实现互联网实时监控生产数据的一种思路

吴岫岩

摘要：本文介绍通过OPC协议，C#语言客户端，SQL数据库，ASP.NET语言网页来实现互联网实时监控生产数据的一种思路。

[关键词]OPC协议C#SQL数据库ASP.NET

“互联网+”进入工业生产领域，正在加快驱动产业转型升级、资源配置、生产管理模式的革新。在互联网上随时随地的对生产情况进行监视，甚至是在互联网上对生产设备进行控制调节正伴随着智能设备和5G网络的快速发展进入生产企业。

通过OPC通讯协议，将生产现场PLC、DCS等控制系统或上位机软件作为服务端，数据服务器作为客户端。采集到的数据经数据服务器发布至互联网。下面对此过程进行具体介绍。

1OPC数据采集

1.1选择OPC的原因

尽管自动控制系统的技术水平已经很高，但其中存在着一个最主要的弊病是各大公司为了保护自身的利益，推出的各种型号系统几乎都是自己的专利设备和专利网络，这就为数据共享及数据上传至数据服务器带来了困难。采用OPC通讯协议能够降低数据使用的成本。

1.2OPC服务器设置

将自动控制系统的上位机软件通过开启OPC服务，并对上位机操作系统进行系统登录账户和密码配置、DCOM安全配置、Windows防火墙配置等，便可以将上位机作为OPC的服务器使用。

1.3数据服务器的设置

考虑到系统的通用性、集成性和将来可扩展、可维护性，系统主要采用微软公司Windows系列产品进行开发。操作系统：MicrosoftWindowsServer2008以上;开发平台：Microsoft.Netframework4.0;开发工具：MicrosoftVisualStudio2015;数据库：MicrosoftSQLServer2008;Web服务：MicrosofIIS6.0及以上;

1.4数据库的设计

MicrosoftSQLServer2008数据库主要建立三个表：实时数据表;历史数据表;采集点描述表。也可以根据实际使用情况建表，本文不再赘述。

1.5OPC客户端设计

OPC客户端采用C#语言进行编写。OPC的读写方式采用异步方式。OPC访问接口方式使用自动化接口，并定义了6类对象：OPCServer对象、OPCBrowser对象、OPCGroups对象、OPCGroup对象、OPCItems对象、OPCItem对象。将需要采集的OPCItem数据显示到OPC客户端上。

客户端主要实现的功能：采集所需的OPC服务器数据;将第一次采集到的数据插入数据库实时数据表;将有数值变化的数据更新到实时数据表;间隔固定时间将采集到的数据插入历史数据表;删除历史数据可前一月的数据等。

2WEB数据发布

通过数据服务器安装IIS，兼作WEB服务器，WEB数据发布采用B/S（浏览器/服务器）结构，平台业务逻辑及数据访问层采用ASP.NET语言开发，而页面展示层采用html语言。通过AJAX技术实现数据的实时更新和对历史数据的访问。

2.1业务逻辑及数据访问设计

业务逻辑及数据访问使用ASP.NET语言开发，通过ADO.NET访问MicrosoftSQLServer数据库。添加命名空间System.Data.SqlClient，使用Connection对象连接数据源，使用Command对象、DataReader对象操作数据库。SQL语句跨表访问数据库的实时数据表、历史数据表和采集点描述表，实现读取数据及其描述。

2.2前端页面展示设计

前端页面展示使用HTML语言开发，通过AJAX技术异步访问后台，获取所需数据的名称、ID值和数值等。并通过定时执行更新函数，获取数据的最新值。

对于历史数据的访问则通过引入Chart.js开源图表工具实现。AJAX异步访问后台，SQL语句使用ROW_NUMBER（函数获取固定行数历史数据，实现对历史数据的分页浏览。

3互联网访问生产数据的意义

（1）通过移动互联网可以随时随地查看生产实时数据，不再受制于时间和空间的限制。与以往只能在生产集中控制室里查看生产数据相比，提供了巨大的便利性。

（2）采用网络浏览器的方式查看生产实时数据，不再受浏览人数的限制，传统监控系统在使用使用个数上有诸多限制。

（3）通过OPC技术能够汇集不同厂家设备的生产数据，打破通讯壁垒，实时掌握生产情况，能够对生产情况有最全面的了解。

（4）可以远程组成专家团队，形成專家系统。经专家系统会诊后将会诊结论进行反馈，实现对生产设备装置进行调节。传统只能靠运行人员对设备进行运行管理，运行人员的水平决定了整个系统的优化程度。有经验的运行人员可以使生产最优，而缺乏经验的运行人员只是保证了生产的安全性。经过远程专家系统的分析与优化运行，能够找到最优的控制方法，提高生产的安全性和生产效率。

（5）可通过互联网直接对自动化控制系统进行调节控制：通过设置合理的安全策略，使具有足够权限的人员能够远程控制自动化设备，摆脱场地的束缚。

参考文献

[1]姜建芳。西门子S7-300/400PLC工程应用技术[M].机械工业出版社，2012.

[2]陆会明.控制装置标准化通信-OPC服务器开发设计与应用[M].机械工业出版社，2010.

[3][美]MatthewMacDonald.MarioSzpuszta.APS.NET高级程序设计（第3版）[M].人民邮电出版社，2009.