监控连接

关键词： 车身 质量 监控 连接

监控连接（精选三篇）

监控连接 篇1

关键词：大众汽车,车身连接质量,特殊焊接金相检验

引言

作为德国最大的汽车集团, 大众汽车集团生产的大众牌汽车一直以其经济、耐用的特点, 在消费者心中留下了深刻的印象。由于大众采用了较多科技含量高的焊接工艺, 所以对车身连接质量监控也提出了很高的要求。在车身连接质量监控方面, 大众采用了哪些先进的监控手段来确保良好的车身连接质量呢?文章以一汽-大众为例对大众汽车的车身连接质量的金相检验监控手段为主, 对大众体系的车身连接质量进行了阐述, 以期与国内汽车业的同行相互交流、学习。

1 车身连接质量监控

白车身 (注:即焊装完成的车身) 的车身连接质量监控包含三个方面:对全车身大多数焊点以及以及对四门两盖折边胶质量的破坏性检验监控、车身标准件与非标准件的拧紧工艺监控以及文章将要阐述的一部分特殊焊接的金相检验。

金相检验工作, 一般包含外观评价和金相评价两个部分。金相检验, 是观察焊缝的内部结构尺寸, 用以评价焊缝内部质量是否合格的方法, 除此之外, 金相检验所测得的数据, 还可以用于指导调整焊接工艺参数, 以期优化不合格的工艺, 使之达到合格。

金相检验需要对所检测连接进行金相制样。对有一定长度的焊缝, 金相制样一般用延焊缝伸展方向的垂直方向, 抽取位置取焊缝剖面, 进行制样, 并观察截面金相。每道焊缝抽取截面进行金相观察的数量需要根据焊缝长度来确定。

大众标准对特殊焊接检验的评价分成三个等级:不合格, 偏差合格, 与合格。偏差合格是该连接至少要达到的标准, 连接达到偏差合格后, 质量状态可以接受, 但仍需在规定时间内继续整改, 直至合格为止。

2 金相检验

2.1激光熔焊

激光熔焊以激光为热源, 由于其焊缝美观, 所以多应用区域多为车身表面区域, 如高尔夫车型侧围以及奥迪车型的四门/后盖。

激光熔焊的特点: (1) 以线代点, 焊接强度较点焊提高30%, 焊接强度高; (2) 焊接速度为40mm/s, 工作效率高, 焊接速度快。

佛山工厂采用的焊接方式多为双层板平头搭接焊, 侧围少数区域采用三层板平头搭接焊。采用搭接焊的优点是耗费在调整两个板的尺寸搭接的时间相对而言较少, 因为两个板的重合区域明显。缺点是: (1) 焊接后承接力的方向有局限性; (2) 熔深较难控制, 下层板熔深容易不足, 导致连接强度较低。

对激光熔焊的金相评价遵循大众集团标准PV6719。评价分成两个部分:

(1) 外观评价:一条长焊缝可能是由多条焊缝拼接而成, 多条焊缝的长度之和 (d1+d2+d3+d4) , 偏差合格标准至少要大于总焊缝要求长度l的80%, 合格标准为90%。 (2) 金相评价:a.对焊缝进行纵向剖切检验。金相表面不得有裂纹;b.多层板焊缝冷却凝固后, 焊缝表面略微向内凹陷。凹陷深度过大则板与焊缝的剩余厚度不足, 导致连接强度下降。如图1所示, t1与t3为两侧板的厚度, h1与h3为两侧板的凹陷深度。剩余厚度Sn采用凹陷边缘切线到对应板与焊缝借口位置的距离。Sn大于0.7个对应板厚为合格, 大于0.6个对应板厚为偏差合格。

(3) 如上面所述, 熔深控制是激光熔焊的难点。焊接电流小, 激光焊熔深不够;焊接电流大, 又容易导致熔化部分温度升高, 流动性增强, 在氧枪的吹拂下, 流动过快, 致使凹陷深度过大, 剩余厚度不足。而为了保证焊接质量, 工厂一般采用大电流的方式, 这样就容易造成剩余厚度不足的问题。

