摘 要：本文介紹了亞控科技的組態(tài)王Kingview和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian產(chǎn)品，重點對組態(tài)王和KingHistorian在設(shè)備遠程監(jiān)控方面的項目應(yīng)用方案進行了詳細說明。并對組態(tài)王和KingHistorian提供遠程監(jiān)控項目解決方案進行了展望。關(guān)鍵詞：組態(tài)王Kingview，工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian，遠程監(jiān)控
1. 引言
北京亞控科技發(fā)展有限公司是國內(nèi)最早成立的專業(yè)自動化軟件廠商，也是目前國內(nèi)規(guī)模最大的專業(yè)自動化軟件廠商。從誕生到現(xiàn)在，亞控科技一直保持著較高的增長速度。市場業(yè)績超過了國內(nèi)外的所有組態(tài)軟件廠商。亞控科技擁有最多的中國用戶。亞控科技的主要產(chǎn)品包括組態(tài)王Kingview，工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫 KingHistorian，軟邏輯KingACT等。
組態(tài)王是一個具有豐富功能的HMI/SCADA軟件。可廣泛用于工業(yè)自動化的過程控制和管理監(jiān)控。組態(tài)王6系列產(chǎn)品已經(jīng)在多個行業(yè)有近3萬多個成功應(yīng)用案例。隨著亞控科技新產(chǎn)品工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian的推出，亞控科技的系列產(chǎn)品在傳統(tǒng)解決方案的基礎(chǔ)上，能夠提供更多基于多層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括數(shù)據(jù)實時采集、數(shù)據(jù)實時存儲、圖形界面顯示、數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控等眾多功能的自動化系統(tǒng)項目方案。同時系統(tǒng)架構(gòu)更為清晰，性能更為穩(wěn)定，這為更多類型的自動化系統(tǒng)應(yīng)用提供了便利。
本文簡要說明了主要介紹了組態(tài)王Kingview和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian產(chǎn)品，然后重點對組態(tài)王和KingHistorian在空調(diào)設(shè)備遠程監(jiān)控方面的項目應(yīng)用方案進行了詳細說明，包括項目需求，項目方案和項目實施情況介紹。最后對組態(tài)王Kingview和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫 KingHistorian提供遠程監(jiān)控類型項目解決方案進行了展望。
2. 組態(tài)王Kingview和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian介紹
2.1 組態(tài)王Kingview
組態(tài)王6.52是一個具有豐富功能的HMI/SCADA軟件。可用于工業(yè)自動化的過程控制和管理監(jiān)控。組態(tài)王6.52為自動化系統(tǒng)工程師提供了集成、靈活、易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛、豐富的功能，能夠快速建立、測試和部署自動化應(yīng)用，來連接、傳輸和記錄實時信息。使用戶可以實時查看和控制工業(yè)生產(chǎn)過程。
組態(tài)王6.52具有通用的開發(fā)環(huán)境和靈活的體系結(jié)構(gòu)，既可以安裝在單節(jié)點上應(yīng)用，也能夠適用于分布式的客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。還可以通過瀏覽器查看運行情況。
組態(tài)王6.52具有良好的開放性、可擴展性，支持多種標準，提供強大的與各種自動化設(shè)備連接的能力。提供1500多種工業(yè)自動化設(shè)備的驅(qū)動連接，支持世界知名工業(yè)自動化設(shè)備廠商的絕大多數(shù)設(shè)備，如AB、西門子、施奈德、歐姆龍、三菱等。支持DDE、OPC等通訊規(guī)范。提供與關(guān)系數(shù)據(jù)庫連接的途徑和方法。
在組態(tài)王通用版的基礎(chǔ)上，亞控科技還推出了各專用版本，如應(yīng)用于電力行業(yè)的組態(tài)王電力版，和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫配套使用的組態(tài)王工業(yè)庫版。
2.2 工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian
工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian是亞控科技最新推出的產(chǎn)品。工業(yè)數(shù)據(jù)庫KingHistorian定位于企業(yè)一體化方案中的數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用平臺，能夠為企業(yè)的各級人員及時的提供所需要的信息。它不僅是企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS，Management Information System）與分布控制系統(tǒng)（DCS，Distributed Control System）之間的橋梁，而且是整個生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES，Manufacturing Execution System）的基石。
通過使用工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian，可以實現(xiàn)：
（1）高速在線存儲長達數(shù)年的企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù);
（2）組態(tài)畫面與數(shù)據(jù)采集功能分離;
（3）為生產(chǎn)過程優(yōu)化提供數(shù)據(jù);
（4）為企業(yè)擴展提供參考模型;
（5）為事故追訴提供事實依據(jù);
（6）為企業(yè)MIS、ERP、MES集成提供平臺。
3.設(shè)備遠程監(jiān)控項目需求
