1 概述

1.1 項(xiàng)目背景

在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)過程的監(jiān)控是十分重要的環(huán)節(jié)：現(xiàn)場(chǎng)工程師需要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控工業(yè)流程各重要參數(shù)，瀏覽歷史記錄及各參數(shù)趨勢(shì)，及時(shí)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理；控制工程師需要對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化，監(jiān)控控制系統(tǒng)各個(gè)重要參數(shù)，評(píng)估控制系統(tǒng)性能，記錄歷史信息作為控制算法優(yōu)化的依據(jù)；產(chǎn)品經(jīng)理需要制定生產(chǎn)策略，實(shí)時(shí)方便的獲得產(chǎn)品生產(chǎn)的進(jìn)度、狀態(tài)等。如何適應(yīng)多樣化監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景，通過智能手機(jī)移動(dòng)端來監(jiān)控的方案應(yīng)運(yùn)而生。

1.2 方案簡(jiǎn)介

智能手機(jī)具有攜帶方便、人性化、易擴(kuò)展、操作系統(tǒng)開放等優(yōu)點(diǎn)，可以基于Android平臺(tái)開發(fā)控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的采集、數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)以及手機(jī)UI人機(jī)界面開發(fā)。本方案針對(duì)現(xiàn)有Siemens PLC+ WinCC的自動(dòng)化系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展移動(dòng)端監(jiān)控功能，整個(gè)系統(tǒng)硬件由Siemens PLC、Wincc（帶SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)）終端、數(shù)據(jù)上傳終端（數(shù)據(jù)處理服務(wù)器）、Web服務(wù)器（云端Web服務(wù)器或通過路由器設(shè)置端口轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行映射的內(nèi)網(wǎng)Web服務(wù)器）、以及移動(dòng)端Android手機(jī)組成。

1.3 系統(tǒng)框架：

圖1 云服務(wù)器方案拓?fù)鋱D

或采用通過花生殼動(dòng)態(tài)域名解析+路由器設(shè)置端口轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則進(jìn)行映射的內(nèi)網(wǎng)Web服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理軟件和WebService集中在一臺(tái)終端上部署：

圖2簡(jiǎn)化（內(nèi)網(wǎng)Web服務(wù)器）方案拓?fù)鋱D

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 需求分析

a. 用戶對(duì)象：擁有Android移動(dòng)終端的監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)流程的現(xiàn)場(chǎng)工程師、控制工程師、產(chǎn)品經(jīng)理等管理人員；

b. 用戶期望：

1. 對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控：實(shí)時(shí)監(jiān)控工業(yè)流程各重要參數(shù)，瀏覽歷史記錄及各參數(shù)趨勢(shì)，及時(shí)對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行處理；

2. 對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化：監(jiān)控控制系統(tǒng)各個(gè)重要參數(shù)，評(píng)估控制系統(tǒng)性能，記錄歷史信息作為控制算法優(yōu)化的依據(jù)；

3. 實(shí)時(shí)方便的獲得產(chǎn)品生產(chǎn)的進(jìn)度、狀態(tài)，制定生產(chǎn)策略。

2.2 軟件功能

a. 選擇各監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控界面的切換；

b. 以曲線圖或柱形圖的形式實(shí)時(shí)監(jiān)控各節(jié)點(diǎn)的流程信息，查看設(shè)備信息；

c. 查看歷史及統(tǒng)計(jì)信息，統(tǒng)計(jì)信息可以以餅狀圖、柱狀圖、趨勢(shì)圖的形式查看，并進(jìn)行多數(shù)據(jù)對(duì)比分析。

2.3 總體設(shè)計(jì)概述

a. 基于Android移動(dòng)終端的控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件是典型的B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用；多個(gè)Android移動(dòng)客戶端可同時(shí)通過Internet向Web服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求并獲取實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。Android移動(dòng)客戶端開發(fā)APP系統(tǒng)，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(wù)器構(gòu)建WebService，接收和響應(yīng)外部系統(tǒng)（Android移動(dòng)客戶端和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器）的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

c. 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器上部署數(shù)據(jù)采集程序，常駐進(jìn)程，完成主要的邏輯處理，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)接口和網(wǎng)絡(luò)通信接口，實(shí)時(shí)與Wincc端（SQL Server）通訊，將Wincc有效數(shù)據(jù)采集并上傳給Web服務(wù)器。

2.5 Android APP功能簡(jiǎn)述

a. 功能模塊圖:

b. UI示例：

2.6 系統(tǒng)特點(diǎn)

a. 整個(gè)系統(tǒng)通過Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，將Intern et和Wincc和PLC隔離，保證原有Siemens PLC+ WinCC自動(dòng)化系統(tǒng)的安全。

b. 對(duì)比 Siemens PLC+ DTU + 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方案，此系統(tǒng) 方案穩(wěn)定可靠，可擴(kuò)展性強(qiáng)。