佛山工厂激光熔焊采用了蛇形焊的方式, 蛇形焊缝, 阻碍了熔化部分的流动, 减小了凹陷深度。很好的解决了金相检验中剩余厚度不足的问题。

2.2 钎焊监控

钎焊, 熔点比比母材低的填充金属 (钎料) , 加热熔化后, 液态钎料润湿母材, 填充接头间隙并与母材相互扩散, 形成焊缝的焊接方法。钎焊变形小, 接头光滑美观, 用于外观可见零件的焊接。目前在佛山大众工厂应用的主要是激光钎焊与等离子钎焊两种。

钎焊用于顶盖与侧围焊接, 其特点是焊缝美观, 密封性好, 远优于“点焊+密封条”的方法。

钎焊对零件尺寸、清洁度及匹配状态的要求高, 顶盖及侧围外板焊前清擦, 配有专用的清洁设备;钎焊顶盖前后角 (焊缝前后端) 的热影响波浪、焊缝气孔是技术难题。

对钎焊的金相检验评价, 遵循大众集团标准PV1602, 评价方式如下:

(1) 表面评价:a.表面焊缝必须连续, 不能间断;b.表面目视孔洞直径不得大于0.2mm, 孔洞不得和板边缘连接起来, 否则不合格;c.焊缝两端不许打磨。

(2) 金相评价:a.焊接咬边位置处剩余板厚tr (包含打磨和抛光以后) 不能小于原始板厚的0.8倍;b.焊缝厚度不能小于原始板厚的0.8倍。c.焊缝不得有裂纹缺陷。d.焊缝上气孔面积之和不得大于焊缝总面积的10%。

2.3 气体保护焊监控

气体保护焊是利用气体作为电弧介质, 并保护电弧和焊接区的电弧焊。

电弧热量集中, 能量密度大, 可轻易焊透厚板材, 且焊缝对裂纹的敏感性低, 广泛用于返修。其次, 气体保护焊也用于底盘下部等汽车结构部件的连接。

佛山工厂多采用CO2气体作为保护气体的气体保护焊, 简称MAG焊 (Metal Active Gas arc Welding) 。在高尔夫车型顶盖上, 还采用了MIG焊 (Metal Inert Gas arc Welding) , 保护气体为氩气。

对气体保护焊的金相检验评价, 遵循大众集团标准PV6728, 评价方式如下:

2.3.1外观评价: (1) 一条焊缝不得低于零件标准图纸要求长度的80%, 合格标准为90%。 (2) 表面不得有裂纹、烧穿、与板材未融合等缺陷。

2.3.2金相评价: (1) 焊缝截面孔洞面积之和, 不得大于焊缝面积的10%。 (2) 图2为焊缝喉深SN的测量方法。喉深不得大于所连接板中最薄板的0.7倍。 (3) 熔深f如图3所示。当所连接板厚均大于1.0mm时, 熔深需大于0.2mm;当所连接板小于1.0mm时, 熔深需大于0.1mm。

2.4 铆接监控

利用铆钉机械的“镶嵌”作用, 实现零件连接的方法。铆接的特点是简单易行, 设备投入低, 不破坏零件表面镀层, 多用在非承重部件及铝件的连接。

注:凹陷焊缝评价方法 (左) ;凸出焊缝评价方法 (右)

佛山工厂用到的铆接有拉铆、冲铆铆钉 (锁铆) 、冲铆螺母/螺柱以及压铆。拉铆以及冲铆因为其构造不便于金相制样, 检测手段主要为扁铲实验和顶出力等力学性能实验。下面就压铆的金相检验评价, 进行说明。

对压铆的金相检验评价, 遵循大众集团标准VW01124-2, 评价方式如下:

(1) 如图4所示, 铆钉顶部不得低于板平面0.15mm以上。 (2) 铆钉不得穿透所连接板, 且铆钉截面上不得有裂痕。 (3) 如图5所示, 铆钉咬合深度不得小于0.1mm。

参考文献

[1]大众集团标准.PV6719:2008钢板上的激光熔焊评价标准[S].

[2]大众集团标准.PV1602:2012激光钎焊与等离子钎焊的评价标准[S].

