PCLD-880:DO1P1壓力輸出:U1PCLD-880:ads3進料泵PCLD-880:DO2進料泵PCLD-880:DO3AO輸入對象接線端子板蒸汽調(diào)節(jié)閥FVPCLD-880:DA04.3.2接口設(shè)備的安裝與連接PCL-812PG多功能數(shù)據(jù)采集卡與模擬量輸入通道接線端子板和繼電器輸出端子板通訊接口如圖4-3、圖4-4所示。PCLD-880模擬量輸入通道接線端子板就通過37芯D型接口與PCL-812PG多功能數(shù)據(jù)采集卡相連接，其中ADS0~ADS15為模擬量輸入引腳，DA0 OUT為模擬量輸出引腳，AGND和DGND分別為模擬信號接地和數(shù)字信號接地引腳，其他一些引腳做通信方式選擇、通信計數(shù)、保護用。PCLD-785繼電器輸出端子板就通過20芯扁平電纜接口與多功能數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG相連接，其中DO0~DO15為開關(guān)量輸出引腳，DGND為數(shù)字信號接地引腳，其他引腳為端子板提供電源。圖4-3AI通道接線端子板PCLD-880D型接口圖圖4-4繼電器輸出端子板PCLD-785接線端子圖該系統(tǒng)中各模擬量的輸入、模擬量輸出及數(shù)字量的輸入點、輸出點連接方式如下圖所示。 圖4-5接口設(shè)備的安裝與連接4.3.3硬件連接及板卡的設(shè)置1.進行研華PCL-812PG的設(shè)置和測試，相關(guān)設(shè)置如下。（1）開關(guān)和跳線的設(shè)置。面板上DIP開關(guān)，這個開關(guān)是用來選擇設(shè)置PCL-812PG在計算機上的基地址；JP100用來設(shè)置單極性或雙極性輸出模式。（2）I/O地址選擇。大多數(shù)和接口卡都是通過計算機的I/O口來控制的，它們各自都有一個獨立的I/O存儲空間以免相互之間發(fā)生地址沖突，PCL-812PG使用16個連續(xù)的I/O地址空間，圖4-6給出了它的I/O地址選擇，地址選擇可通過面板上的6為DIP開關(guān)SW1的設(shè)置來設(shè)定。PCL-812PG的有效地址范圍是000到3F0（十六進制），初始默認地址為220，可以根據(jù)系統(tǒng)的資源占用情況，給PCL-812PG分配正確的地址，如圖4-6所示。本系統(tǒng)中設(shè)置的基地址為300。采用研華提供的測試軟件DeviceManager進行測試，步驟如下。第一步：參照上述，完成板卡的開關(guān)和跳線的設(shè)置。第二步：關(guān)掉計算機，將板卡插入到計算機后面空閑的ISA插槽中（注意：在手持板卡之前觸摸一下計算機的金屬機箱殼，以免手上的靜電損壞板卡），安裝PCL-812PG的驅(qū)動程序。 板卡I/O地址(SW1)I/O地址范圍轉(zhuǎn)換位置123456十六進制表示A9A8A7A6A5A4000-100??????100-10F?。????————————200-20F。?????210-21F。????。220-22F。?????————300-30F。。????————3F0-3FF。。。。。。。=Off?=On*=工廠錯誤設(shè)置注意：A4到A9是和計算機上的地址線相對應(yīng)圖4-6PCL-812PGI/O地址設(shè)置第三步：打開AdvantechDeviceManager，如圖4-7所示，在SupportedDevices列表中選擇所需要安裝的器件PCL-812PG。圖4-7研華板卡添加界面 第四步：點擊Add按鈕，進行地址和單雙極性的選擇。（注意：地址的選擇和單雙極性的選擇要與硬件設(shè)置相符）第五步：點擊如圖4-7中所示的Test按鈕，彈出圖4-8，進行測試即可。圖4-8研華板卡測試界面4.4系統(tǒng)的實時性和安全性4.4.1系統(tǒng)的實時性分析基于web的遠程監(jiān)測和控制并不能做到真正的實時控制，總有一定的延遲時間。這主要取決于數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的傳送兩個部分。針對數(shù)據(jù)的采集，傳統(tǒng)的基于web的監(jiān)控是通過對實時數(shù)據(jù)庫的讀取來獲得數(shù)據(jù)，但這種訪問方式要經(jīng)過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，這將會影響訪問的速度，只適合對歷史數(shù)據(jù)的訪問。因此本文對系統(tǒng)中實時性要求較高的數(shù)據(jù)采用的是內(nèi)嵌于web頁面的ActiveX控件直接對現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)進行訪問的方式，web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器不參與兩者之間的連接，提高了訪問的實時性。這樣，對系統(tǒng)實時性的影響主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳送過程中的延遲。在第一次訪問web服務(wù)器的時候，客戶端不但要下載HTML文件，還要下載各種ActiveX控件，所以通信初始化時間會比較長，但只要服務(wù)器端的控件沒有更新，客戶端再次訪問web服務(wù)器時不需要下載控件，通信初始化時問也可以得到有效的控制。 考慮到無論是工業(yè)現(xiàn)場的信息很少會在同一時刻發(fā)生，所以對現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的讀取采用訂閱讀取的方式，即一旦數(shù)據(jù)源端的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，即將該數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)接收端，取代了數(shù)據(jù)接收端定時讀取數(shù)據(jù)源端數(shù)據(jù)的方式，保證數(shù)據(jù)能夠在更新之后及時地發(fā)送出去。另外，還可以通過以下幾種措施對系統(tǒng)的實時性進行提高：(1)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，增大網(wǎng)絡(luò)帶寬，為解決實時性問題提供了硬件基礎(chǔ)。(2)在軟件設(shè)計中，采用合理的算法和程序結(jié)構(gòu)，盡可能地減少軟件延時對系統(tǒng)響應(yīng)延遲的影響。4.4.2系統(tǒng)的安全性分析基于web的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)運行在完全開放的互聯(lián)網(wǎng)上，因此必須考慮系統(tǒng)的安全性問題，尤其是按照本文的設(shè)計思想形成的基于web的監(jiān)控系統(tǒng)，只要能夠訪問web服務(wù)器并下載到相應(yīng)的HTML文件和ActiveX模塊，就獲得了對現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的控制權(quán)，因此留下了很大的安全隱患，所以必須有周全的安全考慮。首先，最重要的是身份驗證，當用戶訪問web服務(wù)器時，服務(wù)器應(yīng)首先要求用戶輸入正確的登陸賬號和密碼，只有經(jīng)過系統(tǒng)確認后，系統(tǒng)才會應(yīng)答用戶的這些請求，允許用戶下載相應(yīng)的頁面和控件。其次，對涉及保密的信息在網(wǎng)上傳輸時可以考慮不以明文形式出現(xiàn)，通過信息加密技術(shù)保證信息的保密性。以防信息被攔截、讀取甚至破壞，確保數(shù)據(jù)實時準確地傳送到瀏覽器的用戶端。另外，除了考慮以上的網(wǎng)絡(luò)信息安全，對網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)安全也應(yīng)給予應(yīng)用的重視，比如硬件安全性能策略、局域網(wǎng)安全策略等。4.5基于web遠程監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點按照設(shè)計組成系統(tǒng)后，在客戶端用IE等通用瀏覽器就可以看到與現(xiàn)場監(jiān)控平臺人機界面內(nèi)容等同的動態(tài)頁面，該頁面能實時地反映工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況。