本項目主要客戶為某中央空調(diào)生產(chǎn)廠商。
該廠商希望對已經(jīng)售出的產(chǎn)品進行質(zhì)量追蹤，并且為客戶的使用提供良好的服務(wù)。由于空調(diào)的使用現(xiàn)場分布在全國各地，對空調(diào)的性能和現(xiàn)場使用情況的監(jiān)控逐漸成為該廠商需要解決的難題。這樣，用戶提出需要提供一種空調(diào)使用現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行實時采集和監(jiān)控方案。
該廠商提出在該公司總部建立一個客戶服務(wù)系統(tǒng)，將分布在全國各地的客戶的空調(diào)運行和監(jiān)控的信息實時傳送到中央控制室的數(shù)據(jù)庫。在中央控制室，就能夠監(jiān)控到所有使用現(xiàn)場的空調(diào)運行狀況，利用這些信息數(shù)據(jù)，該廠商也能為客戶提供一些增值服務(wù)。
主要的需求包括如下兩方面
3.1 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集功能需求
（1）能夠通過在現(xiàn)場運行的組態(tài)軟件，對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)進行采集;
（2）能夠通過圖形化界面，顯示現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)功能。通過趨勢圖等方式，顯示現(xiàn)場設(shè)備的運行趨勢;
（3）能夠通過組態(tài)軟件的報警功能，管理顯示歷史的所有報警記錄，包括報警內(nèi)容、報警時間、處理時間和警報的等級等;
（4）能夠提供功能強大的報表管理功能，提供日報、月報、季報、半年報和年報五種格式，提供方便的報表生成功能;
（5）能夠提供通過INTERNET方式發(fā)送現(xiàn)場數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心功能。
3.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心功能需求
廠商希望能夠通過數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，提供預(yù)防性遠程監(jiān)控服務(wù)。包括：
（1）能夠通過網(wǎng)絡(luò)連接到機房數(shù)據(jù)服務(wù)器，查看各設(shè)備現(xiàn)場運行情況;
（2）能夠提供預(yù)防性報警管理，及早預(yù)防遠程設(shè)備故障發(fā)生，及時故障通知服務(wù)的功能;
（3）能夠提供完整設(shè)備運行數(shù)據(jù)記錄，并且能夠提供數(shù)據(jù)報表，以利于資料建檔追蹤;
（4）能夠提供客戶端遠程數(shù)據(jù)訪問功能。通過客戶端工具，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控遠程設(shè)備運行狀態(tài)，確保遠程設(shè)備運行正常。
4. 項目實施方案
通過對該廠商項目需求的分析，我們提供了能夠滿足該用戶需求，并且適用于此類大數(shù)據(jù)量遠程采集、存儲和訪問的應(yīng)用項目的通用方案。
4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件部署
4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
根據(jù)用戶需求，提出了該項目的三層結(jié)構(gòu)方案。三層結(jié)構(gòu)如下。
（1）設(shè)備采集層
設(shè)備采集層指完成設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能的通訊層。
在設(shè)備運行的現(xiàn)場，現(xiàn)場工作站通過串口和設(shè)備連接，運行于現(xiàn)場工作站上的組態(tài)王通過串行方式和設(shè)備進行通訊，采集設(shè)備的數(shù)據(jù)，并在組態(tài)王運行系統(tǒng)畫面上進行實時數(shù)據(jù)的顯示。
（2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
網(wǎng)絡(luò)通訊層指完成發(fā)送現(xiàn)場數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心的通訊層。
因為組態(tài)王提供OPC接口，可供應(yīng)用程序調(diào)用。運行于現(xiàn)場工作站的數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)工具通過OPC接口，獲得組態(tài)王運行系統(tǒng)采集的設(shè)備實時數(shù)據(jù)，并通過以太網(wǎng)，以HTTP數(shù)據(jù)方式發(fā)送到中心監(jiān)控室數(shù)據(jù)服務(wù)器上。
（3）中心管理層
中心管理層指完成監(jiān)控中心數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)監(jiān)視功能的管理層。
通過部署于數(shù)據(jù)服務(wù)器上的ASP編寫的web服務(wù)程序（基于IIS）, 可以接收到現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)工具發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)服務(wù)器執(zhí)行web服務(wù)程序，將數(shù)據(jù)記錄插入到服務(wù)器中。
在監(jiān)控中心的工作站上，運行組態(tài)王（工業(yè)庫版）。組態(tài)王與工業(yè)庫進行通訊，能夠完成讀取工業(yè)庫記錄的功能。同時提供數(shù)據(jù)的圖形顯示和趨勢顯示，提供數(shù)據(jù)報警的即時顯示和歷史顯示，并且提供報表生成的功能。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4.1.2 軟件部署
系統(tǒng)所需軟件主要部署在現(xiàn)場工作站、監(jiān)控中心服務(wù)器和監(jiān)控中心工作站上。
（1）現(xiàn)場工作站