[3]大众集团标准.PV6728:2009钢板上的气体保护焊评价标准[S].

监控连接 篇2

【关键词】工业以太网；制丝生产线；PLC；IFIX；驱动

1、前言

随着以太网技术的高速发展及它的80%的市场占有率和现场总线的明显缺陷，促使工控领域的各大厂商纷纷研发出适合自己工控产品且兼容性强的工业以太网。其中应用最为广泛的工业以太网之一是德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以太网。它提供了开放的，适用于工业环境下各种控制级别的不同的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络硬件，网络部件，拓扑结构，通信处理器和SIMATIC NET软件。

烟草企业制丝生产线工艺流程最长、工序最繁杂、设备种类最多的生产线。制丝生产线集中控制系统采用了SIMATIC NET工业以太网，按照叶片线、叶丝线、梗线、混丝线等工艺段划分，各工艺段通过段PLC（S7-400）挂接段内PROFINET IO站点，然后再通过SIMATIC NET工业以太网将各工艺段相联，系统上位监控软件采用GE公司的IFIX4.0，工业以太网通过IFIX软件将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，实现对设备的监控及数据采集。

2、IFIX软件与S7 PLC通讯的几种驱动方式简介

制丝线集控系统设备数量多，主机设备近100台，采用了S7-300/S7-400 PLC控制，在的主机设备中用到了PROFINET、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-DP、AS-I等现场总线，鉴于系统节点多，结构复杂的特点，在设计IFIX软件与S7 PLC通讯时采用多种通讯方式。主要包括：SI7、S7A、SL4、SIX 四种通讯驱动方式，现将这几种通讯驱动方式简要介绍如下：

2.1 IFIX软件与S7 PLC通过OPC方式进行通讯

SIMATIC NET是SIEMENS公司针对第三方开发的软件，是SIEMENS结合OPC的特点在工业层面上提供给您的一个开放的、多元化的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，OPC是一种通讯方式。SIMATIC NET OPC服务器随SIMATIC NET软件光盘提供，其名称为OPC. SIMATIC NET。OPC客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯。

为了解决IFIX与SIEMENS PLC之间的通讯，可以从SIMATIC NET中读取数据，IFIX提供了SI7的通讯驱动，只要安装了SI7驱动程序，就可以对SIMATIC NET OPC SERVER中进行数据读写。

安装SIMATIC NET软件后，产生一个虚拟的OPC服务器，SI7相当西门子OPC的客户端，SI7通讯驱动程序通过虚拟的OPC服务器与PLC进行通讯。

制丝线集控系统运行二年以来，这种连接方式运行较稳定，但是从实践结果看：

1、这种通讯连接方式安装调试非常麻烦。例如：如果要安装HMI工作站，首先要安装HMI软件（IFIX），其次安装SIMATIC NET软件以及SI7通讯驱动程序，然后对软件系统进行调试实现正常通讯，与其这样不如直接采用OPC的方式。

2、系统运行中发现，IFIX FOR SI7通讯方式最大不能超过4个HMI连接，如果超过4个会出现个别PLC站点数据采集偶尔中断现象。

2.2 IFIX软件与S7 PLC通过S7A驱动程序进行通讯

IFIX软件的I/O驱动中没有提供以太网TCP/IP驱动，IFIX FOR S7A驱动是基于TCP/IP协议的，它与IFIX FOR SI7驱动不同之处在于，IFIX FOR S7A 驱动与PLC连接时不需要安装SIMATICNET软件，而且至少可以连接8个以上PLC。

从现在集控系统运行情况看，IFIX FOR S7A 驱动运行很稳定，不需要烦杂的配置，安装调试方便，读写S7-300/S7-400 PLC速度较快，比较好用。

2.3 IFIX软件与S7 PLC通过SL4驱动程序进行通讯

SL4驱动程序是通过西门子网络第四层连接西门子PLC。S5：支持115U、135U、155U，支持CP143或CP1430通讯模块。S7：支持300和400系列PLC，但不支持CP443-TCP模块。西门子S5和TI PLC 使用较少，在这里不做介绍。

