基于RIA和软PLC的现场总线监控系统的设计

　　随着技术的发展,原先互不相干的互联网和现场总线,得以相互延伸与整合,大大丰富了工业控制的手段。在原先由软PLC与现场总线技术构建的Web监控系统中,再集成应用RIA技术,使得这种基于RIA架构的Web远程监控,既实现了现场总线网络内网与Intemet外网之间的信息交换,又利用RIA和多层结构提高了系统的性能,改善了用户体验,形成了一种有效的工业控制与管理信息化的集成解决方案。

　　现场总线控制技术融合了最新的网络技术,促进了从标准以太网延伸到工业控制领域的进程,这种进程使得通过Web对远程或恶劣工业环境中的实时监控成为可能"与此同时,RIA(riehInternetapplieation,富因特网应用)技术的发展改善了传统的Web应用的体验"为此,在Web远程监控中运用RIA架构,利用RIA的异步传输和局部刷新技术,可以改善数据快速交互,满足实时性的要求,也提供了一种更直观、更好的用户体验。

　　1 系统结构

　　基于RIA架构和软PLC技术的Web现场总线控制系统主要由3个模块组成,分别是现场I/O监控中心和Web应用"其结构如图1所示"。

　　系统模块的逻辑功用是:现场I/O采集控制现场设备的运行状况数据,然后经现场总线交送给监控中心,同时也可以接受监控中心发回的逻辑控制指令;监控中心由软PLC构成,主要发送指令至现场I/O,完成预设的逻辑控制动作,同时也接受由Web应用发来的干预指令"而Web应用则形成了远程的监控界面"其中涉及的主要技术包括用于控制逻辑的软PLC用于数据采集的远程I/O端子,以及带来更好的用户体验的基于RIA的Web应用"。

　　2 系统硬件技术特点

　　2.1 软PLC

　　软PLC即软件形式的逻辑控制器,以软件形式封装实现硬件PLC的全部功能"相比于传统的硬件PLC,软PLC是基于PC机的,这使得它既能完成传统PLC的逻辑控制功能,同时更易于融入现场总线网络的体系结构,便于采用一系列开放的国际工业标准,实现真正意义上的工业自动化与信息化的无缝集成"目前,软PLC的执行标准是IEC61131一"该标准的定义涵盖了PLc整个生命周期的各个部分,如设备调试!安装维护!编程语言!设备通信等"该标准定义的PLC编程语言,包括了目前使用最广泛的5种:梯形图(ladderdia脚m)!结构文本(strueturelist)!J顷序功能图(sequentialfunetionehart)!功能块图(funetionbloekdi聊m)和指令表(instruetionlist)软PLC工作原理图如图2所示"。

　　基于RIA和软PLC的现场总线监控系统采用了Bekhoff公司的软PLC产品TwinCAT,TwinCAT软件系统支持IEc61巧8公布的全部现场总线标准,其编程环境完全支持IEC61131一3,还可以根据不同需求和用户喜好实现上述5种PLC编程语言的混合编程"使用时只需在PC机上插加对应不同现场总线协议的通信卡,就可以对连接在现场总线上的现场设备进行逻辑控制"为了实现控制现场物理FO节点与软PLc中的FO控制变量的数据组态映射,TwinCAT提供了系统管理器(systemmanager),如图3所示"。

图3 TwinCAT的系统管理器

　　2.2 OPC数据交换

　　本系统中,软PLC与Web应用之间的数据交换是用oPe(o比fo:proeesseontrol)实现的,作为一种得到微软公司支持的用于信息交换技术的标准接口,OPC的主要技术包括:

　　1.COM/nCOM(eomponentobjeetmodeFdistributedc0M,组件对象模型/分布式组件对象模型标准)"。他是微软公司开发的通信组件，支持不同网络的不同对象之间的相互通信。