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(3)使用范围:0-100℃; (4)工作电压:12V;
(5)温度补偿:真实RH=(传感器RH)/(1.0546-0.00216T),T为℃; (6)输出电压:0-5.0V。
2.压力:系统中对压力的检测范围为(0-5MPa)
压力传感器也选用超宇公司的CY3018型压力变送器,这种压力传感器有过压能力强,结构简单,耐油耐酸碱盐等特点。主要技术指标如下:
(1)量程:表压0-10MPa(考虑了一定裕量);
(2)精度:0.1、0.25、0.5级(包括线性、重复性和迟滞); (3)过电压极限:量程的两倍; (4)输出信号:4-20mA,1-5V; (5)工作环境温度:-40-80℃; (6)供电电源:DC13-40V。
3.液位:系统中对液位的检测范围为(0-1m)
液位传感器选用宁波中方荣自动化仪表科技有限公司生产的ZL3900系列静压式液位传感器,这种液位传感器具有高精度、高稳定性、高可靠性。主要技术指标如下:
(1)量程范围:0-1.5m;
(2)过载压力:最大量程的两倍; (3)输出信号:DC4-20mA或DC0-5V; (4)精度:±0.25%; (5)工作电压:DC12-36V; (6)环境温度:-25-85℃
3.3 上位机与下位机之间的通讯
上位机选用工控机(PC机)作为本地的控制监控中心,在上位机中装有北京杰控科技公司的Fameview组态软件,下位机则选用台湾研华科技的多功能数据采集卡PCL-812PG,Fameview组态软件中安装研华板卡的驱动程序,PCL-812PG接口卡则安装在计算机箱内的ISA扩展槽上,工控上位机与板卡之间通过ISA 总线(Industry Standard Architecture:工业标准体系结构)进行通信完成数据的交换。
ISA总线是IBM公司为PC/AT电脑而制定的总线标准,为16位体系结构,只能支持16位的I/O设备,数据传输率大约是16MB/S,也称为AT标准。开始时PC机面向个人及办公室,定义了8位的ISA总线结构,对外公开,成为标准(ISA标准)。第三方开发出许多ISA扩充板卡,推动了PC机的发展。1984年推
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出IBM-PC/AT系统,ISA从8位扩充到16位,地址线从20条扩充到24条。1988年,康柏、HP、NEC等9个厂商协同把ISA扩展到32位,即EISA总线(Extended ISA)。
数据采集卡,即实现数据采集功能的计算机扩展卡,可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线(1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash等总线接入工控机。数据采集的过程是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析和处理。
各路传感器所检测到储液罐的温度、液位和压力值通过模拟量输入通道接线端子板PCLD-880输入到PCL-812PG多功能数据采集卡,它们之间用电缆直接进行通信。
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第4章 基于web的远程监控系统结构设计
基于web的远程监控系统主要建立在企业信息网络和企业控制网络集成的基础上,采用本地实时监控技术、组态软件的web发布功能,实现对工业现场信息基于B/S模式的远程监控。远程用户可以通过web浏览器从web服务器和现场代理服务器得到工业现场的历史数据和实时数据,了解现场的实际情况,并做出相应的决策;同时也可以通过监控页面修改现场设备参数,达到控制设备运行的目的。本系统采用B/S模式作为远程实时监控系统的结构。基于B/S结构的远程监控系统是以web为通讯平台的监控系统,采用浏览器作为统一的客户端,方便使用且可跨平台操作。
4.1 基于web监控系统的整体结构设计
4.1.1 设计目标
远程监控系统构建的目标是:不仅在本地完成监视现场运行数据,对现场仪表进行标定,对操作参数进行修改,实现各种先进控制,可以方便地完成对控制系统的组态、下装、监视、设置参数等功能,而且通过公共数据网络和Internet在远程和异地也能对控制系统操作和运行数据传输,实现资源共享。