2.4 IFIX软件与S7 PLC通过SIX驱动程序进行通讯

SIX驱动走的是ISO协议，安装调试也比较简单，但是工程上使用的较少。SIX驱动不需要安装SIMATIC NET软件，较SI7驱动好用。

3、IFIX软件与S7 PLC通讯的几种驱动方式配置简介

通过对制丝线集中控制系统近两年的运行情况看，S7A驱动的安装调试简单，运行稳定可靠；SIX驱动在与S7-300PLC通讯时运行也很稳定，配置也较简单；SI7驱动安装调试复杂，在与S7-300PLC通讯时运行不稳定；SL4的驱动用的很少。

下面仅以Ifix与西门子S7-PLC通讯S7A驱动配置方法进行说明

1）在Windows操作系统下，开始-程序菜单运行S7A PowerTool软件；

2）鼠标点击中“Connect...”按钮，进入S7A PowerTool；

3）用鼠标点击窗口下方的“Add Channel”按钮，添加一个新的通讯服务。在窗口工具栏下方区域修改“Channel”名称，如“Xlcf”，然后勾选“Enable”复选框；

4）选中“Primary Comm Way”为“S7 TCP/IP”，设置“Timeout”为15000ms，“Comm Tepy”为“PG”；

5）在窗口下方用鼠标单击”Add Device”按钮（下方第二个按钮），添加一个新的通讯设备；

6）修改“Device”设备名称如“BJ”，在“Device Paramters”中输入PLC的IP地址，PLC的机架号，CPU槽号，选中“Enable”复选框。

7）完成以上所有设置后，鼠标点击”Add DataBlock”按钮（窗口下方第三个按钮），修改相关参数值。在Block项中输入与S7A相关联的数据块的名称，I/O Adress Setup ----Memory输入框中选择通讯类别（如I点，M点以及DB数据块等），Starting中输入连接DB数据块的起始地址（如10.0其中10是DB数据块号，0为DB数据块起始地址），No.of中输入的数据为通讯数据块中的數据长度，选中“Enable”复选框；

8）所有设置完成以后，注意保存，然后点击绿色三角按钮运行该设置；

9）运行后，点击工具栏的”Display Mode-Stats Mode”按钮（类似棒图的按钮），打开该画面，可以查看通讯是否运行正常，观察Data选项，通讯正常则显示为“Good”。

4、结束语

监控连接 篇3

电站监控和数据采集SCADA(Supervisory Contro And Data Acquisition)系统的体系结构总是伴随着工业过程规模和地域的不断扩大和复杂化而逐渐发生着变化。相对传统的单纯依靠OPC(OLE for Process Control)的本地异种设备互连和系统集成技术已不能满足电力系统广域化的生产过程系统监控的需要。当前分布式数据存取技术的多样性(如DCOM、COBRA等)和内部协议的专有性也限制了基于互联网统一的、安全可靠数据交换和信息共享的实现[1,2,3,4]。本文提出了一种基于分布式OPC、组件连接件和Web Service技术的工业过程远程监控系统的体系结构。在这种结构中,测控终端可分布在广大的区域内,在每个终端点上不同种类的现场数据采集或执行模块与工业控制计算机使用现场总线方式连接,工业控制机作为终端点的智能端。各个智能端主要由数据服务模块、组件连接件和Web Service模块构成。智能端内的数据服务模块基于高级程序设计语言开发,包含有OPC客户端,采用标准的OPC技术实现与本地各类设备的软连接和数据交换。在数据服务模块和Web Service模块的数据交换上,使用基于组件对象模型COM(Compo nent Object Model)的组件连接件,Web Service模块中的请求处理器和实时数据库等基于COM技术通过连接件组件与后台的各个数据服务模块连接实现数据交换。终端点通过智能端以以太网方式与互联网连接。由于组件连接件采用功能一体化的实现模式,大幅提高了系统集成的灵活性和互用性。每个智能端均可同时作为过程数据的客户(请求者)或服务器,采用Web Service的超文本传输协议HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)实现开放性的通信。智能端作为服务器提供分布式的现场数据时,既可使用非实时的数据库转储方式,也可使用实时的直接读写方式。客户可选择使用作为网络资源存在于服务器智能端上的不同的Web Service处理函数来得到服务器智能端上的数据。同时,采用独立或共享方式布置一台通用描述、发现与集成服务UDDI(Universal Description Discovery and Integration)的服务器。系统开发和应用实践表明,这种体系结构由于充分利用了开放性的组件互连和Web Service技术,可很好地解决工业过程大规模、广域化监控的问题,具有很好的开放性和可集成性。同时,由于采用互联网作为数据传输网络,使得这种体系结构的应用更为广泛。