通過驗證表明該系統(tǒng)有以下優(yōu)點：(1)實時性好，通過上文的分析，系統(tǒng)改變了與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換的方式，使用戶瀏覽器直接與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)建立連接，使系統(tǒng)的實時性得到提高。但同時這種方式也為系統(tǒng)安全帶來了安全隱患，在應(yīng)用時要綜合考慮實時性和安全性的矛盾，采用必要的安全策略。(2)開放性好，改善了基于組態(tài)軟件的遠程監(jiān)控方式監(jiān)控平臺異構(gòu)的問題，是企業(yè)內(nèi)多個自動化監(jiān)控系統(tǒng)之間信息共享的良好手段，為企業(yè)ERP/CMIS提供了數(shù)據(jù)源。(3) 易于擴展，對現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的改動很小，只需要根據(jù)具體情況編寫客戶端程序和修改遠程監(jiān)控代理程序即可，最大限度地利用原有現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)的資源、操作簡單、易于實現(xiàn)。 第5章基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)上述章節(jié)通過對遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)分析與比較，設(shè)計了一套基于組態(tài)軟件web發(fā)布技術(shù)的遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中遠程客戶端以ActiveX控件的形式在瀏覽器中與現(xiàn)場監(jiān)控站進行實時數(shù)據(jù)交換的方案，不但實現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)共享，而且改善了傳統(tǒng)的基于web的監(jiān)控解決方案所帶來的實時性差等缺點。本章根據(jù)上述基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案，結(jié)合某化工廠酚醛樹脂儲液罐溫度控制，設(shè)計了基于web的儲液罐溫度控制系統(tǒng)，并且詳細說明了各部分的功能以及實現(xiàn)方法。通過實驗運行驗證了基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的有效性。5.1基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)簡介5.1.1系統(tǒng)概述某化工工廠一反應(yīng)車間現(xiàn)有5臺5立方米的不銹鋼蒸汽加熱反應(yīng)釜，反應(yīng)釜生產(chǎn)出的化工材料需要先放到儲料罐，然后經(jīng)后續(xù)加工制造成包裝成品，原先儲料罐工序采用人工手動控制，控制蒸汽閥門的開度，由于蒸汽的壓力不能保持穩(wěn)定，導(dǎo)致儲料罐的溫度不能保持在一個理想的范圍，現(xiàn)對其進行自動控制改造，實現(xiàn)基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計。儲料罐工藝過程控制要求如下：（1）該儲液罐內(nèi)存放熱塑性酚醛樹脂，該系列酚醛樹脂的軟化點90℃以上，根據(jù)工藝要求，需控制其溫度在90~95℃范圍內(nèi)溫度過高則浪費能源且造成物料變性，過低則結(jié)塊不能用泵打出，故設(shè)計其溫度范圍在92±2℃。儲液罐利用夾套蒸汽加熱，利用熱電阻溫度變送器測溫，并設(shè)高低溫度報警，高于95℃和低于90℃時報警。（2）設(shè)置液位檢測裝置，過低（低于10%）和過高（高于80%）時報警。過低時關(guān)閉出料閥，并打開進料閥，開啟進料泵；液位過高時關(guān)閉進料閥，停止進料泵。整個系統(tǒng)可分成本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控兩部分來實現(xiàn)。本地監(jiān)控部分以工控機為監(jiān)控中心，采用北京杰控科技公司的組太軟件Fameview開發(fā)上位監(jiān)控系統(tǒng)，并與下位機即“研華” 的多功能數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG進行現(xiàn)場工藝參數(shù)的通訊，進而完成對現(xiàn)場設(shè)備的實時狀態(tài)監(jiān)控、工藝流程的自動控制、歷史數(shù)據(jù)的備份、各類服務(wù)報表等綜合的數(shù)據(jù)管理功能。這樣就大大的提高了系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性，減少了誤操作，也提高了效率。但是，隨著工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高以及企業(yè)信息化的要求，企業(yè)管理者整個監(jiān)控系統(tǒng)能夠與公司的局域網(wǎng)絡(luò)相連接，使管理層能夠及時的根據(jù)現(xiàn)場的要求來進行人力物力的分配，并且要求企業(yè)內(nèi)網(wǎng)與Internet相連接通過遠程客戶端瀏覽網(wǎng)頁的方式實現(xiàn)遠程監(jiān)控。這也就是系統(tǒng)的遠程監(jiān)控部分，本文利用Fameview組態(tài)軟件的web發(fā)布功能，并通過服務(wù)器上IIS的安裝和配置，將本地監(jiān)控部分得到的信息以網(wǎng)頁的形式通過Internet傳送的遠程瀏覽的客戶端。5.1.2系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過上述章節(jié)的設(shè)計和分析可知，為了實現(xiàn)對現(xiàn)場的基于web的監(jiān)控功能，首先要有一個在工業(yè)現(xiàn)場能夠穩(wěn)定地對生產(chǎn)過程進行控制的現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)；然后，在此基礎(chǔ)上建立企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的連接；最后，使遠程用戶通過人機交互界面獲得工業(yè)現(xiàn)場運行情況。基于web的儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-l所示。系統(tǒng)采用工控機作為信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)連接的樞紐，對生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)進行監(jiān)控，并將實時數(shù)據(jù)和控制信息通過網(wǎng)頁進行交互，客戶端使用瀏覽器通過Internet/Intranet訪問服務(wù)器的模式構(gòu)成基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，這是一種統(tǒng)用低成本的解決方案。圖5-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖整個系統(tǒng)由底層系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集卡、傳感器和執(zhí)行部件)、現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)和web發(fā)布系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成。