實現(xiàn)互聯(lián)網實時監(jiān)控生產數(shù)據的一種思路

吳岫巖

摘要：本文介紹通過OPC協(xié)議，C#語言客戶端，SQL數(shù)據庫，ASP.NET語言網頁來實現(xiàn)互聯(lián)網實時監(jiān)控生產數(shù)據的一種思路。

[關鍵詞]OPC協(xié)議C#SQL數(shù)據庫ASP.NET

“互聯(lián)網+”進入工業(yè)生產領域，正在加快驅動產業(yè)轉型升級、資源配置、生產管理模式的革新。在互聯(lián)網上隨時隨地的對生產情況進行監(jiān)視，甚至是在互聯(lián)網上對生產設備進行控制調節(jié)正伴隨著智能設備和5G網絡的快速發(fā)展進入生產企業(yè)。

通過OPC通訊協(xié)議，將生產現(xiàn)場PLC、DCS等控制系統(tǒng)或上位機軟件作為服務端，數(shù)據服務器作為客戶端。采集到的數(shù)據經數(shù)據服務器發(fā)布至互聯(lián)網。下面對此過程進行具體介紹。

1OPC數(shù)據采集

1.1選擇OPC的原因

盡管自動控制系統(tǒng)的技術水平已經很高，但其中存在著一個最主要的弊病是各大公司為了保護自身的利益，推出的各種型號系統(tǒng)幾乎都是自己的專利設備和專利網絡，這就為數(shù)據共享及數(shù)據上傳至數(shù)據服務器帶來了困難。采用OPC通訊協(xié)議能夠降低數(shù)據使用的成本。

1.2OPC服務器設置

將自動控制系統(tǒng)的上位機軟件通過開啟OPC服務，并對上位機操作系統(tǒng)進行系統(tǒng)登錄賬戶和密碼配置、DCOM安全配置、Windows防火墻配置等，便可以將上位機作為OPC的服務器使用。

1.3數(shù)據服務器的設置

考慮到系統(tǒng)的通用性、集成性和將來可擴展、可維護性，系統(tǒng)主要采用微軟公司Windows系列產品進行開發(fā)。操作系統(tǒng)：MicrosoftWindowsServer2008以上;開發(fā)平臺：Microsoft.Netframework4.0;開發(fā)工具：MicrosoftVisualStudio2015;數(shù)據庫：MicrosoftSQLServer2008;Web服務：MicrosofIIS6.0及以上;

1.4數(shù)據庫的設計

MicrosoftSQLServer2008數(shù)據庫主要建立三個表：實時數(shù)據表;歷史數(shù)據表;采集點描述表。也可以根據實際使用情況建表，本文不再贅述。

1.5OPC客戶端設計

OPC客戶端采用C#語言進行編寫。OPC的讀寫方式采用異步方式。OPC訪問接口方式使用自動化接口，并定義了6類對象：OPCServer對象、OPCBrowser對象、OPCGroups對象、OPCGroup對象、OPCItems對象、OPCItem對象。將需要采集的OPCItem數(shù)據顯示到OPC客戶端上。

客戶端主要實現(xiàn)的功能：采集所需的OPC服務器數(shù)據;將第一次采集到的數(shù)據插入數(shù)據庫實時數(shù)據表;將有數(shù)值變化的數(shù)據更新到實時數(shù)據表;間隔固定時間將采集到的數(shù)據插入歷史數(shù)據表;刪除歷史數(shù)據可前一月的數(shù)據等。

2WEB數(shù)據發(fā)布

通過數(shù)據服務器安裝IIS，兼作WEB服務器，WEB數(shù)據發(fā)布采用B/S（瀏覽器/服務器）結構，平臺業(yè)務邏輯及數(shù)據訪問層采用ASP.NET語言開發(fā)，而頁面展示層采用html語言。通過AJAX技術實現(xiàn)數(shù)據的實時更新和對歷史數(shù)據的訪問。

2.1業(yè)務邏輯及數(shù)據訪問設計

業(yè)務邏輯及數(shù)據訪問使用ASP.NET語言開發(fā)，通過ADO.NET訪問MicrosoftSQLServer數(shù)據庫。添加命名空間System.Data.SqlClient，使用Connection對象連接數(shù)據源，使用Command對象、DataReader對象操作數(shù)據庫。SQL語句跨表訪問數(shù)據庫的實時數(shù)據表、歷史數(shù)據表和采集點描述表，實現(xiàn)讀取數(shù)據及其描述。

2.2前端頁面展示設計

前端頁面展示使用HTML語言開發(fā)，通過AJAX技術異步訪問后臺，獲取所需數(shù)據的名稱、ID值和數(shù)值等。并通過定時執(zhí)行更新函數(shù)，獲取數(shù)據的最新值。

對于歷史數(shù)據的訪問則通過引入Chart.js開源圖表工具實現(xiàn)。AJAX異步訪問后臺，SQL語句使用ROW_NUMBER（函數(shù)獲取固定行數(shù)歷史數(shù)據，實現(xiàn)對歷史數(shù)據的分頁瀏覽。

3互聯(lián)網訪問生產數(shù)據的意義

（1）通過移動互聯(lián)網可以隨時隨地查看生產實時數(shù)據，不再受制于時間和空間的限制。與以往只能在生產集中控制室里查看生產數(shù)據相比，提供了巨大的便利性。

（2）采用網絡瀏覽器的方式查看生產實時數(shù)據，不再受瀏覽人數(shù)的限制，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在使用使用個數(shù)上有諸多限制。

（3）通過OPC技術能夠匯集不同廠家設備的生產數(shù)據，打破通訊壁壘，實時掌握生產情況，能夠對生產情況有最全面的了解。

（4）可以遠程組成專家團隊，形成專家系統(tǒng)。經專家系統(tǒng)會診后將會診結論進行反饋，實現(xiàn)對生產設備裝置進行調節(jié)。傳統(tǒng)只能靠運行人員對設備進行運行管理，運行人員的水平決定了整個系統(tǒng)的優(yōu)化程度。有經驗的運行人員可以使生產最優(yōu)，而缺乏經驗的運行人員只是保證了生產的安全性。經過遠程專家系統(tǒng)的分析與優(yōu)化運行，能夠找到最優(yōu)的控制方法，提高生產的安全性和生產效率。

（5）可通過互聯(lián)網直接對自動化控制系統(tǒng)進行調節(jié)控制：通過設置合理的安全策略，使具有足夠權限的人員能夠遠程控制自動化設備，擺脫場地的束縛。

參考文獻

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