基于RIA和軟PLC的現場總線監控系統的設計

　　隨著技術的發展,原先互不相干的互聯網和現場總線,得以相互延伸與整合,大大豐富了工業控制的手段。在原先由軟PLC與現場總線技術構建的Web監控系統中,再集成應用RIA技術,使得這種基于RIA架構的Web遠程監控,既實現了現場總線網絡內網與Intemet外網之間的信息交換,又利用RIA和多層結構提高了系統的性能,改善了用戶體驗,形成了一種有效的工業控制與管理信息化的集成解決方案。

　　現場總線控制技術融合了最新的網絡技術,促進了從標準以太網延伸到工業控制領域的進程,這種進程使得通過Web對遠程或惡劣工業環境中的實時監控成為可能"與此同時,RIA(riehInternetapplieation,富因特網應用)技術的發展改善了傳統的Web應用的體驗"為此,在Web遠程監控中運用RIA架構,利用RIA的異步傳輸和局部刷新技術,可以改善數據快速交互,滿足實時性的要求,也提供了一種更直觀、更好的用戶體驗。

　　1 系統結構

　　基于RIA架構和軟PLC技術的Web現場總線控制系統主要由3個模塊組成,分別是現場I/O監控中心和Web應用"其結構如圖1所示"。

　　系統模塊的邏輯功用是:現場I/O采集控制現場設備的運行狀況數據,然后經現場總線交送給監控中心,同時也可以接受監控中心發回的邏輯控制指令;監控中心由軟PLC構成,主要發送指令至現場I/O,完成預設的邏輯控制動作,同時也接受由Web應用發來的干預指令"而Web應用則形成了遠程的監控界面"其中涉及的主要技術包括用于控制邏輯的軟PLC用于數據采集的遠程I/O端子,以及帶來更好的用戶體驗的基于RIA的Web應用"。

　　2 系統硬件技術特點

　　2.1 軟PLC

　　軟PLC即軟件形式的邏輯控制器,以軟件形式封裝實現硬件PLC的全部功能"相比于傳統的硬件PLC,軟PLC是基于PC機的,這使得它既能完成傳統PLC的邏輯控制功能,同時更易于融入現場總線網絡的體系結構,便于采用一系列開放的國際工業標準,實現真正意義上的工業自動化與信息化的無縫集成"目前,軟PLC的執行標準是IEC61131一"該標準的定義涵蓋了PLc整個生命周期的各個部分,如設備調試!安裝維護!編程語言!設備通信等"該標準定義的PLC編程語言,包括了目前使用最廣泛的5種:梯形圖(ladderdia腳m)!結構文本(strueturelist)!J頃序功能圖(sequentialfunetionehart)!功能塊圖(funetionbloekdi聊m)和指令表(instruetionlist)軟PLC工作原理圖如圖2所示"。

　　基于RIA和軟PLC的現場總線監控系統采用了Bekhoff公司的軟PLC產品TwinCAT,TwinCAT軟件系統支持IEc61巧8公布的全部現場總線標準,其編程環境完全支持IEC61131一3,還可以根據不同需求和用戶喜好實現上述5種PLC編程語言的混合編程"使用時只需在PC機上插加對應不同現場總線協議的通信卡,就可以對連接在現場總線上的現場設備進行邏輯控制"為了實現控制現場物理FO節點與軟PLc中的FO控制變量的數據組態映射,TwinCAT提供了系統管理器(systemmanager),如圖3所示"。

圖3 TwinCAT的系統管理器

　　2.2 OPC數據交換

　　本系統中,軟PLC與Web應用之間的數據交換是用oPe(o比fo:proeesseontrol)實現的,作為一種得到微軟公司支持的用于信息交換技術的標準接口,OPC的主要技術包括:

　　1.COM/nCOM(eomponentobjeetmodeFdistributedc0M,組件對象模型/分布式組件對象模型標準)"。他是微軟公司開發的通信組件，支持不同網絡的不同對象之間的相互通信。