基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件應用
一項目背景
目前國家大力推進新一代物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算、大數(shù)據(jù)等新技術，移動端的快速興起使得傳統(tǒng)SCADA軟件，暴露出很多無法兼容當前最新技術的弊端。國內(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，而且處于舊系統(tǒng)集中改造過程中。
基于HTML5的技術進行組態(tài)監(jiān)控軟件開發(fā)可以實現(xiàn)將傳統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控軟件全面升級，由傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮腣B、VC語言升級后以HTML5的互聯(lián)網(wǎng)語言進行開發(fā)，可以適用于更廣的移動互聯(lián)網(wǎng)領域，完全解決了傳統(tǒng)工業(yè)監(jiān)控軟件互聯(lián)網(wǎng)使用效果不佳等問題。
二成果內(nèi)容
1.基本原理
基于HTML5的技術進行組態(tài)監(jiān)控軟件內(nèi)置了基于工業(yè)技術總線技術的實時數(shù)據(jù)庫，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)，通過訪問實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)將現(xiàn)場實際通訊點位以HTML5技術展現(xiàn)到前端系統(tǒng)。
2.關鍵技術
(1)HTML5語言
HTML5是最新的HTML標準，專門為承載豐富的web內(nèi)容而設計的，并且無需額外插件，擁有新的語義、圖形以及多媒體元素，提供的新元素和新的 API 簡化了 web 應用程序的搭建。HTML5是跨平臺的，被設計為在不同類型的硬件(PC、平板、手機、電視機等)之上運行。
(2)工業(yè)總線技術(Industrial bus technology)
支持通過RS232\RS422\RS485、電臺、電話輪巡撥號、以太網(wǎng)、移動GPRS、CDMA、GSM、Zigbee網(wǎng)絡等方式與遠程現(xiàn)場設備進行通訊，支持與國內(nèi)外主流的PLC、SCADA軟硬件、DCS、PAC、IPC等設備通信與聯(lián)網(wǎng)。
(3)SCADA系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition)
SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制。主要組成有：監(jiān)控計算機、遠程終端單元(RTU)、可編程邏輯控制器(PLC)、通信基礎設施、人機界面(HMI)。
3.工藝流程
基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)以實時數(shù)據(jù)庫種包含的IO SERVER，應用模塊，服務模塊部分組成，通過內(nèi)部接口以便前端展示調(diào)用，并通過圖形化的配置管理模塊實現(xiàn)組態(tài)配置。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：
(1)采集通信服務器IOServer
IOServer是數(shù)據(jù)采集站的設備通訊管理服務程序，用于系統(tǒng)和DCS、PLC等數(shù)據(jù)源之間的數(shù)據(jù)交換，具有自動網(wǎng)絡通信負荷平衡功能和斷線數(shù)據(jù)緩存功能。IOServer以前端節(jié)點機方式運行，運行于WindowsXP/Windows 7/Windows 2003/Windows 2008等平臺。IOServer可以和Server運行在同一服務器內(nèi)，也可以運行在不同的前端機上，通過TCP/IP協(xié)議與Server通信。
(2)應用模塊
匯總各個IOServer采集推送過來的數(shù)據(jù)，借助高效的壓縮算法對歷史數(shù)據(jù)進行歸檔進行長期、在線的永久性保存，并借助高效的統(tǒng)計算法，計算策略進行數(shù)據(jù)加工及存儲，為上層的數(shù)據(jù)應用和展現(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的實時監(jiān)控平臺、動態(tài)報表系統(tǒng)、趨勢分析曲線、圖表分析工具、數(shù)據(jù)整合工具、WEB系統(tǒng)等應用程序，可搭建一個功能豐富，基于對象模型的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。
4.軟件特點
(1)設計了基于HTML5技術的組態(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)應用中。
5.解決的問題
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題：
(1)傳統(tǒng)SCADA軟件web發(fā)布需要安裝插件問題。Web發(fā)布更加簡捷，無需用戶專門安裝插件，提高了應用體驗。
(2)傳統(tǒng)SCADA軟件網(wǎng)頁瀏覽無法自適應問題?？梢詫崿F(xiàn)各種分辨率的完全自適應，不用擔心因顯示分辨率造成的畫面無法全屏或者畫面像素變形。
(3)HMI在移動端無法友好兼容問題。基于新一代互聯(lián)網(wǎng)HTML5語言的web網(wǎng)頁可以在各手機端/PAD端/PC端直接引用。
(4)傳統(tǒng)HMI/SCADA跨平臺兼容性不佳的問題?？梢栽诟鱓indows操作系統(tǒng)版本中使用，還可以在Linux中使用，不用擔心跨系統(tǒng)平臺導致的無法兼容問題。
三應用效果
1.以一般技術工程師接入發(fā)布某一個子系統(tǒng)為例，常規(guī)操作需要數(shù)據(jù)接入10人/天，組態(tài)頁面開發(fā)20人/天，WEB發(fā)布3人/天，移動開發(fā)20人/天進行綜合對比。
通過圖表比較可知，基于HTML5的組態(tài)監(jiān)控軟件主要在組態(tài)開發(fā)和移動應用方面可以大大節(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，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)體驗性，具有更加先進前沿的技術應用特點。
3.產(chǎn)生更好的展示效應。由于HTML5作為新一代互聯(lián)網(wǎng)語言，其組態(tài)監(jiān)控軟件更具備web展示效果，無論圖形界面展示還是圖庫的豐富性，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的展示效果，可以帶來更加美觀的用戶體驗。
4.節(jié)省移動端接入成本?；贖TML5的新一代組態(tài)監(jiān)控軟件直接使用java作為底層語言，web發(fā)布基于HTML5語言，發(fā)布后直接可以接入到移動端，無需再次開發(fā)，無疑大大節(jié)約移動端的開發(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、點擊、導入等方式直接開發(fā)，web發(fā)布后可以直接使用到移動端，大大提供開發(fā)效率。
四推廣應用前景
1.應用案例
本技術在某化工有限公司綜合調(diào)度項目中獲得應用，通過集成2個化工廠和2個煤礦實現(xiàn)自動化組態(tài)監(jiān)控web友好嵌入到綜合調(diào)度平臺中。
本技術在河南某智慧管控平臺(煤炭板塊、化工板塊)中獲得應用，通過集成30個煤礦和23個化工廠實現(xiàn)自動化組態(tài)監(jiān)控web友好嵌入到綜合調(diào)度平臺中。
本技術已成功應用到某集團三期生產(chǎn)運營平臺和資源發(fā)展生產(chǎn)運營平臺中，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層級、公司層級的系統(tǒng)集成，在廠礦端也具有很廣的適用范圍?？梢詰迷诨诟鞣N自動化底層數(shù)據(jù)接口PLC,MODBUS,ODBC,OPC等的廠礦端綜合自動化集成，適用于基于互聯(lián)網(wǎng)、移動端、大數(shù)據(jù)等方面的組態(tài)集成，適合跨不同網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)、組態(tài)的交互。