（1）底層系統(tǒng) 多功能數(shù)據(jù)采集卡采用了研華的PCL-812PG板卡，通過配置模擬量輸入通道接線端子板PCLD-880和繼電器輸出端子板PCLD-785,來完成對現(xiàn)場I/O進行集中操作、監(jiān)視、控制和管理。PCL-812PG通過專用線路接到上位機的ISA插槽內(nèi)完成通信。系統(tǒng)中裝有兩個相同的數(shù)據(jù)采集卡是為了冗余熱備，這樣在正常情況下可以減輕單個的工作量，一旦其中一個發(fā)生故障，控制系統(tǒng)就可以方便的進行切換。根據(jù)系統(tǒng)的要求傳感器部分選用了超宇科技的CY3602型溫度傳感器、CY3018型壓力傳感器、中方榮公司的ZL3900型液位傳感器，對儲液罐的現(xiàn)場工作狀態(tài)進行數(shù)據(jù)采集，并通過RS-485通信電纜傳輸數(shù)據(jù)。執(zhí)行部件由物料進料泵和蒸汽閥組成，它們接受上位機發(fā)來的控制命令完成啟停和開度大小的動作。（2）現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心、現(xiàn)場總線和企業(yè)其他管理部門組成。監(jiān)控中心整個系統(tǒng)的核心組成部分，工控計算機上裝有Fameview組態(tài)軟件，通過開發(fā)組態(tài)監(jiān)控畫面來模擬工業(yè)現(xiàn)場的狀態(tài)，并通過Profibus現(xiàn)場總線與下位機進行通信完成現(xiàn)場監(jiān)控。Profibus現(xiàn)場總線采用的是Profibus總線協(xié)議，這種協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)TCP/IP協(xié)議有很多不同之處，更適合于工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的可靠傳輸。企業(yè)其他管理部門也可以通過現(xiàn)場總線來了解現(xiàn)場情況，進而對整個企業(yè)的發(fā)展做出合理的規(guī)劃，單限定了一定的操作權(quán)限，以免發(fā)生誤操作。（3）web發(fā)布系統(tǒng)web發(fā)布系統(tǒng)由web服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和web客戶端等組成，系統(tǒng)實現(xiàn)了用戶在遠程客戶端通過web瀏覽器查看現(xiàn)場信息，與在監(jiān)控中心等同的遠程監(jiān)控效果，使得公司有關(guān)科室級、公司管理層級不用親臨現(xiàn)場既能了解生產(chǎn)狀況，及時作出決策。監(jiān)控中心的工控機兼作web服務(wù)器主要負責(zé)完成的是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的功能，利用組態(tài)軟件的web發(fā)布功能設(shè)置本地站點和建立SQLServer數(shù)據(jù)庫，并通過設(shè)置計算機的IIS網(wǎng)絡(luò)信息，將本地監(jiān)控的站點與Internet連接起來。遠程客戶端通過web瀏覽器（如IE等）要訪問現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)，先要訪問web服務(wù)器，下載監(jiān)控頁面和各種控件，從而實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控。web用戶使用通用瀏覽器通過Internet/Intranet訪問web服務(wù)器，下載得到監(jiān)控頁面后建立與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的連接，從而得到現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的變化，也可以對現(xiàn)場參數(shù)進行設(shè)置，從而實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)的遠程監(jiān)控。5.1.3系統(tǒng)軟、硬件配置（1）軟件配置計算機監(jiān)控與管理系統(tǒng)軟件平臺為Microsoft公司中文Windows2000Server ，數(shù)據(jù)庫管理采用專業(yè)的SQLServer數(shù)據(jù)平臺設(shè)計軟件，web客戶端瀏覽器采用IE6.0，組態(tài)軟件選用北京杰控科技公司的Fameview，研華PCL-812PG板卡驅(qū)動程序和測試程序。（1）硬件配置下位機：研華PCL-812PG板卡、模擬量輸入通道接線端子板PCLD-880、繼電器輸出端子板PCLD-785、CY3602型溫度傳感器、CY3018型壓力傳感器、ZL3900型液位傳感器。上位機：研華工控機（PC機）作為現(xiàn)場監(jiān)控監(jiān)控機，WindowsXP操作系統(tǒng)、IIS插件、MicrosoftOffice2000、包含IIS功能的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和SQLServer數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。Pentium4以上的CPU；512MB以上內(nèi)存；200GB以上的SCSI硬盤或串口硬盤陣列；帶有IEEE1394接口；可支持多種工控設(shè)備；帶有串口（9針D型接頭）；帶有并口（支持標準和增強模式）；支持DirectX9.0,128MB&128bit以上的顯卡，12英寸以上數(shù)字彩顯。5.2基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)軟件部分在基于web的儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)中，現(xiàn)場監(jiān)控中心作為核心部分利用組態(tài)軟件Fameview開發(fā)監(jiān)控畫面，連接下位機設(shè)備完成對工業(yè)現(xiàn)場的監(jiān)控。然后通過組態(tài)軟件的web發(fā)布功能實現(xiàn)基于web的遠程監(jiān)控。組態(tài)軟件的設(shè)計開發(fā)部分就是本文所研究的重點，下文首先介紹儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)部分。5.2.1現(xiàn)場監(jiān)控軟件實現(xiàn)的功能現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)處理→動態(tài)監(jiān)控→數(shù)據(jù)存儲、分析、打印等功能的典型的過程控制功能。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖如5-2所示。圖5-2系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖具體的功能如下： （1）數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的傳感器進行采集，并將采集的數(shù)據(jù)用電纜通信線傳遞到多功能數(shù)據(jù)采集卡，再有數(shù)據(jù)采集卡上傳到上位機?，F(xiàn)場采集的信號有：①儲液罐狀態(tài)信號各車間儲液罐：儲液罐溫度信號，溫度過高、過低報警信號；儲液罐液位信號，液位過高、過低報警信號；儲液罐壓力信號，壓力過高、過低報警信號。②蒸汽電磁閥監(jiān)控信號現(xiàn)場狀態(tài)信號：關(guān)到位狀態(tài)、開到位狀態(tài)；控制信號：開動作信號、關(guān)動作信號。③物料泵監(jiān)控信號現(xiàn)場狀態(tài)：啟停狀態(tài)信號控制信號：啟停動作信號（2）數(shù)據(jù)處理功能對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進行計算、存儲。對連續(xù)信號提供以下算法：平方／開方、加／減／乘／除四則運算、分段線性化、補償運算、累積、平均、歸檔保存和報警等。對于離散信號提供以下算法：開關(guān)控制、與或非邏輯、計數(shù)／計時、狀態(tài)變化檢測、報警等。