1 Web Service简介

Web Service是一种新的通过Web实现的分布式、自包含、自描述、松散耦合的计算模型,能够被描述并通过网络发布、发现和调用,可以看成是一系列标准的综合,包括可扩展标记语言(XML)、简单对象访问协议(SOAP)、Web服务描述语言(WSDL)、UDDI等,其突出优点是实现了真正意义上的平台独立性和语言独立性。

在Web Service体系中,所有的应用实体都被抽象成服务。其中包括3个实体,即服务提供者(Service provider)、服务请求者(Service requester)、服务代理(Service broker)。服务提供者在这里发布他们的服务;服务请求者在这里查找服务,获取服务的绑定信息。Web Service结构图如图1所示。

Web Service是对象组件技术在Internet中的延伸,是封装成单个实体且发布到网络上以供其他程序使用的功能集合。Web Service也可以分散于Intranet的各个地方,通过互相调用以协同完成业务活动。服务提供者开发一个可以通过网络被访问的服务,然后将服务的描述注册到服务注册器或者发送给服务请求者;服务请求者通过查找动作在本地或服务注册器中检索服务描述,找到后,通过绑定就可以使用该项服务。Web Service基于XML文档进行服务描述、服务请求和反馈结果,可以在Internet上通过HTTP协议进行数据传输[5,6,7,8]。

将基于Web Service的信息架构技术应用于构建电站远程监控系统系统具有3个特点。

a.可集成性好。由于Web Service采取简单的、易理解的标准Web协议作为组件界面描述和协同描述规范,完全屏蔽了不同软件平台的差异,实现了在当前环境下最高的可集成性。这就使得电站新建时和原电站技术改造中所引入的基于多开发平台、多编程语言的用户应用和数据库系统间的监控信息,数据交换具有了一个完善的解决方案[9,10,11]。

b.开放性程度高。Web服务易于实现异构平台的互连,使用SOAP协议在HTTP上传输,这些都为集成更多的资源和被更多的用户使用提供了方便。在现代电站广域网的分布信息环境中,完全有可能出现采用不同分布式模型的应用系统[12]。

c.封装性好。Web服务的物理位置和具体实现对调用者是透明的,只要调用接口不变,Web服务实现的任何变更都不会影响到调用者的使用,便于资源、服务和算法的不断更新和升级。

2 基于分布式OPC、组件连接件和Web服务的电站远程监控系统

2.1 系统体系结构与工作原理

为解决上述广域的、远程数据采集和控制以及数据的开放性和透明传输的问题,本文在此提出一种基于OPC、组件连接件和Web Service的远程监控系统体系。在这种体系结构中,将OPC技术应用于基于异种设备互连的就地数据采集和设备控制;并将采集的数据采用Web Service技术进行远程数据传输。该体系结构如图2所示。系统中包括3类主要模件:OPC服务器、基于COM的连接件组件、基于COM的Web Service组件。

OPC服务器主要负责基于异种设备互连的就地数据采集和设备控制;在OPC服务器模块与Web Service模块之间,采用用户编程方式实现“连接件”组件,通过OPC客户端模块,向下实现与OPC服务器的连接,向上实现与Web Service模块的连接;基于COM的Web Service组件主要用于实现基于Internet的数据传输、存储和发布。其中连接件模块和Web Service模块均设计为COM模块,使其组件化,更加便于系统的集成。OPC客户端和连接件组件由用户应用各种支持COM编程的高级语言平台来设计开发,连接件使用客户端调用各类异种设备的OPC服务器提供的服务与该网络节点相连的各类异种设备进行数据交换;客户上层应用模块为本地节点用户提供人机界面,通过上层应用程序,本地用户向连接件发送指令,基于COM规范灵活地、一致地调用其提供的COM接口函数,实现对现场设备的各种操作。Web Service模块使用连接件组件提供的服务对现场数据进行读写并可配置与Web Service读写有关的参数。Web Service模块将服务的内容在服务代理的UDDI注册中心发布,服务的WSDL接口清楚地描述了它所支持的请求与响应,远程客户通过UDDI中心发现封装有数据的服务并进行绑定,然后利用SOAP协议来调用服务即可访问现场数据。

