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悅揚Wincc系統實時數據移動監控方案

1 概述

1.1 項目背景

在工業生產中,生產過程的監控是十分重要的環節:現場工程師需要對控制系統進行監控,實時監控工業流程各重要參數,瀏覽歷史記錄及各參數趨勢,及時對報警信息進行處理;控制工程師需要對生產過程進行優化,監控控制系統各個重要參數,評估控制系統性能,記錄歷史信息作為控制算法優化的依據;產品經理需要制定生產策略,實時方便的獲得產品生產的進度、狀態等。如何適應多樣化監控應用場景,通過智能手機移動端來監控的方案應運而生。


1.2 方案簡介

智能手機具有攜帶方便、人性化、易擴展、操作系統開放等優點,可以基于Android平臺開發控制系統監控軟件,實現參數的采集、數據庫開發以及手機UI人機界面開發。本方案針對現有Siemens PLC+ WinCC的自動化系統,在此基礎上擴展移動端監控功能,整個系統硬件由Siemens PLC、Wincc(帶SQL Server數據庫)終端、數據上傳終端(數據處理服務器)、Web服務器(云端Web服務器或通過路由器設置端口轉發規則進行映射的內網Web服務器)、以及移動端Android手機組成。


1.3 系統框架:


20180328063033_42774.

圖1 云服務器方案拓撲圖

或采用通過花生殼動態域名解析+路由器設置端口轉發規則進行映射的內網Web服務器,數據處理軟件和WebService集中在一臺終端上部署:

20180328063044_34503.

圖2簡化(內網Web服務器)方案拓撲圖

2 軟件設計

2.1 需求分析

a. 用戶對象:擁有Android移動終端的監控工業生產流程的現場工程師、控制工程師、產品經理等管理人員;

b. 用戶期望:

1. 對控制系統進行監控:實時監控工業流程各重要參數,瀏覽歷史記錄及各參數趨勢,及時對報警信息進行處理;

2. 對生產過程進行優化:監控控制系統各個重要參數,評估控制系統性能,記錄歷史信息作為控制算法優化的依據;

3. 實時方便的獲得產品生產的進度、狀態,制定生產策略。


2.2 軟件功能

a. 選擇各監控節點,監控界面的切換;

b. 以曲線圖或柱形圖的形式實時監控各節點的流程信息,查看設備信息;

c. 查看歷史及統計信息,統計信息可以以餅狀圖、柱狀圖、趨勢圖的形式查看,并進行多數據對比分析。


2.3 總體設計概述

a. 基于Android移動終端的控制系統監控軟件是典型的B/S結構的應用;多個Android移動客戶端可同時通過Internet向Web服務器發起請求并獲取實時的數據。Android移動客戶端開發APP系統,按客戶需求組織定義各功能界面,提供友好的交互UI界面。

b. Web服務器構建WebService,接收和響應外部系統(Android移動客戶端和數據處理服務器)的數據請求。

c. 數據處理服務器上部署數據采集程序,常駐進程,完成主要的邏輯處理,通過調用數據庫接口和網絡通信接口,實時與Wincc端(SQL Server)通訊,將Wincc有效數據采集并上傳給Web服務器。


2.5 Android APP功能簡述

a. 功能模塊圖:

20180328063110_69136.

b. UI示例:

20180328063120_39178.


2.6 系統特點

a. 整個系統通過Web服務器和數據處理服務器,將Intern et和Wincc和PLC隔離,保證原有Siemens PLC+ WinCC自動化系統的安全。

b. 對比 Siemens PLC+ DTU + 移動網絡方案,此系統 方案穩定可靠,可擴展性強。