(3)畫面動態(tài)顯示功能按功能分畫面動態(tài)顯示現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信號以及操作人員發(fā)出的控制命令。畫面顯示動態(tài)、直觀、形象，可為操作人員提供完全等同于現(xiàn)場的監(jiān)控效果。(4)控制功能提供現(xiàn)場單個流程設(shè)備如物料泵、電磁閥的單獨點動控制功能，以及工藝流程的自動／手動聯(lián)鎖控制功能。(5)報表功能報表數(shù)據(jù)的生成和打印采用操作員命令方式，按照預(yù)先定義的格式自動產(chǎn)生所有的標題和表頭并打印報表。報表類型包括班、日、周、月報表，操作日志報表，歷史報警報表等，并以中文格式打印上述基本報表。(6)歷史數(shù)據(jù)存儲功能對現(xiàn)場數(shù)據(jù)、報警、聯(lián)鎖、操作指令的變化等事件及其日期、時間作為歷史數(shù)據(jù)加以儲存。提供足夠能記錄1年以上歷史數(shù)據(jù)的磁介質(zhì)存儲空間，并可擴充至外部存儲設(shè)備如磁帶機、光盤等。當發(fā)生數(shù)據(jù)丟失及磁介質(zhì)剩下10％空間時報警。(7)參數(shù)設(shè)定功能人工設(shè)定、修改儲液罐相關(guān)參數(shù)的功能。(8)密碼保護功能 系統(tǒng)設(shè)置管理員密碼、特殊用戶密碼和一般用戶密碼，設(shè)置了不同的用戶權(quán)限，只有相應(yīng)密碼的人才能進行相應(yīng)功能的操作。5.2.2現(xiàn)場監(jiān)控畫面的設(shè)計現(xiàn)場監(jiān)控軟件采用北京杰控科技公司的Fameview組態(tài)軟件為開發(fā)平臺。Fameview是國內(nèi)一種的工業(yè)自動化信息管理軟件，其開發(fā)的監(jiān)控界面畫面友好，易于操作，能以動畫的形式實時顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)等。根據(jù)動態(tài)監(jiān)控需要，系統(tǒng)分為多個功能畫面。1.準備工作（1）項目的建立在Fameview組態(tài)軟件項目管理器的環(huán)境下，點擊“項目”→“新建”，系統(tǒng)會提示“是否要備份當前工程”，如圖5-3所示，選擇備份后指定新建工程的存儲路徑，輸入“工程名稱”為“儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)”，最后單擊“完成”按鈕就完成了工程的建立。圖5-3Fameview組態(tài)軟件中新建項目（2）通訊設(shè)備的定義在新建工程的項目管理器中選擇“基本應(yīng)用”→“設(shè)備通訊”→“安裝驅(qū)動”，根據(jù)本文的控制需要選擇了研華多功能數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG板卡，如圖5-4所示，在“安裝驅(qū)動程序”中選擇“研華板卡”后點擊“完成”按鈕即可。圖5-4通訊設(shè)備驅(qū)動程序安裝圖（3）變量的定義 根據(jù)表5-1所示，需要建立3個模擬量輸入變量和一個模擬量輸出變量，以便組態(tài)軟件能夠與PCL-812PG輸入輸出板卡通信并進行數(shù)據(jù)交換。表5-1Fameview組態(tài)軟件變量分配變量名類型初值注釋儲液罐溫度AI0量程0~100℃，ADS0儲液罐液位AI0量程0~100mm，ADS1儲液罐壓力AI0量程0~5MPa，ADS2蒸汽調(diào)節(jié)閥AO0開度0~100%，AD0儲液罐溫度高DO095℃儲液罐溫度低DO090℃儲液罐液位高DO0100mm儲液罐液位低DO0儲液罐壓力高DO0儲液罐壓力低DO0進料泵運行DO離散0在“運行數(shù)據(jù)庫”中逐個定義系統(tǒng)中所用到的變量，并在定義過程中設(shè)定“報警定義”選項，設(shè)定需要報警的量的高報警、超高報警、低報警、超低報警的界限，以便在處理后續(xù)報警模塊應(yīng)用。當讓在定義數(shù)據(jù)庫中所要用到的變量時，不僅要考慮系統(tǒng)中輸入和輸出的外部變量，而且要考慮到一部分為了系統(tǒng)設(shè)計、運行、維護的方便所定義的內(nèi)部變量（Fameview組態(tài)軟件已經(jīng)為我們定義好了一些內(nèi)部變量）。定義變量是還要注意個變量的數(shù)據(jù)處理類型（如字節(jié)型、雙字節(jié)型等），不同的數(shù)據(jù)類型處理精度不一樣。（4）儲液罐溫度監(jiān)控畫面的制作和動畫連接在Fameview項目管理器中選擇“畫面管理”來定義新畫面為“儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)主畫面”，點擊“畫面制作”進入Fameview組態(tài)軟件的開發(fā)系統(tǒng)界面，利用Fameview所提供的各種工具來制作的畫面，不僅可以實時的顯示系統(tǒng)餓工作狀況，而且可以通過畫面控制系統(tǒng)的運行。畫面制作過程簡單易學(xué)，具體過程如下：A.利用文本工具、字體工具、調(diào)色板工具輸入文本。B.利用按鈕工具制作各種按鈕。C.儲液罐的繪制。D.進料泵、出料閥、蒸汽閥、管道的繪制。E.傳感器的繪制。F.溫度、壓力、液位的顯示等。以上只是畫面的制作，尚且不能反應(yīng)系統(tǒng)運行時的情景。需要將畫面中的圖素與數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)變量建立起聯(lián)系，畫面才能真正的“動”起來。這個過程稱之為 “動畫連接”。在動畫連接時要注意各圖素基本屬性和增強屬性的設(shè)置。具體包括：A.按鈕的動畫連接B.儲液罐液位動畫連接C.溫度、壓力、液位的數(shù)值顯示等。（5）命令語言和簡單控制程序的編寫Fameview組態(tài)軟件支持VBScript腳本程序，我們可以通過編寫簡單的程序來控制系統(tǒng)中的變量或圖素。以進料泵的控制為例，滿足儲液罐液位保持在一定的范圍。（1）物料液位過高時報警，停止進料。（2）溫度高于95℃低于90℃時報警。在腳本命令語言輸入框中輸入如下命令程序：If(系統(tǒng)啟動==1){if(儲液罐液位<10)進料泵運行=1；If(儲液罐液位>80)進料泵運行=0；}else進料泵運行=0；2.儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的畫面（1）監(jiān)控系統(tǒng)登錄界面儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)是基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實例。登陸界面包括了系統(tǒng)名稱、系統(tǒng)的登錄與注銷、用戶管理、整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)縮略圖。用戶管理部分是基于系統(tǒng)安全性考慮而設(shè)定的，無論是本地監(jiān)控人員還是遠程客戶端都要通過用戶登錄才能進行相應(yīng)權(quán)限的操作。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)縮略圖形象直觀的反應(yīng)了整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。用戶登錄后可以通過按鈕切換到系統(tǒng)其他監(jiān)控畫面。系統(tǒng)的登錄界面如圖5-5所示。 圖5-5監(jiān)控系統(tǒng)登陸界面（1）監(jiān)控系統(tǒng)主界面儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)的主界面如圖5-6所示，監(jiān)控畫面形象直觀的反映了化工廠某一車間酚醛樹脂儲液罐的現(xiàn)場狀態(tài)。點擊儲液罐會彈出該儲液罐的監(jiān)控信息界面。在畫面中可以直觀的了解到各個傳感器所測得的工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，也可通過查看實時曲線來了解各個工藝參數(shù)的運行狀態(tài)。