CN109901830A - 一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统 - Google Patents
一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统,用于web的生产监控系统,解决scada系统与设备之间的强连接关系。将采集层与监控层分离,开发可配置的设备控件,控件可以按照设备名称,监控信号手动配置,避免程序的修改,同时集成scada系统的设备信息监控、运行状态监控、产量监控、报警监控功能,各模块的使用通过配置实现,易于增加或者移除。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统。
背景技术
现代的生产制造企业正逐步向智能工厂的模式发展,融合信息技术、先进制造技术、自动化技术与人工智能来实现生产的全面追踪,监控设备的运行状态,采集生产数据进行分析以优化制造活动。其中scada系统作为企业最通用的监控采集系统,是企业信息化的基础,它与设备直接连接,是其它系统的数据来源。Scada系统帮助企业实时了解每个工站加工情况,易于全面分析整个生产活动。
随着应用行业的增多,现有scada系统在使用时暴露的问题逐渐体现,尤其是与设备接口信号之间的联系尤为密切,信号的改变一定需要系统程序的修改或者增加,造成相同类型的项目由于信号接口的不同而花费时间做基础开发。从多个方面分析现有软件存在的问题及未突破点基本如下:
(1)对硬件需求较大:制造企业原有的scada需要配置客户机安装在设备旁进行单台设备的生产监控,硬件部署复杂,不易于移植;
(2)系统可配置性较低:系统与设备的接口信号发生改变,或者增加设备监控时,系统需要修改大量代码实现功能;
(3)客户使用体验较差:C/S架构开发的监控页面工业化风格强烈,对于非开发人员使用不直观,不能很好的了解生产实际;
(4)实时监控性体现不足:原先的scada系统兼具采集与监控,既要与设备实时通讯,又要将命令传递监控层显示,实时性不能保证。
(5)系统开发代码冗余:系统功能较多时,每个模块及里面的控件都需要设置唯一id与设备绑定,重复性的控件定义造成代码冗余。当设备id改变时,代码修改量较大,准确性不易保证。
发明内容
为了解决scada系统与设备之间的强连接关系,本发明提出一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统,用于web的生产监控系统。将采集层与监控层分离,开发可配置的设备控件,控件可以按照设备名称,监控信号手动配置,避免程序的修改,同时集成scada系统的设备信息监控、运行状态监控、产量监控、报警监控功能,各模块的使用通过配置实现,易于增加或者移除。
为了达到上述目的,本发明的技术方案如下:
一种用于scada系统开发的信号配置方法,包括:
步骤1:绘制车间布局,scada系统模拟车间布局建立监控界面,实现与车间同步的监控,初步建立web端scada监控画面;
步骤2:在配置文件中添加与设备的接口信号,按照信号名称与信号id的方式一对一添加,每个信号id值唯一,之后手动配置的控件标识中自动添加相应id;
步骤3:添加设备控件,根据车间设备实际布局将控件拖拽到监控界面指定位置,配置其相关属性,设备控件包括:设备编号、通讯状态、有无工件三个分控件组成;
步骤4:配置控件功能模块,功能模块根据需要配置,功能模块可包括设备信息、运行状态监控、产量监控、报警监控功能一种或多种;
步骤5:采集层与监控层根据协议进行信息交互,采集层配置文件中也包含步骤2中的信号名称与id一一对应信息,适用于所有连接设备;
当监控到设备状态改变时,将设备编号、信号id、信号状态发送给监控层,监控层对协议进行解析,首先根据设备编号确定控件,然后获得信号id与信号状态调用控件事件,控件显示变化后的属性结果,来模拟设备的状态变化。
本发明提出一种用于scada系统的信号配置方法。Scada系统的生产监控其实是对设备每个生产状态的实时反映,而对于设备和上位系统来说,每个设备状态就是一个接口信号,将每个接口信号做到动态配置即实现了scada系统开发的可配置性,提高了系统的可移植性。因此优化scada系统架构,应用信号配置方法建立标准的scada系统方便项目上线。
在上述技术方案的基础上,还可做如下改进:
作为优选的方案,设备控件属性包括:设备名称、控件方向、控件位置、基本信号、特殊信号中的一种或多种。
作为优选的方案,步骤3具体为,将scada系统切换到“开发模式”下,选择“增加设备”,添加一组设备控件,输入设备编号,设备位置,拖动到指定布局位置即可完成添加;
