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基于HMIBuilder组态的分布式监控系统

   日期:2013-03-23     来源:工控之家网    作者:工控之家    浏览:33    评论:0    
1.1 引言

HMIBuilder组态软件已经成功应用于电力、石油、楼宇、交通和工厂自动化等领域的数据采集与系统监控。HMIBuilder通用系统是一套工业分布式组态软件平台,可以运行在自动控制系统监控层一级的PC-based平台,使用灵活的组态方式,为用户提供快速构建工业自动控制监控系统。HMIBuilder组态软件不仅能支持各种工控设备和常见的通信协议,而且提供了分布式网络数据管理功能。本文主要是总结HMIBuilder系统的分布式模型、分析软件分布式特点、以及分享基于HMIBuilder的人机界面分布式监控实例。

1.2 HMIBuilder分布式模型分析
  1. 1. 实时信息共享(针对View)

    模式一:

    图1.2.1 实时信息共享模式一
    注:“蓝色虚线箭头”为数据信息流的走向。
    “黑色实线”为设备实际连接线路。
    红色部分为两个节点(Node1,Node2),
    节点中PLC1和PLC2为硬件设备虚拟映射。
    图解:数据信息流的走向表明PLC1和PLC2通过现场总线分别传输给PC (Node1)和PC (Node2),两台PC分别安装HMIBuilder组态软件,PC(Node1)通过工业以太网将PLC1数据传输给PC(Node2),同时PC(Node2)将PLC2数据传输给PC(Node1),从而达到实时信息共享,两个节点可以分别通过HMIBuilder中View模块进行显示

    模式二:


    图1.2.2 实时信息共享模式二

    图解:节点1和节点2不做显示,而是通过节点3进行显示

  2. 2. 历史数据存储

    模式一:


    图1.2.3 历史数据存储模式一

    图解:两个节点可以分别作为存盘服务器对PLC1和PLC2的数据进行存储

    模式二:


    图1.2.4 历史数据存储模式二

    图解:两个节点均不做数据存储,而是将节点3作为存盘服务器进行数据存储

  3. 3. 告警信息

    模式一:


    图1.2.5 告警信息模式一

    图解:与历史数据存储同理。

    模式二:


    图1.2.6 告警信息模式二

    图解:与历史数据存储同理。

  4. 4. 校时


    图1.2.7 校时

    图解:节点1在HMIBuilder中设置为校时服务器,系统当前时间传输给HMIBuilder,HMIBuilder通过工业以太网将信息传输给其他节点,在其他节点上HMIBuilder将信息传输给系统,从而达到与节点1时间同步。

  5. 5. 双网冗余


    图1.2.8 双网冗余

    图解:需要在HMIBuilder中设置A网和B网的IP地址和掩码。注意这两个网络应分属不同的网段,比如A网如果是192.168.x.x,则最好设置B网为10.x.x.x。

  6. 6. Web浏览


    图1.2.9 Web浏览

    图解:HMIBuilder本身内嵌Web服务器,将节点3设置为Web服务器,在其他节点上可以通过局域网浏览器比如IE查看节点3的画面,HMIBuilder的Web服务器支持Internet和Intranet,广域网客户端通过IE查看节点3的画面。

1.3 HMIBuilder分布式特点分析
  1. 1. 分布式管理、组态和监控

    如下图所示:


    图1.3.1 分布式网络架构图
    1. a,网络架构中,节点可按照功能分类,实现分布式架构。可以作为后台机、工作站、存盘服务器、报警服务器
    2. b,多个后台机和工作站,实现负荷分担。
    3. c,根据IP划分,实现多层监控架构。
  2. 2. 软总线技术应用


    如下图所示:
    1. a,由HMIBuilder SCADA模块,通过工业以太网,将各物理节点连接起来,形成软总线。
    2. b,各节点位于软总线上,每个节点运行的各功能模块彼此是没有差别。

    图1.3.2 软总线技术应用
  3. 3. 支持Web浏览
    1. a, 内嵌支持WebServer,允许用户通过浏览器来查看HMIBuilder的工作画面,并且画面、功能与本地组态软件运行的画面和功能没有差别。
    2. b,支持局域网、广域网IE浏览,可以穿越防火墙。
1.4 HMIBuilder分布式监控实例

基于工业以太网,通过创新的软总线技术,HMIBuilder强大的分布式网络功能表现在:通过方便灵活的、直观的用户交互组态配置,支持多种网络拓扑结构,支持多种类型网络节点,轻松实现数据共享、系统负荷分担、多种冗余备份等功能,完成分布式组态和监控,实现高可靠性的实时监控和历史信息网络共享。
在工业自动化控制现场SCADA系统中,我们可以分为现场采集层、现场控制层、本地操作层、中心管理层,层间都有网络进行连接。人机界面处于现在的管控一体化现场的核心位置,连接现场总线,完成总线逻辑控制系统上层的现场操作和管理,同时,负责将现场数据汇总后,将中心管理层关心的数据上传。同时,随着工业以太网的广泛应用,SCADA系统的网络化成为趋势,为分布式带来应用的环境。
图1.4.1是基于HMIBuilder的人机界面分布式监控系统的架构图。其中,本地管理现场,以HMI系统为核心,得控制和执行部分。然后,通过现场管理层,也就是桔黄色模块部分,依据采用分布式监控软件HMIBuider的软总线技术,配备不同的网络节点,负荷分担,将多个本地现场进行管理。然后,我们在分布式系统中,将某个节点配置为HMIBuilder Web Server,从而实现远程的IE浏览控制。


图1.4.1 HMIBuilder分布式监控系统架构图
1.5 结束语

HMIBuilder分布式网络架构得到业界专家的广泛认可,其可靠性、稳定性在工业自动化领域的深入应用已被明证。

 
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