圖5-6監(jiān)控系統(tǒng)主界面（2）物料泵監(jiān)控信息界面物料泵監(jiān)控信息窗口如圖5-7所示，當點擊查看物料泵工作信息是彈出相應(yīng)的界面。當不滿足系統(tǒng)運行條件時物料泵處于停止狀態(tài)（如溫度低報警）。圖5-7物料泵監(jiān)控信息 （1）儲液罐信息總覽界面該界面集中顯示儲液罐的綜合信息，包括儲液罐內(nèi)物料的實時溫度值、液位值、壓力值等。（2）蒸汽閥信息總覽界面該界面集中顯示蒸汽閥的狀態(tài)信息，用戶可根據(jù)相應(yīng)權(quán)限來控制閥門的開度的大小，進而來調(diào)節(jié)儲液罐內(nèi)物料的溫度滿足系統(tǒng)的要求。（6）報警信息查詢界面顯示當前所有正在進行的過程參數(shù)報警，并按報警的時間順序從最新發(fā)生的報警開始排起，報警優(yōu)先級別和狀態(tài)用不同的顏色來區(qū)別。報警內(nèi)容包括：報警時間、過程變量名、過程變量說明、過程變量的當前值、報警設(shè)定值等。（7）實時曲線和歷史曲線查詢界面系統(tǒng)具有顯示各個過程變量的實時狀態(tài)曲線和歷史曲的能力，在不同坐標平面內(nèi)顯示溫度、壓力、液位三個過程變量的實時曲線，在同一坐標平面里顯示三個變量的歷史趨勢記錄曲線，有可供操作人員自由選擇的參數(shù)變量、不同顏色和不同的時間間隔，也可以對數(shù)據(jù)軸進行任意放大顯示。（8）報表查詢打印界面報表查詢界面如圖5-8所示。報表系統(tǒng)包括歷史報警報表、統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表(如班報、日報、月報等)、操作日志報表。操作人員可設(shè)置查詢條件，生成不同類型的數(shù)據(jù)報表。提供打印功能以及EXCEL文件格式導(dǎo)出功能。圖5-8儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)日報表5.3儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的web發(fā)布上述章節(jié)中利用Fameview組態(tài)軟件的開發(fā)系統(tǒng)完成了本地監(jiān)控系統(tǒng)上位機監(jiān)控界面的設(shè)計，并選擇了下位機通信接口和通信方式。在本節(jié)中分析如何通過配置本地工控機上的網(wǎng)頁服務(wù)組件IIS和調(diào)試Fameview組態(tài)軟件的web發(fā)布功能來實現(xiàn)儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的web發(fā)布。 5.3.1IIS的安裝和配置IIS作為互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的一種網(wǎng)頁服務(wù)組件，在本地監(jiān)控上位機操作系統(tǒng)中以一個Windows插件的形式出現(xiàn)，在未啟用前操作系統(tǒng)默認為不安裝的插件。要實現(xiàn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的web發(fā)布首先就應(yīng)該安裝和配置上位機的IIS插件，將本地上位機作為web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，建立和設(shè)置web站點。1.IIS的安裝IIS的安裝步驟如下：（1）插入windowsxp安裝光盤，打開控制面板，然后打開其中的“添加/刪除程序”；（2）在添加或刪除程序窗口左邊點擊“添加/刪除Windows組件”；（3）稍等片刻系統(tǒng)會啟動Windows組件向?qū)В贗nternet信息服務(wù)（IIS）前面選勾，點擊下一步；（4）系統(tǒng)安裝成功，系統(tǒng)會自動在系統(tǒng)盤新建網(wǎng)站目錄，默認目錄為：C:Inetpubwwwroot；（5）打開控制面板→性能和維護→管理工具→Internet信息服務(wù)；（6）在默認網(wǎng)站上點擊右鍵→選擇屬性；（7）點擊主目錄：在本地路輸入框后點擊瀏覽可以更改網(wǎng)站所在文件位置，默認目錄為：C:Inetpubwwwroot。安裝完IIS插件，還需要進行IIs的添加，請進入“控制面板”，依次選“添加/刪除程序→添加/刪除Windows組件”，將“Internet信息服務(wù)（IIS）”前的小鉤去掉（如有），重新勾選中后按提示操作即可完成IIS組件的添加。用這種方法添加的IIS組件中將包括web、FTP、NNTP和SMTP等全部四項服務(wù)。系統(tǒng)要運行IIS，當IIS添加成功之后，再進入“開始→設(shè)置→控制面板→管理工具→Internet服務(wù)管理器(Internet信息服務(wù))”以打開IIS管理器，對于有“已停止”字樣的服務(wù)，均在其上單擊右鍵，選“啟動”來開啟。這樣就完成了上位機操作系統(tǒng)中IIS插件的安裝和啟用。2.IIS的配置IIS安裝完成后，還需要進行相關(guān)應(yīng)用項目的配置才能在本地監(jiān)控上位機上建立web站點和網(wǎng)頁的設(shè)置，IIS配置的過程如下：（1）點擊“開始→設(shè)置→控制面板→管理工具→Internet服務(wù)管理器(IIS)”進入“IIS管理器”，右擊“網(wǎng)站”選項新建一個站點命名為“遠程監(jiān)控系統(tǒng)站點”，并進行IP地址和物理路徑等其他一些內(nèi)容的設(shè)置。（2）點擊“ASP”選項配置ASP應(yīng)用程序的屬性， 在站點主頁上選擇“ASP”，然后在“行為”組中將“啟用父路徑”設(shè)置為True即可。（1）點擊“默認文檔”選項，設(shè)置默認文檔的屬性為“index.asp”或“Default.asp”完成即可。圖5-9系統(tǒng)中IIS的配置5.3.2Fameview組態(tài)軟件的web發(fā)布設(shè)置本地監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控畫面就是通過組態(tài)軟件的web發(fā)布功能由本地監(jiān)控上位機的web服務(wù)器與“Internet”連接起來，實現(xiàn)客戶端通過瀏覽器進行遠程監(jiān)控的。下面具體介紹Fameview組態(tài)軟件的web發(fā)布設(shè)置過程。（1）在Fameview組態(tài)軟件管理器界面中，選擇“數(shù)據(jù)服務(wù)”→“設(shè)置web服務(wù)器”，配置IIS信息服務(wù)；（2）設(shè)置“發(fā)布域名”和“發(fā)布端口”分別為“127.0.0.1”和“80”，并設(shè)置“服務(wù)器IP地址”和“服務(wù)器端口”為“127.0.0.1”和“5008”。（3）設(shè)定“瀏覽網(wǎng)頁標題”和“起始瀏覽畫面”為“web發(fā)布系統(tǒng)”和“監(jiān)控主界面”，具體設(shè)置如圖5-10所示。圖5-10組態(tài)軟件web發(fā)布設(shè)置 5.3.3web發(fā)布畫面基于web的儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計部分在實驗室得到了模擬運行，實驗證明該系統(tǒng)運行良好、可靠性強、實時性好。該系統(tǒng)的web發(fā)布畫面如下圖所示。圖5-11儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)web發(fā)布登錄界面圖5-11給出了儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)web的登錄界面，遠程客戶端可以通過web瀏覽器(如IE瀏覽器)對工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)過程進行監(jiān)控和管理。用戶在通過登錄“用戶管理”后，進入監(jiān)控系統(tǒng)界面并根據(jù)相應(yīng)的用戶權(quán)限來進行操作。點擊“進入系統(tǒng)”按鈕后，網(wǎng)頁畫面更新到“儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)”的主界面。如圖5-12所示。