近年來,隨著網絡技術的普及和集散控制(DCS)工業技術的進步,監控系統從過去的集中監控體系結構向多層分布式監控系統發展。多層分布式控制系統是在集散式控制系統和網絡技術的基礎上發展起來的,在技術上,即可從本地局域網上訪問所需要的數據,也可以通過遠程網絡或Internet訪問所需要的數據。由于工業控制網絡化的普及,組態軟件已經形成了比較完善的控制體系,為滿足工業控制對通用監視及控制軟件的需求,逐步形成了比較完善的工業控制組態軟件。該系統選用網際組態軟件WebAccess,利用WebAccess與西門子S7-200系列PLC及各類數據采集模塊之間進行通信,實現了對空調檢測系統的遠程監控和實時分析,通過網絡系統對遠端的檢測設備進行數據采集、遠程監視、遠程控制和遠程維護。
1 系統簡介
家電檢測系統設計的的目的是在家電產品出廠前進行性能參數的自動檢測,通過自動檢測設備篩除不合格品。研究遠程監控系統的目的是通過網絡隨時隨地真實準確的掌握檢測設備的運行狀況,更為便捷地實現技術人員對系統及設備的監控、故障維護、系統更新。同時方便不同的客戶端監控生產現場的運行情況及設備性能及應用效果,同時可遠程進行現場數據查詢。
2遠程監控系統總體設計
基于Web的遠程監控系統一般分為三個層次:現場設備層、現場監控層(SCADA)及遠程監控層。
(1)現場設備層
現場設備層位于監控系統的下層,是整個監控系統性能保障的基礎。現場系統可采用傳統的RS232、RS485/422總線,也可是Lonworks、Profibus、CAN等現場總線。各種現場信號通過現場總線接口卡或RS232或RS485總線接入現場工作站。依照現場總線的協議標準,底層設備采用功能塊的結構,可以完成溫度壓力數據采集、A/D轉換、數字濾波以及lO控制等各種功能。
(2)現場監控層(SCADA層)
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)層提供了對現場數據的分析處理功能。SCADA層采用工控機對家電自動檢測生產線進行監控,通過計算機的串口或現場總線接口卡與現場設備通信。工控機上運行的監控軟件可完成現場實時動態畫面顯示,同時實現運行參數的監測、現場設備控制、現場設備參數給定、數據處理存儲、報表打印、報警和趨勢分析等功能。SCADA監控層是整個基于網絡的設備遠程監控系統的核心,體現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的靈活性、有效性和可靠性問題。
(3)遠程監控層
遠程監控層位于整個系統的上層部分,是整個系統面向世界的窗口。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限后,可以在線修改各種設備參數和運行參數,從而在廣域網范圍內實現底層測控信息的實時傳遞。遠程監控層可租用企業專線或者利用公眾數據網與現場監控系統進行通訊,將工業現場監測信息進行處理和存貯,為遠程控制提供依據。目前,遠程監控實現的途徑就是通過Internet,由于涉及實際的生產過程,必須采用防火墻、用戶身份認證以及密鑰管理等保證網絡安全。
3采用WebAccess組態遠程監控的系統構架
監控系統的網絡結構主要構成包括3個部分:監控節點網絡層,工程節點網絡層和客戶端,最終實現家電檢測系統的遠程監控,滿足遠程數據查詢、故障報警、硬件調試等功能。如圖1所示為本系統監控節點結構圖。
(1)監控節點網絡
監控節點主要是通過與現場設備的各個組成模塊進行通信,包括與西門子PLC、溫度、壓力、電參數等模塊之間建立通訊,完成數據的采集功能,并將傳感器所采集的信號均送至現場(2)工程節點網絡
由工程節點,以太網和Internet網絡組成。主要負責工程節點與監控節點、客戶端的通信,監控和巡視底層各系統狀況和參數,實現了對系統狀態的實時監控。采用這種網絡有效地實現了計算機與控制器之間的大量信息的高速交換。
(3)客戶端
由以太網和Internet網絡組成,主要負責工程節點與客戶端的通信。各客戶端用戶通過上層網絡,訪問工程節點,可瀏覽和巡視底層各系統狀況和參數,為上層決策提供有效的實時數據和信息4系統監控界面設計
WebAccess的繪圖工具采用向導和矢量繪圖模式,它提供了豐富的圖庫和功能強大的工具箱,可以很方便地模擬工作現場,實現動畫界面。本系統數據采集界面設計如圖3所示。通過系統界面可實現遠程調試設備、參數設置、實時監測系統運行狀況、數據查詢、實時趨勢及查看報警摘要,便于技術人員遠程查看系統運行并進行系統維護,實現了相關技術人員不用到設備運行現場便可提供技術支持。
WebAccess軟件提供了趨勢曲線功能,通過采集現場設備的運行數據自動生成趨勢圖,通過趨勢記錄分析可以了解設備的運行狀態和提供故障分析依據。實時趨勢有固定的采樣時間,通常采樣點和采樣速率在數據庫創建時設定。在實時趨勢群組建立后,能夠隨時添加或更改某些點。
5結束語
家電自動檢測設備遠程監控系統使得家電企業的相關人員可以在任何地點與任何時間點都能通過網絡了解到工廠的實際生產情況,并實時對生產進行合理調度與決策判斷,不僅能提高企業的生產效率,還能實現企業資源最大化的利用。家電自動檢測設備遠程監控系統的應用將帶動企業家電檢測系統的又一次改革。
本系統采用研華WebAccess網際組態軟件,完成了人機交互界面的設計,實現了對現場設備的遠程監控,結合現場控制器實現了家電檢測系統需要的各項功能,并設計了實用的輔助功能界面,如數據記錄和趨勢、故障報警管理功能等。
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