当所有设备配置完成后,将scada系统切换到“使用模式”下,各控件不可修改,只能使用。
一种用于scada系统开发的信号配置系统,包括:
采集层,采集层集中设备通讯与数据采集,部署在总服务器上完成对所有设备的采集;
监控层,监控层与采集层互相独立,且监控层采用web方式开发,运用用于scada系统开发的信号配置方法将业务绑定在标准控件中,以配置实现功能。
作为优选的方案,采集层与监控层之间存在关联配置,采集层所有信号根据名称与id的方式建立一一对应关系,保存在配置文件中;监控层根据用户需求在配置文件中配置需要用到的信号,之后程序中所有涉及信号的内容全部以id作为索引匹配对应信号,内部调取信号属性达到指令结果。
作为优选的方案,控件支持设备信息监控、运行状态监控、产量监控、报警监控中一种或多种功能的使用,可手动配置功能是否启用。
作为优选的方案,用于scada系统开发的信号配置系统包括“开发模式”和“使用模式”;
在“开发模式”下启用用于scada系统开发的信号配置方法,可手动增加、修改控件布局与控件属性;
在“使用模式”下关闭用于scada系统开发的信号配置方法,控件属性不可调整。
作为优选的方案,采集层与监控层之间的协议标准化,采集层监控设备状态变化,按照设备编号、信号id与信号状态的格式发送给监控层,监控层解析协议,触发控件显示设备状态变化。
本发明还提出了一种用于scada系统开发的信号配置系统,其为一种基于B/S架构开发,信号可配置的scada系统,系统划分采集层和监控层,实现完全仿真车间实际,监控显示车间生产各环节及整体加工状态。信号配置方法主要体现在监控层,采集层按照信号定义输出指令。监控层采用JavaScript与viewport开发一种标准控件用于表现每台设备,控件属性包括设备名称、设备基本信号、设备特殊信号,每个信号定义属性参数。当采集层收到设备状态变化时,发出协议命令,监控层解析命令发送给目标控件,控件按照属性定义,动态显示设备运行状态,完成scada系统的功能展示。系统支持拖拽的方式对控件增加、修改与删除,即不进行程序开发,手动配置来完成scada系统的建模与功能实现。
附图说明
图1为本发明实施例提供的信号配置控件的示意图;
图2为本发明实施例提供的控件功能模块例图;
图3为本发明实施例提供的协议信号通讯流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的,一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统的其中一些实施例中,
一种用于scada系统开发的信号配置方法,包括:
步骤1:绘制车间布局,scada系统模拟车间布局建立监控界面,实现与车间同步的监控,初步建立web端scada监控画面;
步骤2:在配置文件中添加与设备的接口信号,按照信号名称与信号id的方式一对一添加,每个信号id值唯一,之后手动配置的控件标识中自动添加相应id;
例如:<add key=″HeartBeatPLC″value=″1″/><add key=″PutOn″value=″2″/>
在js文件中封装定义了控件的属性与事件,包括信号发生、解除、中断,报错等。
控件事件代码例如:this.stop=function(){
$(this).find(″.ALop_img″).removeClass(″ALstart″).addClass(″ALwarn″);}
每个事件对应相应的参数表达设备状态,例如:
.ALwarn{
background-image∶url(″../img/warn.svg″);
}
步骤3:添加设备控件,根据车间设备实际布局将控件拖拽到监控界面指定位置,配置其相关属性,设备控件包括:设备编号、通讯状态、有无工件三个分控件组成,如图1所示;
步骤4:配置控件功能模块,功能模块根据需要配置,功能模块可包括设备信息、运行状态监控、产量监控、报警监控功能一种或多种;
步骤5:采集层与监控层根据协议进行信息交互,如图3所示,采集层配置文件中也包含步骤2中的信号名称与id一一对应信息,适用于所有连接设备;
当监控到设备状态改变时,将设备编号、信号id、信号状态发送给监控层,监控层对协议进行解析,首先根据设备编号确定控件,然后获得信号id与信号状态调用控件事件,控件显示变化后的属性结果,来模拟设备的状态变化。
在步骤1中,可通过canvas控件绘制车间布局,为了实现与车间同步的监控,scada首先要模拟车间布局建立监控界面,系统自带控件库,包括线体、转台、机器人、桁架等,开发者通过组合各控件搭建监视画面,初步建立web端scada监控画面。