2.2 基于OPC的数据服务模块设计

数据服务模块由OPC客户端和各种设备的OPC服务器组成,其功能是实现基于OPC规范的统一数据传输。本系统采用微软.NET平台开发OPC客户端子模块。OPC客户端为用户提供人机界面来实现对各类OPC服务器的选择和连接及客户端子模块的参数配置等。在本设计中,用户只需通过客户端所提供的人机界面选择OPC服务器及其所需数据项就可实现对数据的连接和读写。其数据读写的基本步骤为:OPC连接-数据读写-OPC断开。OPC服务器可获得多种类型的数据,如设备、系统数据、报警和事件数据及历史数据等。现场数据采集后存储于实时数据库中,网关通过一些成熟的协议或中间件技术如ODBC、ADO来访问数据库。OPC客户端提供的数据访问方法有:Conn Server()用于连接OPC服务器;Get Items Value(string Item IDs)用于从OPC服务器获取一组Item值;Write Item Value(string Item ID,short Value)用于将数据写入OPC服务器的某项中。

OPC客户端在从OPC服务器读取数据后,将调用连接件组件提供的COM接口与其进行数据交互。

2.3 基于COM的连接件组件设计

在传统的本地设备监控中,由于未考虑设备的远程监控和数据传输问题,常用的系统架构是:现场设备-OPC服务器-OPC客户端-上位用户程序,其中OPC客户端是连接用户和OPC服务器的桥梁,可认为是一种本地化的连接件。而在本体系中,系统不仅需为本地用户提供数据读写、人机界面显示等服务,还需要实现基于广域网的数据传输和设备监控,因此其功能是双重的,这样就需要将OPC技术与Web Service无缝地结合起来。显然,传统的单纯依靠OPC客户端作为连接件的本地监控体系是不适用的。本系统中引入连接件组件来实现这2种功能的结合。连接件组件不但可为本地用户提供服务实现数据的就地读写和显示等功能,还向上与Web Service组件相连,为其提供服务实现数据的基于节点实时数据库的存储、更新,同时通过Web Service组件功能实现了基于广域网的数据读写和共享。此外,客户端程序还可通过连接件组件与Web Service模块交互,实现本地用户对Web Service服务的控制。由于连接件组件在系统功能的结合上是以一种一体化形式实现的,因此在本地节点系统升级时只需升级或修改该连接件组件即可,而原有的OPC客户端、上位用户程序以及Web Service组件则可继续使用,从而大幅提高了系统集成的灵活性和互用性。

连接件组件所提供的服务接口可分为3种类别。

a.为客户端程序提供的针对现场设备的各类操作的指令接口IGUITo Devices。

b.为Web Service模块提供的针对现场设备的数据读写操作的指令接口IWSTo Devices。

c.为客户端程序提供的针对Web Service的各类操作的指令接口IGUITo WS。

其中IGUITo Devices主要提供的服务为读数据、写数据、模块配置,分别对应接口实现函数Read Data()、Write Data()和Conf()。

IWSTo Devices主要提供的服务为随机读写、定时读写、属性配置,分别对应接口实现函数Read Data-By User()、Write Data By User()、By Timer()、Write Data-By Timer()。

GUITo WS主要提供的服务为向实时数据库读写数据、实时数据库配置以及UDDI属性配置,分别对应接口实现函数Read Data-From RTDB()、Write Data To RTDB()、Conf-RTDB()和Conf UDDI()。

