基于VC++.NET架构的分布式采集PLC数据工业控制方法

摘要

本发明公开了基于VC++.NET架构的分布式采集PLC数据工业控制方法，包括建立PLC编程方式、建立底层数据采集方式、建立实时数据库、建立域控服务器、建立数据控制端，本系统数据采集端分布于各地PLC的上位工控机上，每个采集端互不影响，有利于系统的稳定性；本系统数据控制端可以直接提供各种动态数据的数据显示，数据控制端具有可以帮助设备技术人员快速锁定设备故障，并可以为各种生产管理系统以及上位机提供数据支持服务。

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集及控制领域，具体涉及基于VC++.NET架构的分布式采集PLC数据工业控制方法。

背景技术

目前在工业4.0的平台下，Plc设备有了日新月异的发展，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，开关量逻辑控制、工业过程控制、运动控制、数据处理、通信及联网，PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

随着PLC的高速发展，当前，在工业控制领域，最大的发展趋势是Ethernet技术的扩展，Ethernet将会成为PLC的通信标准，在此背景下，整合计算机高级编程语言，借助于vc++语言的灵活、高效、开发一种标准的工业plc数据采集解决方案应运而生。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：基于VC++.NET架构的分布式采集PLC数据工业控制方法，包括以下步骤：

(1)建立PLC编程方式：采用面向对象的编程方式用于电机类的控制；

(2)建立底层数据采集方式：设置多台PLC设备，每台PLC设备针对一个采集端，采集端采用分布式进行数据采集，并将采集的数据发送至实时数据服务器中；

(3)建立实时数据库：采用微软SQLSERVER2008R2及双机冗余方式建立实时数据库；

(4)建立域控服务器：采用环网冗余通讯方式建立工业以太网，环网节点设备采用具备TurboRing 功能的管网型交换机，并配置一台域控服务器，负责对实时数据服务器的域控服务；

(5)建立数据控制端：基于VC++.NET架构建立数据控制端，对每台PLC设备的数据采集列表、采集到的数据信息进行浏览，并对每台PLC设备进行远程控制。

作为改进，步骤(1)中电机类的控制包括封装电机类的输入属性、输出属性，将电机类的输入属性通过逻辑编程，最后将逻辑结果输送至输出属性，使电机类装置开始启动后，运行时一直运行编程逻辑。

作为改进，步骤(2)中采集端采用单台计算机授权方式，以保证采集端的唯一性。

作为改进，步骤(3)实时数据库具体包括以下内容：

(3-1)建立对用户的安全管理：

对用户访问数据库时进行身份认证，对非超管用户设定有限的权限和专用的密码；

(3-2)建立定义视图：

为不同权限的用户定义不同的视图，限制用户的访问范围；通过视图机制把需要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来；

(3-3)建立数据加密；

(3-4)建立启动事务管理与故障恢复管理：

通过进行日志记录和数据复制，将事务运行的每一步结果都记录在系统日志文件中，并且对重要数据进行复制，使得发生故障时根据日志文件利用数据副本准确地完成事务的恢复；

(3-5)建立数据库备份与恢复管理；

(3-6)建立审计追踪机制：

设置相应的日志记录，对数据更新、删除、修改操作进行记录，以便日后查证。

本发明具有如下优点：本系统数据采集端分布于各地PLC的上位工控机上，每个采集端互不影响，有利于系统的稳定性；本系统数据控制端可以直接提供各种动态数据的数据显示，数据控制端具有可以帮助设备技术人员快速锁定设备故障，并可以为各种生产管理系统以及上位机提供数据支持服务。

具体实施方式

基于VC++.NET架构的分布式采集PLC数据工业控制方法，包括以下步骤：

(1)建立PLC编程方式：采用面向对象的编程方式用于电机类的控制；

(2)建立底层数据采集方式：设置多台PLC设备，每台PLC设备针对一个采集端，采集端采用分布式进行数据采集，并将采集的数据发送至实时数据服务器中；

(3)建立实时数据库：采用微软SQLSERVER2008R2及双机冗余方式建立实时数据库；

(4)建立域控服务器：采用环网冗余通讯方式建立工业以太网，环网节点设备采用具备TurboRing 功能的管网型交换机，并配置一台域控服务器，负责对实时数据服务器的域控服务；

(5)建立数据控制端：基于VC++.NET架构建立数据控制端，对每台PLC设备的数据采集列表、采集到的数据信息进行浏览，并对每台PLC设备进行远程控制。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(1)中电机类的控制包括封装电机类的输入属性、输出属性，将电机类的输入属性通过逻辑编程，最后将逻辑结果输送至输出属性，使电机类装置开始启动后，运行时一直运行编程逻辑。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(2)中采集端采用单台计算机授权方式，以保证采集端的唯一性。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤(3)实时数据库具体包括以下内容：

(3-1)建立对用户的安全管理：

对用户访问数据库时进行身份认证，对非超管用户设定有限的权限和专用的密码；

(3-2)建立定义视图：

为不同权限的用户定义不同的视图，限制用户的访问范围；通过视图机制把需要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来；

(3-3)建立数据加密；

(3-4)建立启动事务管理与故障恢复管理：

通过进行日志记录和数据复制，将事务运行的每一步结果都记录在系统日志文件中，并且对重要数据进行复制，使得发生故障时根据日志文件利用数据副本准确地完成事务的恢复；

(3-5)建立数据库备份与恢复管理；

(3-6)建立审计追踪机制：

设置相应的日志记录，对数据更新、删除、修改操作进行记录，以便日后查证。

建立PLC编程方式时，传统的PLC编程方式为面向过程的编程方式，由顺序结构或循坏结构、时间控制等流程控制方式进行编程，此种编程方式的优点是理解性好，容易调试程序的执行程度，缺点是程序移植性不好，而且每套设备的程序都需要重新开方，代码段的重用性不强，浪费开发者的时间，大大增加项目开发周期，在此基础上，参考计算机编程方式，提出PLC的编程方式更改为面向对象的编程方式会更好；

使用面向过程的编程方式进行电机类控制时，电机类的输入属性分为：设备运行先期条件检测、操作指令、控制条件、是否采用速度控制、各个时间参数的设定、故障动态检测使能、故障复位等；电机类的输出属性分为：输出设备动作状态、故障所存字、条件实时字、是否采用速度控制等；将电机类的输入属性通过逻辑编程，最后将逻辑结果输送至输出属性。

建立底层数据采集方式时，在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制；PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。依据工业数据控制端确定的采集方案进行不间断动态数据采集，并将数据传送至实时数据服务器；

每台PLC设备针对一个采集端，采集采用分布式方式进行采集，采集端上安装采集软件，采集软件可以安装在工业以太网的任何一台计算机上，建议安装在与PLC的本机上位机上，进行不间断数据采集，并将数据发送至实时数据服务器，数据采集端采集单台计算机授权方式，代码编写方式为面向对象的基于 VC++.NET架构的分布式采集PLC数据。

建立实时数据库时，数据库具有很高的安全性、可靠性和扩展性，微软的SQLSERVER2008R2具有可信任的、高效的、智能的等优点。

本系统数据采集端分布于各地PLC的上位工控机上，每个采集端互不影响。有利于系统的稳定性。数据控制端可以直接提供各种动态数据的数据显示，数据控制端具有可以帮助设备技术人员快速锁定设备故障。并可以为各种生产管理系统以及上位机提供数据支持服务。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。