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      基于HTML5的組態監控軟件應用

        一項目背景

        目前國家大力推進新一代物聯網、互聯網+、云計算、大數據等新技術,移動端的快速興起使得傳統SCADA軟件,暴露出很多無法兼容當前最新技術的弊端。國內絕大多數企業工業組態依然采用傳統SCADA技術,而且處于舊系統集中改造過程中。

        基于HTML5的技術進行組態監控軟件開發可以實現將傳統組態監控軟件全面升級,由傳統的面向對象的VB、VC語言升級后以HTML5的互聯網語言進行開發,可以適用于更廣的移動互聯網領域,完全解決了傳統工業監控軟件互聯網使用效果不佳等問題。

        二成果內容

        1.基本原理

        基于HTML5的技術進行組態監控軟件內置了基于工業技術總線技術的實時數據庫,將PLC、SCADA軟硬件、DCS等系統的通訊接口集成、通訊、處理,將工業數據轉換成與HTML5監控軟件通訊的內部協議數據,通過訪問實時數據庫數據將現場實際通訊點位以HTML5技術展現到前端系統。

        2.關鍵技術

        (1)HTML5語言

        HTML5是最新的HTML標準,專門為承載豐富的web內容而設計的,并且無需額外插件,擁有新的語義、圖形以及多媒體元素,提供的新元素和新的 API 簡化了 web 應用程序的搭建。HTML5是跨平臺的,被設計為在不同類型的硬件(PC、平板、手機、電視機等)之上運行。

        (2)工業總線技術(Industrial bus technology)

        支持通過RS232\RS422\RS485、電臺、電話輪巡撥號、以太網、移動GPRS、CDMA、GSM、Zigbee網絡等方式與遠程現場設備進行通訊,支持與國內外主流的PLC、SCADA軟硬件、DCS、PAC、IPC等設備通信與聯網。

        (3)SCADA系統(Supervisory Control And Data Acquisition)

        SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制。主要組成有:監控計算機、遠程終端單元(RTU)、可編程邏輯控制器(PLC)、通信基礎設施、人機界面(HMI)。

        3.工藝流程

        基于HTML5的組態監控軟件系統以實時數據庫種包含的IO SERVER,應用模塊,服務模塊部分組成,通過內部接口以便前端展示調用,并通過圖形化的配置管理模塊實現組態配置。系統架構圖如下:

        (1)采集通信服務器IOServer

        IOServer是數據采集站的設備通訊管理服務程序,用于系統和DCS、PLC等數據源之間的數據交換,具有自動網絡通信負荷平衡功能和斷線數據緩存功能。IOServer以前端節點機方式運行,運行于WindowsXP/Windows 7/Windows 2003/Windows 2008等平臺。IOServer可以和Server運行在同一服務器內,也可以運行在不同的前端機上,通過TCP/IP協議與Server通信。

        (2)應用模塊

        匯總各個IOServer采集推送過來的數據,借助高效的壓縮算法對歷史數據進行歸檔進行長期、在線的永久性保存,并借助高效的統計算法,計算策略進行數據加工及存儲,為上層的數據應用和展現提供優質的數據。并為第三方提供豐富的開發接口,如API、COM SDK、.Net SDK、WEB Service、OPC等。

        (3)展示模塊

        使用基于HTML5的實時監控平臺、動態報表系統、趨勢分析曲線、圖表分析工具、數據整合工具、WEB系統等應用程序,可搭建一個功能豐富,基于對象模型的生產調度系統。

        4.軟件特點

        (1)設計了基于HTML5技術的組態監控軟件分布式采集架構。

        (2)建立了以HTML5組態監控為核心的新SCADA發布,使傳統SCADA發布更容易嵌入到互聯網應用中。

        5.解決的問題

        基于HTML5的新一代組態監控軟件與傳統組態監控軟件相比解決了以下問題:

        (1)傳統SCADA軟件web發布需要安裝插件問題。Web發布更加簡捷,無需用戶專門安裝插件,提高了應用體驗。

        (2)傳統SCADA軟件網頁瀏覽無法自適應問題??梢詫崿F各種分辨率的完全自適應,不用擔心因顯示分辨率造成的畫面無法全屏或者畫面像素變形。

        (3)HMI在移動端無法友好兼容問題?;谛乱淮ヂ摼WHTML5語言的web網頁可以在各手機端/PAD端/PC端直接引用。

        (4)傳統HMI/SCADA跨平臺兼容性不佳的問題??梢栽诟鱓indows操作系統版本中使用,還可以在Linux中使用,不用擔心跨系統平臺導致的無法兼容問題。

        三應用效果

        1.以一般技術工程師接入發布某一個子系統為例,常規操作需要數據接入10人/天,組態頁面開發20人/天,WEB發布3人/天,移動開發20人/天進行綜合對比。

        通過圖表比較可知,基于HTML5的組態監控軟件主要在組態開發和移動應用方面可以大大節約開發成本。

        2. 在功能展示方面,基于HTML5的組態監控軟件也具有非常大的優勢,具體如下表所示。

        從功能性可知,基于HTML5的新一代組態監控軟件具有更加良好的互聯網體驗性,具有更加先進前沿的技術應用特點。

        3.產生更好的展示效應。由于HTML5作為新一代互聯網語言,其組態監控軟件更具備web展示效果,無論圖形界面展示還是圖庫的豐富性,以及互聯網控件的直接嵌入性等方面都具備更加先進的展示效果,可以帶來更加美觀的用戶體驗。

        4.節省移動端接入成本?;贖TML5的新一代組態監控軟件直接使用java作為底層語言,web發布基于HTML5語言,發布后直接可以接入到移動端,無需再次開發,無疑大大節約移動端的開發成本。

        5.提高組態開發效率。由于采用組態方式開發,各種組件已形成組態式開發,可以直接采用拖拽、點擊、導入等方式直接開發,web發布后可以直接使用到移動端,大大提供開發效率。

        四推廣應用前景

        1.應用案例

        本技術在某化工有限公司綜合調度項目中獲得應用,通過集成2個化工廠和2個煤礦實現自動化組態監控web友好嵌入到綜合調度平臺中。

        本技術在河南某智慧管控平臺(煤炭板塊、化工板塊)中獲得應用,通過集成30個煤礦和23個化工廠實現自動化組態監控web友好嵌入到綜合調度平臺中。

        本技術已成功應用到某集團三期生產運營平臺和資源發展生產運營平臺中,取得了較好的效果。

        2.適用條件

        基于HTML5的組態監控軟件特別適用于集團層級、公司層級的系統集成,在廠礦端也具有很廣的適用范圍??梢詰迷诨诟鞣N自動化底層數據接口PLC,MODBUS,ODBC,OPC等的廠礦端綜合自動化集成,適用于基于互聯網、移動端、大數據等方面的組態集成,適合跨不同網絡間數據、組態的交互。

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