连接件组件所设计的接口如图3所示。

2.4 基于COM的Web Service组件设计

本体系中的Web Service模块布置在本地节点的互联网信息服务IIS(Internet Information Services)平台上。Web Service模块主要由Web Service请求处理器模块、Web Service服务模块和实时数据库构成。广域网上数据请求客户生成的SOAP请求会被嵌入在一个HTTPPOST请求中,发送到该节点处。请求处理器模块解析收到的该SOAP数据请求,调用Web Service服务模块所提供的实时数据库服务,然后再生成相应的SOAP应答。IIS得到来自Web Service模块的SOAP应答后,通过HTTP应答方式把它送回到远程数据请求客户端,从而完成一次远程的数据交换。Web Service服务模块主要为请求处理器模块提供数据服务,实现对后台实时数据库的管理,主要包括实时数据读写、存储、查询以及模块属性设置等操作,采用COM规范封装为组件形式,对外提供COM接口,供连接件或其他客户程序使用。与传统的非组件形式的Web Service模块相比,该种COM组件形式的Web Service模块具有COM组件的各种优点,因此具有更好的系统集成性和应用上的灵活性。

Web Service组件设计采用微软的Visual Studio.NET平台。.NET平台不仅延续了微软一贯的编程风格,而且还增加了许多支持Web服务的关键性技术,使得.NET在操作的简单性和执行的稳定性和高效性上达到了一个非常好的结合。将从数据服务模块和连接件组件获取的数据按照一定的要求封装为Web Service数据。在进行数据封装时,按照功能确定调用者使用的接口。根据接口定义,在Visual C++.NET语言环境下定义接口,根据接口文件使用专用工具生成Web Service描述文件WSDL。再根据WSDL,应用C#编程实现对应的服务端代码,完成接口具体操作。将数据封装为Web Service后需向UDDI代理服务器提供由WSDL编写的服务描述,在UDDI注册中心发布。Web Service模块所提供的服务的WSDL接口清楚地描述了它所支持的请求与响应。远程客户通过UDDI中心发现封装有数据的服务并进行绑定,然后利用SOAP协议调用服务即可访问现场数据。

3 系统应用

设计开发的系统应用于火电厂锅炉燃烧控制的锅炉参数的远程监控,整个大系统包括位于现场的数据节点和远程的各数据监控用户;在数据节点上安装有本文所述之过程监控系统。现场数据采集和控制采用基金会现场总线(FF)各类智能设备,如表1所示。现场数据节点采用PC机,安装有FF现场总线控制系统OPC服务器Smar OPC Server,作为数据服务模块的一个重要组成部分,用于读写位于现场层的各类智能设备的数据;连接件模块和Web Service安装于同一PC机上,从数据服务模块获取数据后封装成Web Service发送给远程客户。远程客户可以穿越现场节点所在的企业级防火墙以Web页面的形式与现场节点交互。应用本文所述体系的远程监控系统的总体结构如图4所示(图中IED为现场智能节点)。

下例代码为远程客户从现场数据节点取得锅炉参数数据的过程。

上例中首先调用mssoapinit,把WSDL文档的URL传给Soap Client类对象boiler_soap。一旦初始化完成,对象boiler_soap就得到了Web Service的所有方法,可以直接调用这些方法。

远程客户通过监控服务系统Web页面访问的控制现场锅炉汽包水位的趋势曲线如图5所示。

4 结语

本文提出的基于分布式OPC、组件连接件和Web Service的电站远程监控系统,充分利用了互联网信息架构技术Web Service,构建了一个包含不同粒度的服务和支持多层次服务调用的远程监控信息平台。同时,使用连接件组件成功实现了Web Service与传统OPC本地监控技术的有机结合,且使系统总体具有更好的系统集成性和灵活性。基于该平台,广域监控系统内的各个节点充分实现了无障碍信息共享与数据交换,成功解决了远程与本地各节点间数据信息的互操作性问题,从而大幅提升了监控系统总体的性能,有效地实现了广域网内各数据节点内部相关应用系统的集成,具备良好的开放性和可扩展性。本文所提出的该种监控体系和所设计的监控系统已成功应用于国内多家电站的生产系统监控中。工程运行实践表明,所设计的监控系统稳定可靠,具有高度的集成性和开放性,为企业提供了更多更好的服务,具有很好的应用和推广价值。

参考文献

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