本文设计的基于Web的远程监控系统为了实现监视和控制的功能,它的设计目标如下:
1.系统应具有很强的实用性,满足采集、控制、显示、查询等功能要求。 2.软件应具有开放性、可扩展性和可维护性,从而为系统今后的升级、扩展提供开放的平台。
3.软件应采用结构化、模块化设计,并尽可能做到单一模块功能化,即一个模块的修改不会影响到其它模块的变动,维护方便,各模块相对独立又有机统一。
4.实现网络远程控制,在网络通信能够保证的前提下实现在任何地方登陆网站即可发布控制命令,远程控制设备。
5.具有高可靠性、安全性,确保系统稳定运行和数据的安全。
6.系统采用直观清晰、友好的人机界面,操作简单方便、灵活,可以浏览各种实时信息和存储的历史信息。
7.采用权限划分,不同的人员拥有不同的权限,分为一般用户和管理员。 在系统的整体设计中,应采用远程客户端直接与现场监控站远程操作代理进行通
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信,而不采用web服务器作为远程监控代理的模式,主要是考虑以下几个方面的原因:
(1)对现场控制的实时性
采用web服务器作为数据通信远程监控代理的模式。其监视数据流程为:现场监控站→web服务器→远程用户,而直接通信方式其监视数据流程为:现场监控站→远程用户,相比之下采用直接通信方式减少了远程用户访问数据库的时间,提高了系统的实时性。
(2)减轻web服务器的负担
web服务器仅负责对设备、远程用户的管理,不需要进行大量的实时数据的传输,这样可以大大降低web服务器的负担。
(3)有利于系统的扩展
当增加本地监控节点的数量时,web服务器应用程序不需要做大规模的改动,这样有利于系统的扩展和维护。
4.1.2 设计原则
一个系统开发的成功与否首先取决于它能否正确实现预定的目标和功能,其次要有充分的条件保证系统的未来发展,因此,监控系统的设计应遵循以下原则:
(1)技术先进性:要实现同样的功能,无论是在硬件设备上还是在软件系统上都有不同层次的选择,有的技术比较先进,有的相对落后,采用相对先进的技术不仅能保证良好的性能,而且便于未来系统的进一步发展;
(2)经济实用性:在满足系统功能的基础上,尽可能采用成熟的先进技术,保证最优的性能价格比,降低维护费用;
(3)灵活开放性:一个系统想要实现与其它系统的资源共享,适应不同的网络环境,在未来的应用中保持很好的适应性,必须具有灵活的组网结构和开放的联网功能;
(4)通用性:通过应用标准的编码规则、接口形式,开放的通信协议和标准数据传输速率,增强系统的通用性;
(5)可扩展性:采用模块化结构,“高内聚,低耦合\。考虑到随着工业现场规模的扩大和低压配电设备的增加,监控系统的规模逐渐扩大,因具有比较好的扩展性;
(6)实时响应性:为了达到监控的目标,系统必须对发生的异常信息进行实时响应,并进行报警和自动处理;
(7)方便使用、利于维护;
(8)安全性:系统应采取有效措施防止信息泄漏及恶意破坏。实行分级管理,
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不同级别的人员被赋予不同权限,进行与之权利相适应的操作。
4.1.3 系统结构原理图
按照上述设计目标和原则可以画出系统结构原理图如下所示。
web客户端web客户端web客户端基于TCP/IP协议和IIS技术的Internet客户端系统web路由器1#防火墙工业以太网web路由器2#企业内部其他部门监控中心利用组态软件实现web发布实时数据报表打印服务器系统现场总线装有Faneview组态软件的计算机工控机PCL-812PG数据采集卡PCL-812PG数据采集卡传感器模块执行机构传感器模块执行机构现场监控系统工业现场储液罐工业现场储液罐
图4-1 基于web的远程监控系统结构原理图
4.1.4 远程监控系统整体结构
基于web的远程监控系统采用Fameview组态软件的web发布功能来实现的,整个系统由三大部分组成:现场监控系统、服务器系统、客户端系统。下面对这三部分做具体介绍。
(1)现场监控系统(SCADA系统)
现场监控系统一方面负责监测各个现场控制结点的运行状况数据,经过汇总、预处理后传递给各实时现场监控主机,需要远程监控的数据传递给服务器系统。另一方面它接受远程客户端发过来的控制命令,对命令进行解析、验证、然后采取
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