如图2所示,图2为步骤4所描述的一个设备功能模块配置完成的例子。在运行状态监控模块,模块添加后默认加载配置文件中所有信号,控件名称按照”status_id”的格式自动生成。
本发明提出一种用于scada系统的信号配置方法。Scada系统的生产监控其实是对设备每个生产状态的实时反映,而对于设备和上位系统来说,每个设备状态就是一个接口信号,将每个接口信号做到动态配置即实现了scada系统开发的可配置性,提高了系统的可移植性。因此优化scada系统架构,应用信号配置方法建立标准的scada系统方便项目上线。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,设备控件属性包括:设备名称、控件方向、控件位置、基本信号、特殊信号中的一种或多种。
设备名称:控件的唯一索引,用于定位控件;
控件方向:控件布局时,考虑控件在整体页面的合理性,支持四个方向的翻转;
控件位置:模拟设备在车间的位置,参数值是每个控件相对起点的偏移;
基本信号:设备生产的基本信号包括通讯是否正常、是否有工件、是否设备报警;
特殊信号:根据设备类型和用户需求的不同,配置其它信号属性。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,步骤3具体为,将scada系统切换到“开发模式”下,选择“增加设备”,添加一组设备控件,输入设备编号,设备位置,拖动到指定布局位置即可完成添加;
当所有设备配置完成后,将scada系统切换到“使用模式”下,各控件不可修改,只能使用。
其中,控件在“开发模式”下,支持修改、删除、复制重命名。
一种用于scada系统开发的信号配置系统,包括:
采集层,采集层集中设备通讯与数据采集,部署在总服务器上完成对所有设备的采集;
监控层,监控层与采集层互相独立,且监控层采用web方式开发,运用用于scada系统开发的信号配置方法将业务绑定在标准控件中,以配置实现功能。
采集层与监控层独立,系统划分功能开发各自独立的程序,摆脱单台设备监控的弊端。采集层集中设备通讯与数据采集,部署在总服务器上完成对所有设备的采集,提高与设备响应的速率。监控层采用web方式开发,运用信号配置方法将业务绑定在标准控件中,以配置实现功能而非代码,提高动态同步生产实际。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,采集层与监控层之间存在关联配置,采集层所有信号根据名称与id的方式建立一一对应关系,保存在配置文件中;监控层根据用户需求在配置文件中配置需要用到的信号,之后程序中所有涉及信号的内容全部以id作为索引匹配对应信号,内部调取信号属性达到指令结果。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,控件支持设备信息监控、运行状态监控、产量监控、报警监控中一种或多种功能的使用,可手动配置功能是否启用。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,用于scada系统开发的信号配置系统包括“开发模式”和“使用模式”;
在“开发模式”下启用用于scada系统开发的信号配置方法,可手动增加、修改控件布局与控件属性;
在“使用模式”下关闭用于scada系统开发的信号配置方法,控件属性不可调整。
为了进一步地优化本发明的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,采集层与监控层之间的协议标准化,采集层监控设备状态变化,按照设备编号、信号id与信号状态的格式发送给监控层,监控层解析协议,触发控件显示设备状态变化。
本发明还提出了一种用于scada系统开发的信号配置系统,其为一种基于B/S架构开发,信号可配置的scada系统,系统划分采集层和监控层,实现完全仿真车间实际,监控显示车间生产各环节及整体加工状态。信号配置方法主要体现在监控层,采集层按照信号定义输出指令。监控层采用JavaScript与viewport开发一种标准控件用于表现每台设备,控件属性包括设备名称、设备基本信号、设备特殊信号,每个信号定义属性参数。当采集层收到设备状态变化时,发出协议命令,监控层解析命令发送给目标控件,控件按照属性定义,动态显示设备运行状态,完成scada系统的功能展示。系统支持拖拽的方式对控件增加、修改与删除,即不进行程序开发,手动配置来完成scada系统的建模与功能实现。