圖5-12儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)主界面 進入監(jiān)控系統(tǒng)主界面后客戶端就可以方便快捷的瀏覽到系統(tǒng)當前運行的狀態(tài)，包括溫度、壓力、液位、蒸汽調(diào)節(jié)閥和物料泵的運行狀態(tài)等信息。用戶還可以通過點擊各個組態(tài)模塊來查看。但需要注意的是部分工藝參數(shù)的設(shè)定要根據(jù)用戶權(quán)限來確定，如果為一般用戶是無法修改和設(shè)定參數(shù)的。監(jiān)控系統(tǒng)主界面中還提供了一些快捷按鈕，用于進一步查看系統(tǒng)近期的運行情況，當點擊“實時曲線”按鈕時系統(tǒng)會自動彈出“儲液罐工藝參數(shù)實時監(jiān)控曲線”畫面，如圖5-13所示。圖5-13儲液罐工藝參數(shù)實時監(jiān)控曲線畫面用戶可以通過實時曲線畫面來進一步了解儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)近期運行情況。點擊“系統(tǒng)報警”按鈕后系統(tǒng)會自動彈出報警信息畫面如圖5-14所示。圖5-14儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)報警畫面 第6章結(jié)論與展望隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠程監(jiān)控技術(shù)將更多地應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)控制過程的管理中，融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)，開發(fā)基于web的工業(yè)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)與Internet互連，使在不同地區(qū)的用戶能及時了解到生產(chǎn)情況，并通過互聯(lián)網(wǎng)來管理和維護生產(chǎn)過程、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高設(shè)備的利用率，最終降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟效益。基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)就是建立在現(xiàn)代的計算機技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)以及圖形技術(shù)上的一個新的應(yīng)用。遠程監(jiān)控系統(tǒng)中底層為現(xiàn)場總線控制，通過組態(tài)軟件實現(xiàn)遠程對現(xiàn)場設(shè)備的實時監(jiān)控，監(jiān)視點與控制中心分別位于兩地，打破了地域的界限。它采用多元的信息傳輸、監(jiān)控、管理和一體化的集成技術(shù)，實現(xiàn)了信息、資源和任務(wù)的共享，達到了實時、快速和有效的監(jiān)控，通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供了一個更高效、更全面、更安全、更快捷的服務(wù)模式，改變了傳統(tǒng)的監(jiān)控模式。本文主要研究了對工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)進行遠程監(jiān)控的有關(guān)問題，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)方案兩方面深入研究了基于web的工藝參數(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，著重分析了利用Fameview組態(tài)軟件進行本地監(jiān)控上位機監(jiān)控畫面的設(shè)計方法，以及基于組態(tài)軟件web發(fā)布功能的遠程監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)方案。本文研究的結(jié)論主要包括以下幾個方面：(1)基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是由許多異構(gòu)的子系統(tǒng)組成的，在這些異構(gòu)子系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換是一個很重要的問題。本文通過對基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析與比較，采用了基于TCP/IP通信協(xié)議和B/S架構(gòu)模式的遠程監(jiān)控子系統(tǒng)、基于組態(tài)軟件web發(fā)布功能的本地監(jiān)控中心服務(wù)器子系統(tǒng)、基于ISA總線的現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)三者協(xié)調(diào)運行控制方案。該方案改變了傳統(tǒng)的完全以數(shù)據(jù)庫服務(wù)器為數(shù)據(jù)源的監(jiān)控方式，對實時性要求較高的信息，采用客戶端直接與現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)通訊的方式進行交互，不僅實現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換，而且對系統(tǒng)實時性的提高有很大的意義，從而使對工藝參數(shù)的遠程監(jiān)控更具可靠性。(2)現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)中上位機監(jiān)控畫面的設(shè)計、上位機與下位機之間的通信、監(jiān)控中心組態(tài)軟件的web發(fā)布是本文研究的重點，也是實現(xiàn)本地監(jiān)控與遠程終端相連接的關(guān)鍵部分。本文采用Fameview組態(tài)軟件進行監(jiān)控界面的開發(fā)，上位工控機與下位多功能數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG之間通過ISA總線進行通信，利用組態(tài)軟件的web發(fā)布功能和配置系統(tǒng)IIS服務(wù)來實現(xiàn)與Internet的連接。(3)本文結(jié)合了某化工廠反應(yīng)車間酚醛樹脂儲液罐溫度監(jiān)控系統(tǒng)，完成了基于 web的儲液罐溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，通過實驗測試證明，該系統(tǒng)可以滿足監(jiān)控點數(shù)不多但對實時性要求較高的需求，有一定的現(xiàn)實意義和實用價值?；趙eb的遠程監(jiān)控技術(shù)是一門綜合性技術(shù)，涉及到控制、網(wǎng)絡(luò)、計算機、數(shù)據(jù)庫等多個領(lǐng)域，整個系統(tǒng)的實現(xiàn)是一項非常復(fù)雜的工程，也面臨著很多新的技術(shù)問題需要突破。由于時間有限，本文還需要深入研究的內(nèi)容主要集中在以下幾方面：(1)在基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)測和控制過程中，被控對象的控制精度無法得到和很好的保證，調(diào)節(jié)過程需要花費大量的時間?？紤]能否通過合理的設(shè)置閉環(huán)控制體系或者建立一種新的控制算法來解決控制精度的問題。(2)在網(wǎng)絡(luò)安全方面，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，那些困擾著基于Internet的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的安全問題及延時問題，將會得到逐步的解決。