一、前言
隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展，在企業(yè)激烈競爭的條件下，要實現(xiàn)企業(yè)利益、員工利益和社會利益最大化，那么改造或拋棄傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)模式、設計新的高速高效和穩(wěn)定的控制系統(tǒng)結(jié)構已成為必然趨勢，或在原有系統(tǒng)中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成當務之急。一言以蔽之，企業(yè)自動化及信息化建設是緊迫的,同時也是發(fā)展的必然趨勢。
縱觀計算機技術的發(fā)展歷程，從20世紀50年代至今，從以計算機技術為基礎的各種企業(yè)信息技術應用系統(tǒng)到今天的企業(yè)技術信息系統(tǒng)、制造自動化系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計算機監(jiān)測及控制系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、管理信息化系統(tǒng)，企業(yè)資源計劃以及利用內(nèi)、外聯(lián)網(wǎng)的客戶關系管理（CRM）、供應鏈管理（SCM）等等。從這個發(fā)展趨勢來看，也就決定了企業(yè)自動化和信息化系統(tǒng)建設的必然性。生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是實現(xiàn)企業(yè)自動化和信息化建設的一部分，是建設中的關鍵。
二、系統(tǒng)描述及結(jié)構
生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要獲取工業(yè)現(xiàn)場各生產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)并存儲，繪制分析曲線和制作生產(chǎn)報表。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是綜合了設備接口技術、數(shù)據(jù)傳輸技術、數(shù)據(jù)處理技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡通訊技術和信息管理技術等的成果，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建立的堅實的理論基礎。
系統(tǒng)的組成主要包括：上位機系統(tǒng)、下位機系統(tǒng)和系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡，下面分別做詳細介紹。
上位機系統(tǒng)：上位機主機采用工業(yè)PC機，根據(jù)需要可以配備打印機和大屏幕監(jiān)視器，數(shù)據(jù)庫服務器及WEB服務器，根據(jù)系統(tǒng)需要還可以配置專門的采集站、操作員站、管理員站即將采集、操作和管理分離開來。上位機系統(tǒng)軟件安裝的主要是監(jiān)控軟件，它的主要功能是通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)上位機與下位機間的數(shù)據(jù)傳輸，以及將下位機實時采集的數(shù)據(jù)進行各種處理，包括存入數(shù)據(jù)庫、進行流圖顯示、歷史趨勢圖和棒形圖還有數(shù)據(jù)表的顯示及各種要求的報表打印輸出，用戶還可以查看實時數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)、下發(fā)控制操作命令、查看及查詢報警信息。通常上位機系統(tǒng)中含有系統(tǒng)管理員站、操作員站和工程師站等多種方式，某些要求比較高的系統(tǒng)常采用雙網(wǎng)絡系統(tǒng)、冗余系統(tǒng)和雙機備用系統(tǒng)。
下位機系統(tǒng)：下位機指遠方終端RT U和現(xiàn)場測控智能裝置，也可以是專用的RTU、智能儀表和智能控制器以及PLC系統(tǒng)等統(tǒng)稱下位控制單元。系統(tǒng)建設形成了不少模式，如PC+PLC模式，PC+單片機模式，全部進口的PC+RTU模式及混合模式等。下位機系統(tǒng)也包含了先進而復雜的通訊技術、數(shù)據(jù)處理技術，同時包含了多種不同的性能指標和標準。
系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡主要有無線通訊、有線通訊、載波通訊和光纖通訊。
無線通訊：如微波、擴頻通訊、衛(wèi)星通訊、銥星通訊、超短波通訊、短波通訊、GSM、CDMA、雙向無線尋呼等。
有線通訊：如公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的PSDNISDN和BISDN，和采用雙絞線作為介質(zhì)的自建有線網(wǎng)。
光纖通訊：光纖通信以其高帶寬，高抗干擾性在信息通訊中得到廣泛應用。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中也已具備了應用條件。
多數(shù)系統(tǒng)可采用如下結(jié)構設計：
系統(tǒng)結(jié)構圖
三、系統(tǒng)功能及特點
本系統(tǒng)結(jié)構簡單，是以上系統(tǒng)結(jié)構的一部分，主要功能有：工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)歷史保存，實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表查詢、報警信息查詢、報警處理、故障排除、曲線和棒圖繪制。與企業(yè)EMS系統(tǒng)連接。
系統(tǒng)上位機采用研華工控機和力控組態(tài)軟件，軟件主要功能詳細描述如下：
1.可視化易操作的用戶界面以及美觀的圖形化系統(tǒng)設計，易操作、易管理的HMI界面，主要完成數(shù)據(jù)瀏覽和其他運行畫面的切換。
2.完善的用戶管理和方便實用的安全性設置
用戶可以建立不同級別多個用戶，級別和用戶名分別對應于系統(tǒng)中的變量，利用這兩個變量的值可以自由設置操作權限。
3.實時和歷史趨勢曲線顯示
可以很形象地反映當前時間段中各變量的變化趨勢，及同畫面下不同變量的趨勢比較。
4.系統(tǒng)數(shù)據(jù)棒圖描述
更好地更形象地描述實時數(shù)據(jù)的大小，同類數(shù)據(jù)之間可以進行比較，以及判斷當前數(shù)據(jù)是否越限。
5.系統(tǒng)數(shù)據(jù)報表處理、查詢
可以歸類地將同類型或有某種關系的變量形成一張報表，可以很方便地瀏覽實時數(shù)據(jù)的變化和比較不同變量數(shù)據(jù)的大小，以及歷史數(shù)據(jù)的查詢。
6.數(shù)據(jù)庫定時、定量存儲
根據(jù)需要和企業(yè)或行業(yè)標準實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析、處理及存儲，方便以后查詢，為以后查詢分析提供依據(jù)。
7．與企業(yè)MIS系統(tǒng)的鏈接
力控提供了很多與外部應用程序的控件和接口，其中有數(shù)據(jù)庫接口、運行畫面接口和外部關系型數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)提供豐富的與關系型數(shù)據(jù)庫通訊的函數(shù)和多種組件，例如ODBC GATE、歷史轉(zhuǎn)儲和事件記錄等。
力控提供了很多與外部應用程序的控件和接口，其中有數(shù)據(jù)庫接口、運行畫面接口和外部關系型數(shù)據(jù)庫接口。系統(tǒng)提供豐富的與關系型數(shù)據(jù)庫通訊的函數(shù)和多種組件，例如ODBC GATE、歷史轉(zhuǎn)儲和事件記錄等。
系統(tǒng)下位機是正運行的采集系統(tǒng)，通過DDE和OPC方式與上位機的通訊，力控完全支持DDE和OPC的客戶端和服務器端，本系統(tǒng)均采用客戶端的方式，力控中不需要另外安裝其他的組件和驅(qū)動程序，只要安裝了通用版本，開發(fā)環(huán)境中就已經(jīng)安裝上了DDE和OPC驅(qū)動，和下位機很容易地建立數(shù)據(jù)通訊，效果非常好。
四、總結(jié)
力控軟件是從實踐中來，服務于實踐的工業(yè)自動化軟件，軟件功能強大，通訊能力強，穩(wěn)定性好，公開的外部接口多，圖形豐富和功能組件多。
基于PC機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已被人們熟悉和接受，并已大量應用于工業(yè)現(xiàn)場。DDE和OPC技術大大方便了軟硬件間的通訊。本系統(tǒng)正是利用了這一點，使系統(tǒng)快速地運轉(zhuǎn)起來，使企業(yè)快速地跨入自動化時代。
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