基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件應(yīng)用

　　一項(xiàng)目背景

　　目前國(guó)家大力推進(jìn)新一代物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，移動(dòng)端的快速興起使得傳統(tǒng)SCADA軟件，暴露出很多無(wú)法兼容當(dāng)前最新技術(shù)的弊端。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)工業(yè)組態(tài)依然采用傳統(tǒng)SCADA技術(shù)，而且處于舊系統(tǒng)集中改造過(guò)程中。

　　基于HTML5的技術(shù)進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控軟件開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件全面升級(jí)，由傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮腣B、VC語(yǔ)言升級(jí)后以HTML5的互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，可以適用于更廣的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，完全解決了傳統(tǒng)工業(yè)監(jiān)控軟件互聯(lián)網(wǎng)使用效果不佳等問(wèn)題。

　　二成果內(nèi)容

　　1.基本原理

　　基于HTML5的技術(shù)進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控軟件內(nèi)置了基于工業(yè)技術(shù)總線技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，將PLC、SCADA軟硬件、DCS等系統(tǒng)的通訊接口集成、通訊、處理，將工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與HTML5監(jiān)控軟件通訊的內(nèi)部協(xié)議數(shù)據(jù)，通過(guò)訪問(wèn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際通訊點(diǎn)位以HTML5技術(shù)展現(xiàn)到前端系統(tǒng)。

　　2.關(guān)鍵技術(shù)

　　(1)HTML5語(yǔ)言

　　HTML5是最新的HTML標(biāo)準(zhǔn)，專門為承載豐富的web內(nèi)容而設(shè)計(jì)的，并且無(wú)需額外插件，擁有新的語(yǔ)義、圖形以及多媒體元素，提供的新元素和新的 API 簡(jiǎn)化了 web 應(yīng)用程序的搭建。HTML5是跨平臺(tái)的，被設(shè)計(jì)為在不同類型的硬件(PC、平板、手機(jī)、電視機(jī)等)之上運(yùn)行。

　　(2)工業(yè)總線技術(shù)(Industrial bus technology)

　　支持通過(guò)RS232\RS422\RS485、電臺(tái)、電話輪巡撥號(hào)、以太網(wǎng)、移動(dòng)GPRS、CDMA、GSM、Zigbee網(wǎng)絡(luò)等方式與遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊，支持與國(guó)內(nèi)外主流的PLC、SCADA軟硬件、DCS、PAC、IPC等設(shè)備通信與聯(lián)網(wǎng)。

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

　　SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過(guò)程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。主要組成有：監(jiān)控計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程終端單元(RTU)、可編程邏輯控制器(PLC)、通信基礎(chǔ)設(shè)施、人機(jī)界面(HMI)。

　　3.工藝流程

　　基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)種包含的IO SERVER，應(yīng)用模塊，服務(wù)模塊部分組成，通過(guò)內(nèi)部接口以便前端展示調(diào)用，并通過(guò)圖形化的配置管理模塊實(shí)現(xiàn)組態(tài)配置。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

　　(1)采集通信服務(wù)器IOServer

　　IOServer是數(shù)據(jù)采集站的設(shè)備通訊管理服務(wù)程序，用于系統(tǒng)和DCS、PLC等數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)交換，具有自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷平衡功能和斷線數(shù)據(jù)緩存功能。IOServer以前端節(jié)點(diǎn)機(jī)方式運(yùn)行，運(yùn)行于WindowsXP/Windows 7/Windows 2003/Windows 2008等平臺(tái)。IOServer可以和Server運(yùn)行在同一服務(wù)器內(nèi)，也可以運(yùn)行在不同的前端機(jī)上，通過(guò)TCP/IP協(xié)議與Server通信。

　　(2)應(yīng)用模塊

　　匯總各個(gè)IOServer采集推送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，借助高效的壓縮算法對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔進(jìn)行長(zhǎng)期、在線的永久性保存，并借助高效的統(tǒng)計(jì)算法，計(jì)算策略進(jìn)行數(shù)據(jù)加工及存儲(chǔ)，為上層的數(shù)據(jù)應(yīng)用和展現(xiàn)提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)。并為第三方提供豐富的開發(fā)接口，如API、COM SDK、.Net SDK、WEB Service、OPC等。

　　(3)展示模塊

　　使用基于HTML5的實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)、動(dòng)態(tài)報(bào)表系統(tǒng)、趨勢(shì)分析曲線、圖表分析工具、數(shù)據(jù)整合工具、WEB系統(tǒng)等應(yīng)用程序，可搭建一個(gè)功能豐富，基于對(duì)象模型的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。

　　4.軟件特點(diǎn)

　　(1)設(shè)計(jì)了基于HTML5技術(shù)的組態(tài)監(jiān)控軟件分布式采集架構(gòu)。

　　(2)建立了以HTML5組態(tài)監(jiān)控為核心的新SCADA發(fā)布，使傳統(tǒng)SCADA發(fā)布更容易嵌入到互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中。