有關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)在本系統(tǒng)設(shè)計中考慮很少，但安全問題是設(shè)計web下的遠程監(jiān)控系統(tǒng)需要重點考慮的問題，這一部分問題還有待進一步研究。(3)本文在設(shè)計監(jiān)控頁面的時候，使用Fameview組態(tài)軟件實現(xiàn)的，在設(shè)計過程中碰到的很多問題雖然在指導(dǎo)老師的幫助和自己的努力下解決了，但還是不能很靈活的應(yīng)用，需要今后進一步深入的學(xué)習(xí)。另一方面由于其不是針對遠程監(jiān)控組態(tài)專用的，所以監(jiān)控畫面的web發(fā)布中產(chǎn)生一些動態(tài)顯示的問題，使系統(tǒng)的使用不是很方便。今后可以將基于web的監(jiān)控組態(tài)畫面動態(tài)顯示作為一個研究方向，使遠程監(jiān)控頁面的實現(xiàn)更方便。(4)分布式網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)正在興起和發(fā)展中，采用DCOM、CORBA等分布式網(wǎng)絡(luò)計算平臺實現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)間的通信、控制功能以及控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成具有重大意義。(5)隨著工業(yè)Ethernet技術(shù)的發(fā)展，使控制系統(tǒng)具有更好的開放性，與本文介紹的技術(shù)相結(jié)合，可以實現(xiàn)真正的遠程控制甚至遠程組態(tài)。 參考文獻[1]王建新，楊世風(fēng)，史永江，童官軍．遠程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J]．國外電子測量技術(shù)，2005.4[2]吳鋒，李成鐵，何風(fēng)行等．基于Web技術(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)研[J]．儀器儀表學(xué)報，2005.8[3]黃江．基于Web的實時遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研究：[碩士學(xué)位論文]．河北：華北電力大學(xué)計算機應(yīng)用技術(shù)，2003.12[4]于海晨，仲崇權(quán)．基于Internet的控制系統(tǒng)遠程監(jiān)控方案及實例[J]．計算機自動測量與控制，2001.9[5]杰控組態(tài)軟件(Fameviewv7.0)使用手冊.北京杰控科技發(fā)展公司，2008.6[6]李仁.電氣控制，機械工業(yè)出版社，2005.4[7]王曉平等編著.PLC可編程控制器系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航.人民郵電出版社，2004.7[8]許江淳.基于web的工藝參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[A].中國自動化學(xué)會、中國儀器儀表學(xué)會2004年西南三省一市自動化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集[C].2004[9]劉曉平，羅強，劉曉龍，林森.基于嵌入式Internet的遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[A].2005年機械電子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C],2005.2[10]吳功宜，吳英.計算機網(wǎng)絡(luò)教程——第二版.北京：電子工業(yè)出版社，2001.8[11]曹輝，馬棟萍，王暄，耿瑞芳.組態(tài)軟件技術(shù)及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2009.1[12]陸璐，劉發(fā)貴等編著.基于web的遠程監(jiān)控系統(tǒng).北京：清華大學(xué)出版社，2008.3[13]付家才編著.工業(yè)控制工程實踐技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.7[14]張云生，祝曉紅，王靜編.網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù).重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.6[15]翟慶一編著.典型工業(yè)過程的組態(tài)控制.天津：天津大學(xué)出版社，2009.8[16]尉學(xué)軍，劉躍．基于Web的B/S結(jié)構(gòu)實時監(jiān)控系統(tǒng)[J]．貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002.3[17]李琳．基于Internet/Intranet的工控組態(tài)軟件Web發(fā)布系統(tǒng)的研究：[碩士學(xué)位論文]．安徽：合肥工業(yè)大學(xué)機械電子工程，2003.3[18]GuijieLiu,TingTang,LijingLiu．StudyontheWebBasedRemoteMonitoringandControllingSystemforHeatExchanger[J]．ProceedingsofISCIT,2005[19]劉君祖．基于Web的工業(yè)信息監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)：[碩士學(xué)位論文]．大連理工大學(xué)控制理論與控制工程，2006.12 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外文資料翻譯1.原文資料Web-basedRemoteControlbyLiveConnectReinhardLangmannUniversityofAppliedSciencesDuesseldorf/ProcessInformaticsLab,Duesseldorf,GermanyAbstract—ThispaperdealswiththeapplicationofLiveConnectfortheremotecontrolofrealdevices/stationsovertheWeb.Inthiscontext,boththeconceptofLeanWebAutomationandaflexibleJava-basedapplicationtoolhavebeendevelopedensuringafastandsecureprocessdatatransferbetweendevice-serverandWebbrowserbythesubscriber/publisherprinciple.IndexTerm:Web-basedremotecontrol,LeanWebAutomation,teletechnology,WebAccessKit.Forapproximately2-3years,standardITmethodshavebeenmadeavailablefortheautomationoftechnicalprocessesandhaveincreasinglybeenusedinthisarea-InternetTechnologyforAutomationbeingthekeyword.Thiscoversinparticular:?theapplicationofEthernetandTCP/IPascommunicationstructurebetweencomponentsofautomationsystemsand?theuseoftheWebbrowserasuniversalcontrolinterfaceforautomateddevices,machinesandplants.Severalwell-knownresearch&development(R&D)projectsdealwiththeextensionandadaptationoftheTCP/IPtransmissionprotocolinordertobeabletouseEthernetsystemsforreal-timecommunication(andreplacethetraditionalfieldbussystems).Firstresultsareavailableandvariousmarketleadersinautomaticcontrolengineeringandindustrialalliancespushforwardinthisarea[1].ThebasisofthisworkareEthernetandEthernet-basedlocalareanetworks.Automationfunctionscanbedistributedfreelyinthesenetworks,thoughproprietaryprotocolsareused