在現(xiàn)場工作站上，需要部署組態(tài)王和數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)工具。通過組態(tài)王和現(xiàn)場設(shè)備通訊，完成現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能。現(xiàn)場端工具通過OPC接口讀取組態(tài)王中的實時數(shù)據(jù)，并且可以連接指定URL的web服務(wù)器，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到web服務(wù)器上。
（2）監(jiān)控中心服務(wù)器
在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器上，部署工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian和ASP編寫的web服務(wù)程序（基于IIS）。在接收到現(xiàn)場端工具發(fā)送的數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)服務(wù)器執(zhí)行web服務(wù)程序，將數(shù)據(jù)記錄插入到數(shù)據(jù)庫中。
（3）監(jiān)控中心工作站
在監(jiān)控中心的工作站上，部署組態(tài)王（工業(yè)庫版）。組態(tài)王與工業(yè)庫進行通訊，能夠完成讀取工業(yè)庫記錄的功能。同時提供數(shù)據(jù)的圖形顯示和趨勢顯示，提供數(shù)據(jù)報警的即時顯示和歷史顯示，并且提供報表生成的功能。
軟件部署圖如圖2所示。
圖2 軟件部署圖
4.2 現(xiàn)場采集系統(tǒng)方案
現(xiàn)場采集系統(tǒng)是本系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)場采集系統(tǒng)主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和現(xiàn)場實時工礦的監(jiān)控，以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的遠程傳輸功能。
4.2.1 硬件組成
· 現(xiàn)場采集設(shè)備（PLC）
· 現(xiàn)場工作站
4.2.2 軟件組成
· 組態(tài)王Kingview通用版
· 數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)工具
4.2.3 功能說明
（2）現(xiàn)場工作站主要功能：
· 通訊功能：組態(tài)王通過串行方式和PLC進行通訊，對PLC數(shù)據(jù)進行采集;數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)工具通過OPC方式從組態(tài)王中讀取數(shù)據(jù)，并通過HTTP方式，向監(jiān)控中心實時發(fā)送現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的功能。
· 監(jiān)控功能：通過友好的人機界面和直觀的數(shù)據(jù)、圖形方式（數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)趨勢圖），顯示工作站的設(shè)備工作狀態(tài)。在監(jiān)控圖形上通過鼠標和鍵盤對系統(tǒng)參數(shù)進行修改，對設(shè)備進行監(jiān)控;
· 報警功能：在設(shè)備發(fā)生故障時發(fā)出警報，顯示故障點和故障狀態(tài)，記錄故障信息;
· 安全操作：設(shè)立不同的安全操作等級，針對不同的操作者設(shè)置相應(yīng)的加密等級，記錄操作員及其操作信息;
4.3 中心監(jiān)控系統(tǒng)方案
中心監(jiān)控系統(tǒng)是指在中心監(jiān)控室，提供對各現(xiàn)場設(shè)備運行情況進行監(jiān)控功能的系統(tǒng)。
4.3.1 硬件組成
· 中心監(jiān)控系統(tǒng)工作站
· 中心監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器
4.3.2 軟件組成
· 工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫kingHistorian
· 組態(tài)王Kingview工業(yè)庫版
4.3.3 功能說明
（1）中心監(jiān)控服務(wù)器的主要功能有：
· 通訊功能：通過公網(wǎng)與各現(xiàn)場連接，響應(yīng)遠程數(shù)據(jù)傳輸請求;
· 存儲功能：實時存儲接收的現(xiàn)場數(shù)據(jù)到工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫中。
（2）中心監(jiān)控系統(tǒng)工作站的主要功能有：
· 監(jiān)控功能：連接數(shù)據(jù)服務(wù)器上的工業(yè)庫，讀取工業(yè)庫中的數(shù)據(jù)記錄。通過友好的人機界面和直觀的數(shù)據(jù)、圖形方式，顯示整個系統(tǒng)的設(shè)備工作狀態(tài);
· 報警功能：在數(shù)據(jù)異常發(fā)出警報，顯示故障戰(zhàn)斗、故障點和故障狀態(tài)，記錄故障信息;
· 安全操作：設(shè)立不同的安全操作等級，針對不同的操作者設(shè)置相應(yīng)的加密等級，記錄操作員及其操作信息;
· 數(shù)據(jù)管理：記錄并顯示實時參數(shù)的變化曲線或趨勢圖，利用工業(yè)庫歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)制作各類報表（日報、月報、年報等）。
5. 方案應(yīng)用展望
本文介紹的組態(tài)王Kingview和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian完成設(shè)備遠程監(jiān)控的方案，和以往的解決方案相比，有如下的優(yōu)勢：
（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，并且很方便部署;
（2）各層次功能明確，軟件分布運行，能最大限度的發(fā)揮性能;
（3）數(shù)據(jù)實時存儲到工業(yè)數(shù)據(jù)庫，便于歷史數(shù)據(jù)回溯;
（4）各軟件通過網(wǎng)絡(luò)連接，便于方案功能擴展。
基于以上優(yōu)勢，使用組態(tài)王Kingview和工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫KingHistorian完成的設(shè)備遠程監(jiān)控項目方案，為自動化系統(tǒng)應(yīng)用提供了更多方案選擇。
