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基于HTML5的组态监控软件应用

  一项目背景

  目前国家大力推进新一代物联网、互联网+、云计算、大数据等新技术,移动端的快速兴起使得传统SCADA软件,暴露出很多无法兼容当前最新技术的弊端。国内绝大多数企业工业组态依然采用传统SCADA技术,而且处于旧系统集中改造过程中。

  基于HTML5的技术进行组态监控软件开发可以实现将传统组态监控软件全面升级,由传统的面向对象的VB、VC语言升级后以HTML5的互联网语言进行开发,可以适用于更广的移动互联网领域,完全解决了传统工业监控软件互联网使用效果不佳等问题。

  二成果内容

  1.基本原理

  基于HTML5的技术进行组态监控软件内置了基于工业技术总线技术的实时数据库,将PLC、SCADA软硬件、DCS等系统的通讯接口集成、通讯、处理,将工业数据转换成与HTML5监控软件通讯的内部协议数据,通过访问实时数据库数据将现场实际通讯点位以HTML5技术展现到前端系统。

  2.关键技术

  (1)HTML5语言

  HTML5是最新的HTML标准,专门为承载丰富的web内容而设计的,并且无需额外插件,拥有新的语义、图形以及多媒体元素,提供的新元素和新的 API 简化了 web 应用程序的搭建。HTML5是跨平台的,被设计为在不同类型的硬件(PC、平板、手机、电视机等)之上运行。

  (2)工业总线技术(Industrial bus technology)

  支持通过RS232\RS422\RS485、电台、电话轮巡拨号、以太网、移动GPRS、CDMA、GSM、Zigbee网络等方式与远程现场设备进行通讯,支持与国内外主流的PLC、SCADA软硬件、DCS、PAC、IPC等设备通信与联网。

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

  SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制。主要组成有:监控计算机、远程终端单元(RTU)、可编程逻辑控制器(PLC)、通信基础设施、人机界面(HMI)。

  3.工艺流程

  基于HTML5的组态监控软件系统以实时数据库种包含的IO SERVER,应用模块,服务模块部分组成,通过内部接口以便前端展示调用,并通过图形化的配置管理模块实现组态配置。系统架构图如下:

  (1)采集通信服务器IOServer

  IOServer是数据采集站的设备通讯管理服务程序,用于系统和DCS、PLC等数据源之间的数据交换,具有自动网络通信负荷平衡功能和断线数据缓存功能。IOServer以前端节点机方式运行,运行于WindowsXP/Windows 7/Windows 2003/Windows 2008等平台。IOServer可以和Server运行在同一服务器内,也可以运行在不同的前端机上,通过TCP/IP协议与Server通信。

  (2)应用模块

  汇总各个IOServer采集推送过来的数据,借助高效的压缩算法对历史数据进行归档进行长期、在线的永久性保存,并借助高效的统计算法,计算策略进行数据加工及存储,为上层的数据应用和展现提供优质的数据。并为第三方提供丰富的开发接口,如API、COM SDK、.Net SDK、WEB Service、OPC等。

  (3)展示模块

  使用基于HTML5的实时监控平台、动态报表系统、趋势分析曲线、图表分析工具、数据整合工具、WEB系统等应用程序,可搭建一个功能丰富,基于对象模型的生产调度系统。

  4.软件特点

  (1)设计了基于HTML5技术的组态监控软件分布式采集架构。

  (2)建立了以HTML5组态监控为核心的新SCADA发布,使传统SCADA发布更容易嵌入到互联网应用中。

  5.解决的问题

  基于HTML5的新一代组态监控软件与传统组态监控软件相比解决了以下问题:

  (1)传统SCADA软件web发布需要安装插件问题。Web发布更加简捷,无需用户专门安装插件,提高了应用体验。

  (2)传统SCADA软件网页浏览无法自适应问题。可以实现各种分辨率的完全自适应,不用担心因显示分辨率造成的画面无法全屏或者画面像素变形。

  (3)HMI在移动端无法友好兼容问题。基于新一代互联网HTML5语言的web网页可以在各手机端/PAD端/PC端直接引用。

  (4)传统HMI/SCADA跨平台兼容性不佳的问题。可以在各Windows操作系统版本中使用,还可以在Linux中使用,不用担心跨系统平台导致的无法兼容问题。

  三应用效果

  1.以一般技术工程师接入发布某一个子系统为例,常规操作需要数据接入10人/天,组态页面开发20人/天,WEB发布3人/天,移动开发20人/天进行综合对比。

  通过图表比较可知,基于HTML5的组态监控软件主要在组态开发和移动应用方面可以大大节约开发成本。

  2. 在功能展示方面,基于HTML5的组态监控软件也具有非常大的优势,具体如下表所示。

  从功能性可知,基于HTML5的新一代组态监控软件具有更加良好的互联网体验性,具有更加先进前沿的技术应用特点。

  3.产生更好的展示效应。由于HTML5作为新一代互联网语言,其组态监控软件更具备web展示效果,无论图形界面展示还是图库的丰富性,以及互联网控件的直接嵌入性等方面都具备更加先进的展示效果,可以带来更加美观的用户体验。

  4.节省移动端接入成本。基于HTML5的新一代组态监控软件直接使用java作为底层语言,web发布基于HTML5语言,发布后直接可以接入到移动端,无需再次开发,无疑大大节约移动端的开发成本。

  5.提高组态开发效率。由于采用组态方式开发,各种组件已形成组态式开发,可以直接采用拖拽、点击、导入等方式直接开发,web发布后可以直接使用到移动端,大大提供开发效率。

  四推广应用前景

  1.应用案例

  本技术在某化工有限公司综合调度项目中获得应用,通过集成2个化工厂和2个煤矿实现自动化组态监控web友好嵌入到综合调度平台中。

  本技术在河南某智慧管控平台(煤炭板块、化工板块)中获得应用,通过集成30个煤矿和23个化工厂实现自动化组态监控web友好嵌入到综合调度平台中。

  本技术已成功应用到某集团三期生产运营平台和资源发展生产运营平台中,取得了较好的效果。

  2.适用条件

  基于HTML5的组态监控软件特别适用于集团层级、公司层级的系统集成,在厂矿端也具有很广的适用范围。可以应用在基于各种自动化底层数据接口PLC,MODBUS,ODBC,OPC等的厂矿端综合自动化集成,适用于基于互联网、移动端、大数据等方面的组态集成,适合跨不同网络间数据、组态的交互。

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