　　5.解決的問(wèn)題

　　基于HTML5的新一代組態(tài)監(jiān)控軟件與傳統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件相比解決了以下問(wèn)題：

　　(1)傳統(tǒng)SCADA軟件web發(fā)布需要安裝插件問(wèn)題。Web發(fā)布更加簡(jiǎn)捷，無(wú)需用戶專門安裝插件，提高了應(yīng)用體驗(yàn)。

　　(2)傳統(tǒng)SCADA軟件網(wǎng)頁(yè)瀏覽無(wú)法自適應(yīng)問(wèn)題。可以實(shí)現(xiàn)各種分辨率的完全自適應(yīng)，不用擔(dān)心因顯示分辨率造成的畫面無(wú)法全屏或者畫面像素變形。

　　(3)HMI在移動(dòng)端無(wú)法友好兼容問(wèn)題?；谛乱淮ヂ?lián)網(wǎng)HTML5語(yǔ)言的web網(wǎng)頁(yè)可以在各手機(jī)端/PAD端/PC端直接引用。

　　(4)傳統(tǒng)HMI/SCADA跨平臺(tái)兼容性不佳的問(wèn)題。可以在各Windows操作系統(tǒng)版本中使用，還可以在Linux中使用，不用擔(dān)心跨系統(tǒng)平臺(tái)導(dǎo)致的無(wú)法兼容問(wèn)題。

　　三應(yīng)用效果

　　1.以一般技術(shù)工程師接入發(fā)布某一個(gè)子系統(tǒng)為例，常規(guī)操作需要數(shù)據(jù)接入10人/天，組態(tài)頁(yè)面開發(fā)20人/天，WEB發(fā)布3人/天，移動(dòng)開發(fā)20人/天進(jìn)行綜合對(duì)比。

　　通過(guò)圖表比較可知，基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件主要在組態(tài)開發(fā)和移動(dòng)應(yīng)用方面可以大大節(jié)約開發(fā)成本。

　　2. 在功能展示方面，基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件也具有非常大的優(yōu)勢(shì)，具體如下表所示。

　　從功能性可知，基于HTML5的新一代組態(tài)監(jiān)控軟件具有更加良好的互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)性，具有更加先進(jìn)前沿的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)。

　　3.產(chǎn)生更好的展示效應(yīng)。由于HTML5作為新一代互聯(lián)網(wǎng)語(yǔ)言，其組態(tài)監(jiān)控軟件更具備web展示效果，無(wú)論圖形界面展示還是圖庫(kù)的豐富性，以及互聯(lián)網(wǎng)控件的直接嵌入性等方面都具備更加先進(jìn)的展示效果，可以帶來(lái)更加美觀的用戶體驗(yàn)。

　　4.節(jié)省移動(dòng)端接入成本。基于HTML5的新一代組態(tài)監(jiān)控軟件直接使用java作為底層語(yǔ)言，web發(fā)布基于HTML5語(yǔ)言，發(fā)布后直接可以接入到移動(dòng)端，無(wú)需再次開發(fā)，無(wú)疑大大節(jié)約移動(dòng)端的開發(fā)成本。

　　5.提高組態(tài)開發(fā)效率。由于采用組態(tài)方式開發(fā)，各種組件已形成組態(tài)式開發(fā)，可以直接采用拖拽、點(diǎn)擊、導(dǎo)入等方式直接開發(fā)，web發(fā)布后可以直接使用到移動(dòng)端，大大提供開發(fā)效率。

　　四推廣應(yīng)用前景

　　1.應(yīng)用案例

　　本技術(shù)在某化工有限公司綜合調(diào)度項(xiàng)目中獲得應(yīng)用，通過(guò)集成2個(gè)化工廠和2個(gè)煤礦實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化組態(tài)監(jiān)控web友好嵌入到綜合調(diào)度平臺(tái)中。

　　本技術(shù)在河南某智慧管控平臺(tái)(煤炭板塊、化工板塊)中獲得應(yīng)用，通過(guò)集成30個(gè)煤礦和23個(gè)化工廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化組態(tài)監(jiān)控web友好嵌入到綜合調(diào)度平臺(tái)中。

　　本技術(shù)已成功應(yīng)用到某集團(tuán)三期生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)和資源發(fā)展生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)中，取得了較好的效果。

　　2.適用條件

　　基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件特別適用于集團(tuán)層級(jí)、公司層級(jí)的系統(tǒng)集成，在廠礦端也具有很廣的適用范圍?？梢詰?yīng)用在基于各種自動(dòng)化底層數(shù)據(jù)接口PLC,MODBUS,ODBC,OPC等的廠礦端綜合自動(dòng)化集成，適用于基于互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)端、大數(shù)據(jù)等方面的組態(tài)集成，適合跨不同網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)、組態(tài)的交互。