occasionally.ShiftingofthesefunctionsintotheInternetisnotintended.ByusingInternettechnology(Webserver,HTML,XML...),however,selectedfunctionsforalimitedrangeoftasks(e.g.remoteservice)canbecarriedoutovertheInternet.InotherprojectsWebservers(embeddedWebservers)integrateautomationcomponents,thusenablingauniformaccesstoautomationplantsbymeansofaWebbrowser.ThesesolutionsareusedeitherasWeb-basedextensionstoexistingprocessvisualizationsystems(SCADAsystems)orforoperating/monitoringaswellasforremoteservicepurposesforembeddedWebcontrollersovertheInternet.Fig.1illustratesvariousstate-of-the-artstructuresofautomationequipmentintheInternetenvironment.Figure1:State-of-the-artstructuresofautomationequipmentintheInternetenvironmentThewell-knownworksassumethatthebasicautomationfunctions(signalprocessing,controlfunctions)remaininthelocalautomationequipmentandbeperformedbyacontroller(PLCorPCcontroller,embeddedController).Thusnochangesinthestructureoftheautomationsystemsarenecessary.I.LIVECONNECTANDJAVA-APPLETSControlandautomationfunctionsbymeansofWebtechnologyneedaccesstoprocessdata.However,thestandardWebtechnologiesarenotyetreadyforaccessingautomationinterfaces.OnceafastandreliabledisplayofdataimagesofplantsonWebpagesispossible,allcurrentWebtechnologiescouldbeusedandguaranteeasimpleandflexibleset-upofdistributedcontrolconfigurations.Theonlypossibilitytoensureanevent-basedandfastdisplayofexternal data(processdata)onaWebpageistheLiveConnectprinciple[2].LiveConnectstandsforamechanismwithintheWebbrowserenablingcommunicationbetweenJavaAppletsandPlug-insontheonesideandforJavaScriptontheother.TheuseofJavaAppletsinparticular(contrarytoActiveXobjects)resultsinreliable,platform-independentandthereforeWeb-usablesolutions.ForthedeveloperLiveConnectessentiallypresentsitselfasadefinitionofinterfaceswhichareusedwhendevelopingaJavaapplet.Basically,communicationbetweenJavaScriptandJavaappletcanrunbi-directionally.OntheonehandanappletcanbecontrolledbymethodcallsbymeansofJavaScript,andontheotheranapplethasaccesstotheDOM(DocumentObjectModel)andthusontheJavaScriptobjectsoftheWebbrowser:?JavaScriptcontrolsApplet:VariablesandmethodswhicharedefinedaspublicintheappletcanbeusedinJavaScript.Methodscansupplyreturnvalues.?AppletcontrolsJavaScript:ForthecontacttoJavaScriptobjectsaJavaVirtualMachinemustcontainaJavaPackagewhichisnotincludedinthestandardpackageofJava.Thispackageisnetscape.javascript.IthasbeenincludedinNetscapeNavigatorsinceversion3.0,andinInternetExplorersinceversion4.0.IfanaccesstodistantprocessdataisimplementedintheJavaappletviae.g.TCPSocketsorRMI,thentheprocessdatacanbemadeavailableviaappropriatemethodsinJavaScriptbyLiveConnect.II.LEANWEBAUTOMATIONASBASICCONCEPTDevelopedintheProcessInformaticsLaboftheUniversityofAppliedSciencesDuesseldorf–theconceptofLeanWebAutomation(LWA)proposes,onthebasisofLiveConnect,asolutionfordistributedautomationusingstandardizedInternettechnologies[3].Theautomationdevicesattachedtoanetwork(Intranet/Internet)makeavailableonlytheirprocessdata(sensors/actuators).Theeffectivecontrolandautomationfunctionsareloadedandusedfromresourceswhichareavailableinthenet.A.ProcessdatainthenetPrincipalitemoftheLWAisthefast,reliableandsafesupplyofthesensor andactuatordataofautomationequipmentintheIntranet/Internet.TheprocessdatacommunicationisrealizedbyaJava-basedapplicationmodelW2
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