基于HMIBuilder組態(tài)的分布式監(jiān)控系統(tǒng)———基于HMIBuilder組態(tài)的分布式監(jiān)控系統(tǒng)
1.1.引言
HMIBuilder組態(tài)軟件已經(jīng)成功應(yīng)用于電力、石油、樓宇、交通和工廠自動(dòng)化等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)監(jiān)控。HMIBuilder通用系統(tǒng)是一套工業(yè)分布式組態(tài)軟件平臺(tái)，可以運(yùn)行在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的PC-based平臺(tái)，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制監(jiān)控系統(tǒng)。HMIBuilder組態(tài)軟件不僅能支持各種工控設(shè)備和常見(jiàn)的通信協(xié)議，而且提供了分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理功能。本文主要是總結(jié)HMIBuilder系統(tǒng)的分布式模型、分析軟件分布式特點(diǎn)、以及分享基于HMIBuilder的人機(jī)界面分布式監(jiān)控實(shí)例。
1.2. HMIBuilder 分布式模型分析
1. 實(shí)時(shí)信息共享（針對(duì)View）
模式一：
圖1.2.1 實(shí)時(shí)信息共享模式一
注：“藍(lán)色虛線箭頭”為數(shù)據(jù)信息流的走向。
“黑色實(shí)線”為設(shè)備實(shí)際連接線路。
紅色部分為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)(Node1，Node2)，
節(jié)點(diǎn)中PLC1 和PLC2 為硬件設(shè)備虛擬映射。
圖解： 數(shù)據(jù)信息流的走向表明PLC1 和PLC2 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線分別傳輸給 PC （Node1）和PC （Node2），兩臺(tái)PC 分別安裝HMIBuilder 組態(tài)軟件，PC （ Node1 ） 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將PLC1 數(shù)據(jù)傳輸給PC （Node2 ）， 同時(shí)PC（Node2）將PLC2 數(shù)據(jù)傳輸給PC（Node1），從而達(dá)到實(shí)時(shí)信息共享，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以分別通過(guò)HMIBuilder 中View 模塊進(jìn)行顯示
模式二：
圖1.2.2 實(shí)時(shí)信息共享模式二
圖解：節(jié)點(diǎn)1 和節(jié)點(diǎn)2 不做顯示，而是通過(guò)節(jié)點(diǎn)3 進(jìn)行顯示
2. 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
模式一：
圖1.2.3 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式一
圖解：兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以分別作為存盤服務(wù)器對(duì)PLC1 和PLC2 的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)
模式二：
圖1.2.4 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式二
圖解：兩個(gè)節(jié)點(diǎn)均不做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而是將節(jié)點(diǎn)3 作為存盤服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
3. 告警信息
模式一：
圖1.2.5 告警信息模式一
圖解：與歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同理。
模式二：
圖1.2.6 告警信息模式二
圖解：與歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同理。
4. 校時(shí)
圖1.2.7 校時(shí)
圖解：節(jié)點(diǎn)1 在HMIBuilder 中設(shè)置為校時(shí)服務(wù)器，系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間傳輸給 HMIBuilder，HMIBuilder 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將信息傳輸給其他節(jié)點(diǎn)，在其他節(jié)點(diǎn)上HMIBuilder 將信息傳輸給系統(tǒng)，從而達(dá)到與節(jié)點(diǎn)1 時(shí)間同步。
5. 雙網(wǎng)冗余
圖1.2.8 雙網(wǎng)冗余
圖解：需要在HMIBuilder 中設(shè)置A 網(wǎng)和B 網(wǎng)的IP 地址和掩碼。注意這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)分屬不同的網(wǎng)段，比如A 網(wǎng)如果是192.168.x.x，則最好設(shè)置B 網(wǎng)為10.x.x.x。
6. Web 瀏覽
圖1.2.9 Web 瀏覽
圖解：HMIBuilder 本身內(nèi)嵌Web 服務(wù)器，將節(jié)點(diǎn)3 設(shè)置為Web 服務(wù)器，在其他節(jié)點(diǎn)上可以通過(guò)局域網(wǎng)瀏覽器比如IE 查看節(jié)點(diǎn)3 的畫面，HMIBuilder 的Web 服務(wù)器支持Internet 和Intranet，廣域網(wǎng)客戶端通過(guò)IE 查看節(jié)點(diǎn)3 的畫面。
1.3. HMIBuilder 分布式特點(diǎn)分析
1 ， 分布式管理、組態(tài)和監(jiān)控
如下圖所示：
圖1.3.1 分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
a，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)可按照功能分類，實(shí)現(xiàn)分布式架構(gòu)?？梢宰鳛楹笈_(tái)機(jī)、工作站、存盤服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器
b，多個(gè)后臺(tái)機(jī)和工作站，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分擔(dān)。
c，根據(jù)IP 劃分，實(shí)現(xiàn)多層監(jiān)控架構(gòu)。
2， 軟總線技術(shù)應(yīng)用
如下圖所示：
a，由HMIBuilder SCADA 模塊，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)，將各物理節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，形成軟總線。
b， 各節(jié)點(diǎn)位于軟總線上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的各功能模塊彼此是沒(méi)有差別。
圖1.3.2 軟總線技術(shù)應(yīng)用
3 ，支持Web 瀏覽
a, 內(nèi)嵌支持WebServer，允許用戶通過(guò)瀏覽器來(lái)查看HMIBuilder 的工作畫面，并且畫面、功能與本地組態(tài)軟件運(yùn)行的畫面和功能沒(méi)有差別。
b，支持局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)IE 瀏覽，可以穿越防火墻。
1.4. HMIBuilder 分布式監(jiān)控實(shí)例
基于工業(yè)以太網(wǎng)，通過(guò)創(chuàng)新的軟總線技術(shù)，HMIBuilder 強(qiáng)大的分布式網(wǎng)絡(luò)功能表現(xiàn)在：通過(guò)方便靈活的、直觀的用戶交互組態(tài)配置，支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持多種類型網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)負(fù)荷分擔(dān)、多種冗余備份等功能，完成分布式組態(tài)和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)高可靠性的實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史信息網(wǎng)絡(luò)共享。
在工業(yè)自動(dòng)化控制現(xiàn)場(chǎng)SCADA 系統(tǒng)中，我們可以分為現(xiàn)場(chǎng)采集層、現(xiàn)場(chǎng)控制層、本地操作層、中心管理層，層間都有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。人機(jī)界面處于現(xiàn)在的管控一體化現(xiàn)場(chǎng)的核心位置，連接現(xiàn)場(chǎng)總線，完成總線邏輯控制系統(tǒng)上層的現(xiàn)場(chǎng)操作和管理，同時(shí)，負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)匯總后，將中心管理層關(guān)心的數(shù)據(jù)上傳。同時(shí)，隨著工業(yè)以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，SCADA 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化成為趨勢(shì)，為分布式帶來(lái)應(yīng)用的環(huán)境。
圖1.4.1 是<
