数据共享在监控系统中的研究与应用

摘要

目前，数据共享技术在应用与实现上还面临着许多问题，在接口形式和扩展性等方面仍存在不足，基于此，本文主要研究了面向服务的数据共享技术，并最终将其在监控系统中实现了应用。
　　本文首先分析了现有的数据交换与共享模型的特点及存在的不足，提出了面向服务的数据交换与共享模型的概念。针对工业控制领域，将数据共享网络构架分为分散过程控制层、集中操作监控层、综合信息管理层三层，并对各个层次的功能定位和层间关系进行了分析和描述，在此基础上，对数据采集系统进行了分析和设计。之后深入的研究了OPC技术在数据共享中的应用，从OPC技术的基本结构、数据存取规范、接口描述到数据访问的实现等方面进行了讨论。
　　最后，本文将研究成果应用于发电机监控系统试验台上，实践表明，采用本文提出的基于OPC技术的面向服务数据共享模型，通过采用分层结构，对提高数据共享环境的易用性、可管理性和可扩展性，降低共享实施成本等方面具有明显改善作用。
　　本文创新点主要有以下几个内容:
　　(1)针对现有的数据共享模型存在的不足，采用了面向服务的数据共享模型，并将OPC技术在发电机监控系统试验台中得到了实际应用，证明了其在可扩展性、实时性等方面的优点。
　　(2)通过LabVIEW的DataSocket模块实现了客户机与不同的OPC服务器的本地、远程的数据交换与共享，充分证明了面向服务模型的数据共享系统的可扩展性和稳定性。
　　(3)采用主从站结构，直接在上位机建立OPC服务器，通过PROFIBUS-DP通讯，实现对变频器的监控。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 数据共享技术

1．2 数据共享的意义

1．3 数据共享技术的应用

1．4 数据共享技术的发展现状及趋势

1．5 本文的主要研究工作

第2章 面向服务的数据交换与共享模型

2．1 现有的数据交换与共享模型及其特点

2．1．1 基于文件的数据交换与共享模型

2．1．2 基于消息的数据交换与共享模型

2．1．3 基于数据库的数据交换与共享模型

2．1．4 现有数据交换与共享模型存在的问题

2．2 面向服务的基本概念

2．2．1 面向服务架构的定义

2．2．2 面向服务架构的基本特征

2．2．3 面向服务架构的优点

2．3 面向服务的数据交换与共享模型设计

2．4 本章小结

第3章 监控系统数据共享网络架构的设计

3．1 监控系统结构设计中常见的缺陷

3．2 系统设计遵循的原则

3．3 监控系统网络架构的设计

3．3．1 分散过程控制层

3．3．2 集中操作监控层

3．3．3 综合信息管理层

3．4 监控系统中应用数据共享技术的优点

3．5 本章小结

第4章 数据采集子系统的设计

4．1 实时数据采集子系统的总体设计

4．2 LabVIEW软件的介绍

4．3 工控机及通讯接口技术

4．3．1 工控机的基本组成及特点

4．3．2 PXI总线

4．3．3 数据采集板卡

4．4 RS485串行通讯

4．5 SIMATIC NET软件

4．6 工业以太网

4．6．1 工业以太网的简介

4．6．2 以太网进入工控领域的优点

4．7 PROFIBUS-DP通讯

4．8 本章小结

第5章 OPC技术在数据共享中的研究与应用

5．1 OPC技术

5．1．1 OPC规范

5．1．2 OPC数据存取规范的基本对象

5．1．3 OPC对象及接口描述

5．1．4 OPC的基本结构

5．1．5 OPC数据访问的实现

5．2 OPC技术在监控系统中应用的实现过程

5．3 OPC技术在数据采集系统中的应用

5．3．1 LabVIEW中DataSocket通信模块

5．3．2 DataSocket与第三方OPC服务器本地数据交换与共享

5．4 OPC技术在数据共享系统中的应用

5．4．1 DataSocket与WinCC中OPC服务器远程数据交换与共享

5．4．2 WinCC之间通过OPC技术实现远程数据交换与共享

5．5 本章小结

第6章 数据共享在发电机试验台上的应用与实现

6．1 发电机试验台机械结构设计

6．2 发电机试验台实验项目及待采集数据

6．2．1 发电机试验台的实验项目

6．2．2 发电机试验台采集数据

6．3 发电机试验台系统监控界面的设计

6．3．1 WinCC中监控画面的设计

6．3．2 LabVIEW中控制画面的设计

6．4 系统测试效果展示

6．4．1 WinCC监控画面效果展示

6．4．2 LabVIEW监控画面效果展示

6．5 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 本文工作总结

7．2 今后工作展望

参考文献

致谢