數據庫下的PLC遠程監控系統

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摘要：以PLC的運程監控系統為研究對象，提出了B/S系統的網絡架構。利用運程客戶端及網絡組件和本地的服務器、控制器、設備層構成硬件連接。在軟件方面，采取數據庫和WEBServices組合技術。建立MySQL數據庫和SQLServer數據通信，實現PC機和plc跨平臺調用數據庫。通過調試，表明WEB頁面能夠實現遠程監控。

關鍵詞：數據庫；PLC；監控；WEB

引言

PLC是一種應用于大型工業生產的智能控制器。由于其高處理速度、高可靠性，能適用多種環境廣泛應用，而且PLC可以通過自身擴展的接口與計算機或者上位機進行通信。因此大型復雜系統大多設計以PLC為核心的控制系統。隨著信息技術和工業4.0的發展，工業系統的集成變得非常必要。特別是，基于不同廠商控制器的監控系統集成。數據庫技術、WEB技術與PLC的結合實現在線的遠程監控。通過云平臺實現遠程網絡訪問與控制已逐步成為主流。

1系統的控制方案設計

遠程監控系統主要有主機集中、瀏覽器-服務器（C/S）和客戶機服務器模式（B/S）[1]。B/S模式是通過超文本傳輸協議方式向WEB發出指令信息。服務器響應后，把訪問數據庫的信息編譯成SQL語言，再把該語言傳送至數據庫服務器。數據庫服務器接收信息，并檢驗真實性，最終將數據反饋到上一級服務器，形成HTML頁面顯示在瀏覽器上。或者通過人機交互，以WEB形式顯示于PC上。B/S模式具有便于維護，易于操做、可移植等特點，更適用于現代的工業控制系統。一般的B/S模式遠程監控系統，由服務器、客戶端和數據庫三層體系構成[2]?？蛻舳送ㄟ^網址，訪問服務器，同時通過數據服務器處理數據，從而實現不同地點的數據傳輸、訪問。但是加上控制層，增加了控制服務功能，使得該模式更加強大，也使得現有的數據資源得到了充分應用，能夠實現WEB的遠程監控。

2系統硬件設計

基于Web的PLC控制系統遠程監控的硬件結構分由遠程和控制室網絡構成。其硬件結構如圖2所示。其中遠程網絡由接入的遠程客戶端以及相應的網絡器件組成，控制室網絡分為服務器層、控制器層、設備層三層結構。服務器層主要是由Web服務器、數據庫服務器、WinCC服務器組成[3]?？刂破鞯淖饔檬沁M行過程控制，為可視化單元提供過程數據，并接收來自可視化單元的控制命令。本設計控制器部分主要采用西門子公司生產的S7系列1200PLC；設備層也可以稱為被控對象層，主要是現場的伺服驅動、變頻器、各種智能儀表及閥等。

3軟件設計

基于Web的PLC控制系統遠程監控軟件結構如圖3所示，主要分為Web務器、遠程監控服務器兩個部分?，F場控制設備的各種數據信息存放在SQL數據庫中，通過建立和MySQL數據庫連接，讀取或者翻譯其中的信息，通過WEB頁面表達和顯示出來。

3.1WEB技術

WebServices是指由企業開發完成的其特別需求的在線應用服務并對外進行[4]。目的是不同平臺之間進行數據傳輸和相互操作。該技術也是PLC和服務器之間可以跨平臺傳輸數據的基礎，其調用過程如圖4所示。主要是通過SOAP在Web上提供軟件服務，使用WSDL文檔進行解釋并注冊?？蛻舳四軌蛲ㄟ^Internet向WebServices服務端發送請求或者響應請求，從而得到數據信息，也就是利用WebServices技術，把從PLC各端口的數據封裝成接口，利用改寫接口中的方法得到PLC傳送的各種數據，以實現PC機和PLC跨平臺調用的數據目的。1200PLC通過自身的以太網口與上位機通信，通過APACHE實現WEB應用的文檔解析。生成JAJA本地類。通過WEB允許的通信協議和1200PLC通信，實現PLC數據的寫入和讀取。獲得的數據可以直接轉發到WEB動態頁面。

3.2數據庫平臺實現遠程訪問

使用MySQL數據庫，可以十分方便的管理系統數據信息[5]。運行MySQL數據在Web開發中的，我們必須先連接到數據庫中；SQLServer是微軟公司開發的一個關系數據庫管理系統，存儲著現場設備的數據信息。因此必須把MySQL數據和SQLServer數據庫建立通信。開放數據互聯（ODBC）是開放服務結構中有關數據庫的一個組成部分，它建立了一組規范，并提供了一組對數據庫訪問的標準[6]。所以在SQLServer的服務器上安裝MySQL的ODBC驅動，同時也為MySQL數據庫建立ODBC系統數據源。然后操作數據前者數據庫和后者的同步。而JAVA語言實現對數據庫MySQL的操作，同時WEB解析出程序編碼以直觀的信息顯示在瀏覽器上。（圖5）本系統采用WEB通用瀏覽器作為遠程監控的監視畫面.Java語言是支持網頁瀏覽器，利用Java編寫本系統語言，需要從SUN公司下載s7api.jar等，這些開發包提供了編寫語言時所用到的頭文件[7]。將這些開發包與Java的數據包放在同一路徑下。操作人員在實時數據查詢頁面可以瀏覽工控設備的實時狀態信息，頁面通過調用串口程序向PLC發出寫入或者查詢命令后，會將PLC控制的下位機設備的實時狀態信息以十六進制的形式進行反饋，并轉換為JAVA語句，WEB頁面對轉換的JAVA語句進行分析。直觀簡介的顯示在瀏覽器的網頁上，如圖6所示。操作人員能夠進行方便快捷的瀏覽。也能夠對現場設備的運行參數進行修改、綜合查詢監視，也能夠進行單個數據信息的監視查詢。

4結論

采用WEB技術實現了遠程的PLC監控系統。即利用Apache建立了遠程監控系統的Web服務器。在遠程訪問時采用MySQL數據庫與SQLServer數據庫通信，讀取PLC中的數據信息。運用PHP技術實現MySQL數據庫的連接和操作，在網頁中實現登錄、下載功能。同時也能查看PLC的數據及現場歷史數據。

參考文獻：

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[3]王志泉，湯麗華.基于web的PLC在線仿真實驗平臺[J].科技經濟導刊，2020，28（32）：18，17.

[4]趙宏圖.關于PLC在罐區監控系統中的應用[J].設備管理與維修，2020（20）：101-102.

[5]王開宇，盧誠，韓延義，王林，張文軒.基于Web的PLC流水線監控系統設計[J].實驗科學與技術，2019，17（04）：1-4，14.

[6]武立甲.基于WEB的PLC遠程監控系統的研究[D].太原科技大學，2013.

[7]趙德瑞.基于Web的PLC控制系統遠程監控技術的研究[D].河北工業大學，2011.

作者：葛笑寒 單位：河南三門峽職業技術學院