网站原创[摘 要]本文介绍了一种基于设备描述的现场数据管理技术.基于设备描述的现场数据管理技术的设备描述文件,设计出了监控层/数据管理层/现场设备层三层模型结构的远程监控网络.开发了PC网关、后台数据库、动态网页等程序,初步实现了对现场设备的远程监控和管理功能.
[关 键 词]现场数据管理XML设备描述
一、现场数据管理的意义
随着Inter技术不断发展和壮大,Inter正在把全世界的办公系统和通信系统连接起来,这为底层信息的远程访问和控制创造了条件.而现场数据管理系统也正在把底层控制网络Inter集成起来,这为底层信息的远程访问和控制提供了基础.这样我们就可以通过Inter和Inter的集成,实现对现场数据的远程监控和管理.
二、系统总体设计
目前常用的工控编程语言除了IEC61131.3所规范的5种语言之外,流程图语言和C语言也在一定的范围内使用.显然,这些语言仍在发展.目前该领域一个主要的发展方向是将统一建模语言UML应用于mc61131_3组态软件的开发,适用于迭代式的开发过程,为支持大部分现有的面向对象开发过程设计,编程人员可运用UML以图形来描述控制系统,接着加上功能块、数据和其它基本的要素,然后UML便可自动生成用符合疋c61131-3的编程语言写的代码,功能块可以从标准核心技术构件库中取得.而本文,提出了基于Web技术的远程监控模型为:监控层/数据管理层/现场设备层.为解决此类问题提供了新的思路.
1.现场数据分析和系统总体设计
由于常用的浏览器怎么写作器/数据库三层模型结构在处理实际问题时有很好的灵活性,技术成熟,开发工具简单.所以我们提出了基于Web技术的远程监控模型为:监控层/数据管理层/现场设备层.这里现场设备层为以太网总线网络(见图1),数据管理层为PC网关通信程序.内存数据库和Web怎么写作器,监控层为IE浏览器.
要实现如上所述的远程监控系统,关键问题就是如何使现场设备的信息上传到数据管理层,以及浏览器控制命令如何下网络与通信达到现场设备中,以太网总线使用设备描述语言编写具体设备描述文本,能够准确的描述设备信息和被控参数,从而巧妙的解决了这一关键技术问题.同时,控制命令可以通过特殊帧结构下达到现场设备,实现远程监控任务.
三、现场数据管理方法
随着现场总线和以太网技术的发展,越来越多的基于以太网的技术将会应用到现场总线控制系统中.作为一种新型的以太网技术,XMI语言推动了互联网技术的飞速发展.XMIL语言在描述结构化数据方面的强大功能使其在工业控制领域的应用成为可能,特别是在设备描述方面更能体现出其优越性,更好满足现场设备的互操作性.
1.现场设备层的设计
基于因特网的远程监控的现场设备的监控是通过现场的控制计算机来完成的.现场计算机主要功能是根据实时数据库中的远程控制命令对现场设备进行控制,以及将采集到的现场设备状态数据存入实时数据库中,以便Web怎么写作器可以发送给用户.对于不同的现场设备,我们开发不同的智能节点设计,节点采用积分分离PID算法,可以单独完成对设备参数进行控制,以及自动与数据管理层PC软网关实现通信和设备描述文件的上传,节点可对上位机或远程客户端的控制命令作响应,控制任务由节点完成.
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2.数据管理层的设计与实现
数据管理层实现基本数据处理活动,包括存储、修改、更新以及其他数据相关怎么写作.接受用户怎么写作层的请求,向用户怎么写作层返回结果,向数据采集层发送请求.数据管理层包括web怎么写作器和实时数据库两部分.为了实现数据管理层与现场设备层之间的信息传递.我们开发了一个基于以太网总线的PC网关通信程序,从而保障数据传输的实时性,而web怎么写作器系统采用tomcat构建WEB怎么写作器,用Jsp脚本语言进行动态网页的制作,通过网关通信程序与以太网总线进行通信,后台数据库采用开源的内存数据库来完成.
3.Web怎么写作器的设计
Web怎么写作器的功能是为监控层提供怎么写作,主要的设计任务就是动态的网页编制、实时数据库的访问.一方面,我们采用表单形式发送的控制命令存人实时数据库.等待设备监控系统读取,另一方面,我们根据客户的请求.从实时数据库读出设备状态数据发布给用户.我们采用Apache的tomcat怎么写作器,采用Jsp来完成网页的制作,克服了HTML编写网页的静态缺点.从而使网页上可以有许多动态的信息存在.PC网关与Web怎么写作器之间的通信主要通过后台数据库完成,当Web怎么写作器收到远方控制命令时,将修改后台数据库控制表单,这时软网关将从数据库中读取控制命令,并按以太网总线协议,将控制命令传送至被控设备,完成对现场设备的远程控制.这里现场设备将对控制命令进行应答,通知远程客户端控制任务完成,并刷新客户端浏览器.
4.控层的设计与实现
监控层应用ActiveX和HTML语言以及脚本语言的结合来实现.HTML语言主要用来组织用户界面、文本数据的显示、用户信息的表单提交.监控层主要有两个任务,即设备状态数据的表示和控制命令的发送监控层的第一任务就是设备状态数据的表示问题.系统中,我们将后台数据库中的现场设备相关信息,控制参数显示在浏览器上,供用户查看最新的设备运行状况,以便发出控制命令.至于监控层控制命令的发送.HTML语言提供了表单,以便通过浏览器向怎么写作器提交数据.我们也是采用表单向怎么写作器提交控制命令,Web怎么写作器接收后将其存人后台数据库,再由PC网关程序按以太网总线协议,下达命令到现场设备.