由于客户对监控系统性能和软件实现效果的要求提高,软件开发的趋势由原来基于客户端开发的scada系统转型为web端开发,将设备数据采集与监控分离,各自不存在干扰,解决系统对服务器和客户机的依赖,同时监控层的UI设计更丰富,提供客户使用更加图形化和动态化,web端开发对于远程数据信息的传输和基础共享有了更好的解决,实现了综合性的自动化全面发展。
因此系统架构向web转型,这样提供了更方便的条件来建立一套标准的信号配置方法,用于解决设备类型或者用户需求改变时,scada系统的二次开发时间较长问题,同时集成现有系统的需求,开发标准控件,提高系统配置性与性能,以便于项目的应用实施。
为了解决scada系统与设备之间的强连接关系,本发明提出一种用于scada系统开发的信号配置方法与系统,用于web的生产监控系统。将采集层与监控层分离,开发可配置的设备控件,控件可以按照设备名称,监控信号手动配置,避免程序的修改,同时集成scada系统的设备信息监控、运行状态监控、产量监控、报警监控功能,各模块的使用通过配置实现,易于增加或者移除。
对于本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于scada系统开发的信号配置方法,其特征在于,包括:
步骤1:绘制车间布局,scada系统模拟车间布局建立监控界面,实现与车间同步的监控,初步建立web端scada监控画面;
步骤2:在配置文件中添加与设备的接口信号,按照信号名称与信号id的方式一对一添加,每个信号id值唯一,之后手动配置的控件标识中自动添加相应id;
步骤3:添加设备控件,根据车间设备实际布局将控件拖拽到监控界面指定位置,配置其相关属性,设备控件包括:设备编号、通讯状态、有无工件三个分控件组成;
步骤4:配置控件功能模块,功能模块根据需要配置,功能模块可包括设备信息、运行状态监控、产量监控、报警监控功能一种或多种;
步骤5:采集层与监控层根据协议进行信息交互,采集层配置文件中也包含步骤2中的信号名称与id一一对应信息,适用于所有连接设备;
当监控到设备状态改变时,将设备编号、信号id、信号状态发送给监控层,监控层对协议进行解析,首先根据设备编号确定控件,然后获得信号id与信号状态调用控件事件,控件显示变化后的属性结果,来模拟设备的状态变化。
2.根据权利要求1所述的用于scada系统开发的信号配置方法,其特征在于,在所述步骤3中,所述设备控件属性包括:设备名称、控件方向、控件位置、基本信号、特殊信号中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的用于scada系统开发的信号配置方法,其特征在于,所述步骤3具体为,将所述scada系统切换到“开发模式”下,选择“增加设备”,添加一组设备控件,输入设备编号,设备位置,拖动到指定布局位置即可完成添加;
当所有设备配置完成后,将所述scada系统切换到“使用模式”下,各控件不可修改,只能使用。
4.一种用于scada系统开发的信号配置系统,其特征在于,包括:
采集层,所述采集层集中设备通讯与数据采集,部署在总服务器上完成对所有设备的采集;
监控层,所述监控层与所述采集层互相独立,且所述监控层采用web方式开发,运用如权利要求1-3任一项所述的用于scada系统开发的信号配置方法将业务绑定在标准控件中,以配置实现功能。
5.根据权利要求4所述的用于scada系统开发的信号配置系统,其特征在于,所述采集层与所述监控层之间存在关联配置,所述采集层所有信号根据名称与id的方式建立一一对应关系,保存在配置文件中;所述监控层根据用户需求在配置文件中配置需要用到的信号,之后程序中所有涉及信号的内容全部以id作为索引匹配对应信号,内部调取信号属性达到指令结果。
6.根据权利要求5所述的用于scada系统开发的信号配置系统,其特征在于,所述控件支持设备信息监控、运行状态监控、产量监控、报警监控中一种或多种功能的使用,可手动配置功能是否启用。
7.根据权利要求6所述的用于scada系统开发的信号配置系统,其特征在于,所述用于scada系统开发的信号配置系统包括“开发模式”和“使用模式”;
在所述“开发模式”下启用所述用于scada系统开发的信号配置方法,可手动增加、修改控件布局与控件属性;
在所述“使用模式”下关闭所述用于scada系统开发的信号配置方法,控件属性不可调整。
8.根据权利要求7所述的用于scada系统开发的信号配置系统,其特征在于,所述采集层与所述监控层之间的协议标准化,所述采集层监控设备状态变化,按照设备编号、信号id与信号状态的格式发送给所述监控层,所述监控层解析协议,触发控件显示设备状态变化。
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