1.1 引言
HMIBuilder組態(tài)軟件已經成功應用于電力、石油、樓宇、交通和工廠自動化等領域的數據采集與系統監(jiān)控。HMIBuilder通用系統是一套工業(yè)分布式組態(tài)軟件平臺,可以運行在自動控制系統監(jiān)控層一級的PC-based平臺,使用靈活的組態(tài)方式,為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制監(jiān)控系統。HMIBuilder組態(tài)軟件不僅能支持各種工控設備和常見的通信協議,而且提供了分布式網絡數據管理功能。本文主要是總結HMIBuilder系統的分布式模型、分析軟件分布式特點、以及分享基于HMIBuilder的人機界面分布式監(jiān)控實例。
1.2 HMIBuilder分布式模型分析
1. 實時信息共享(針對View)
模式一:
注:“藍色虛線箭頭”為數據信息流的走向。
“黑色實線”為設備實際連接線路。
紅色部分為兩個節(jié)點(Node1,Node2),
節(jié)點中PLC1和PLC2為硬件設備虛擬映射。
圖解:數據信息流的走向表明PLC1和PLC2通過現場總線分別傳輸給PC (Node1)和PC (Node2),兩臺PC分別安裝HMIBuilder組態(tài)軟件,PC(Node1)通過工業(yè)以太網將PLC1數據傳輸給PC(Node2),同時PC(Node2)將PLC2數據傳輸給PC(Node1),從而達到實時信息共享,兩個節(jié)點可以分別通過HMIBuilder中View模塊進行顯示
模式二:
圖解:節(jié)點1和節(jié)點2不做顯示,而是通過節(jié)點3進行顯示
2.2. 歷史數據存儲
模式一:
圖解:兩個節(jié)點可以分別作為存盤服務器對PLC1和PLC2的數據進行存儲
模式二:
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圖解:兩個節(jié)點均不做數據存儲,而是將節(jié)點3作為存盤服務器進行數據存儲
3.3. 告警信息
模式一:
圖解:與歷史數據存儲同理。
模式二:
圖解:與歷史數據存儲同理。
4.4. 校時
圖解:節(jié)點1在HMIBuilder中設置為校時服務器,系統當前時間傳輸給HMIBuilder,HMIBuilder通過工業(yè)以太網將信息傳輸給其他節(jié)點,在其他節(jié)點上HMIBuilder將信息傳輸給系統,從而達到與節(jié)點1時間同步。
5.5. 雙網冗余
圖解:需要在HMIBuilder中設置A網和B網的IP地址和掩碼。注意這兩個網絡應分屬不同的網段,比如A網如果是192.168.x.x,則最好設置B網為10.x.x.x。 [nextpage]
6.6. Web瀏覽
圖解:HMIBuilder本身內嵌Web服務器,將節(jié)點3設置為Web服務器,在其他節(jié)點上可以通過局域網瀏覽器比如IE查看節(jié)點3的畫面,HMIBuilder的Web服務器支持Internet和Intranet,廣域網客戶端通過IE查看節(jié)點3的畫面。
1.3 HMIBuilder分布式特點分析
1. 分布式管理、組態(tài)和監(jiān)控
如下圖所示:
a,網絡架構中,節(jié)點可按照功能分類,實現分布式架構??梢宰鳛楹笈_機、工作站、存盤服務器、報警服務器
b,多個后臺機和工作站,實現負荷分擔。
c,根據IP劃分,實現多層監(jiān)控架構。
2.2. 軟總線技術應用
如下圖所示:
a,由HMIBuilder SCADA模塊,通過工業(yè)以太網,將各物理節(jié)點連接起來,形成軟總線。
b,各節(jié)點位于軟總線上,每個節(jié)點運行的各功能模塊彼此是沒有差別。 [nextpage]
3.3. 支持Web瀏覽
a, 內嵌支持WebServer,允許用戶通過瀏覽器來查看HMIBuilder的工作畫面,并且畫面、功能與本地組態(tài)軟件運行的畫面和功能沒有差別。
b,支持局域網、廣域網IE瀏覽,可以穿越防火墻。
1.4 HMIBuilder分布式監(jiān)控實例
基于工業(yè)以太網,通過創(chuàng)新的軟總線技術,HMIBuilder強大的分布式網絡功能表現在:通過方便靈活的、直觀的用戶交互組態(tài)配置,支持多種網絡拓撲結構,支持多種類型網絡節(jié)點,輕松實現數據共享、系統負荷分擔、多種冗余備份等功能,完成分布式組態(tài)和監(jiān)控,實現高可靠性的實時監(jiān)控和歷史信息網絡共享。
在工業(yè)自動化控制現場SCADA系統中,我們可以分為現場采集層、現場控制層、本地操作層、中心管理層,層間都有網絡進行連接。人機界面處于現在的管控一體化現場的核心位置,連接現場總線,完成總線邏輯控制系統上層的現場操作和管理,同時,負責將現場數據匯總后,將中心管理層關心的數據上傳。同時,隨著工業(yè)以太網的廣泛應用,SCADA系統的網絡化成為趨勢,為分布式帶來應用的環(huán)境。
圖1.4.1是基于HMIBuilder的人機界面分布式監(jiān)控系統的架構圖。其中,本地管理現場,以HMI系統為核心,得控制和執(zhí)行部分。然后,通過現場管理層,也就是桔黃色模塊部分,依據采用分布式監(jiān)控軟件HMIBuider的軟總線技術,配備不同的網絡節(jié)點,負荷分擔,將多個本地現場進行管理。然后,我們在分布式系統中,將某個節(jié)點配置為HMIBuilder Web Server,從而實現遠程的IE瀏覽控制。
1.5 結束語
HMIBuilder分布式網絡架構得到業(yè)界專家的廣泛認可,其可靠性、穩(wěn)定性在工業(yè)自動化領域的深入應用已被明證。