数据库下的PLC远程监控系统

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摘要：以PLC的运程监控系统为研究对象，提出了B/S系统的网络架构。利用运程客户端及网络组件和本地的服务器、控制器、设备层构成硬件连接。在软件方面，采取数据库和WEBServices组合技术。建立MySQL数据库和SQLServer数据通信，实现PC机和plc跨平台调用数据库。通过调试，表明WEB页面能够实现远程监控。

关键词：数据库；PLC；监控；WEB

引言

PLC是一种应用于大型工业生产的智能控制器。由于其高处理速度、高可靠性，能适用多种环境广泛应用，而且PLC可以通过自身扩展的接口与计算机或者上位机进行通信。因此大型复杂系统大多设计以PLC为核心的控制系统。随着信息技术和工业4.0的发展，工业系统的集成变得非常必要。特别是，基于不同厂商控制器的监控系统集成。数据库技术、WEB技术与PLC的结合实现在线的远程监控。通过云平台实现远程网络访问与控制已逐步成为主流。

1系统的控制方案设计

远程监控系统主要有主机集中、浏览器-服务器（C/S）和客户机服务器模式（B/S）[1]。B/S模式是通过超文本传输协议方式向WEB发出指令信息。服务器响应后，把访问数据库的信息编译成SQL语言，再把该语言传送至数据库服务器。数据库服务器接收信息，并检验真实性，最终将数据反馈到上一级服务器，形成HTML页面显示在浏览器上。或者通过人机交互，以WEB形式显示于PC上。B/S模式具有便于维护，易于操做、可移植等特点，更适用于现代的工业控制系统。一般的B/S模式远程监控系统，由服务器、客户端和数据库三层体系构成[2]。客户端通过网址，访问服务器，同时通过数据服务器处理数据，从而实现不同地点的数据传输、访问。但是加上控制层，增加了控制服务功能，使得该模式更加强大，也使得现有的数据资源得到了充分应用，能够实现WEB的远程监控。

2系统硬件设计

基于Web的PLC控制系统远程监控的硬件结构分由远程和控制室网络构成。其硬件结构如图2所示。其中远程网络由接入的远程客户端以及相应的网络器件组成，控制室网络分为服务器层、控制器层、设备层三层结构。服务器层主要是由Web服务器、数据库服务器、WinCC服务器组成[3]。控制器的作用是进行过程控制，为可视化单元提供过程数据，并接收来自可视化单元的控制命令。本设计控制器部分主要采用西门子公司生产的S7系列1200PLC；设备层也可以称为被控对象层，主要是现场的伺服驱动、变频器、各种智能仪表及阀等。

3软件设计

基于Web的PLC控制系统远程监控软件结构如图3所示，主要分为Web务器、远程监控服务器两个部分。现场控制设备的各种数据信息存放在SQL数据库中，通过建立和MySQL数据库连接，读取或者翻译其中的信息，通过WEB页面表达和显示出来。

3.1WEB技术

WebServices是指由企业开发完成的其特别需求的在线应用服务并对外进行[4]。目的是不同平台之间进行数据传输和相互操作。该技术也是PLC和服务器之间可以跨平台传输数据的基础，其调用过程如图4所示。主要是通过SOAP在Web上提供软件服务，使用WSDL文档进行解释并注册。客户端能够通过Internet向WebServices服务端发送请求或者响应请求，从而得到数据信息，也就是利用WebServices技术，把从PLC各端口的数据封装成接口，利用改写接口中的方法得到PLC传送的各种数据，以实现PC机和PLC跨平台调用的数据目的。1200PLC通过自身的以太网口与上位机通信，通过APACHE实现WEB应用的文档解析。生成JAJA本地类。通过WEB允许的通信协议和1200PLC通信，实现PLC数据的写入和读取。获得的数据可以直接转发到WEB动态页面。

3.2数据库平台实现远程访问

使用MySQL数据库，可以十分方便的管理系统数据信息[5]。运行MySQL数据在Web开发中的，我们必须先连接到数据库中；SQLServer是微软公司开发的一个关系数据库管理系统，存储着现场设备的数据信息。因此必须把MySQL数据和SQLServer数据库建立通信。开放数据互联（ODBC）是开放服务结构中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准[6]。所以在SQLServer的服务器上安装MySQL的ODBC驱动，同时也为MySQL数据库建立ODBC系统数据源。然后操作数据前者数据库和后者的同步。而JAVA语言实现对数据库MySQL的操作，同时WEB解析出程序编码以直观的信息显示在浏览器上。（图5）本系统采用WEB通用浏览器作为远程监控的监视画面.Java语言是支持网页浏览器，利用Java编写本系统语言，需要从SUN公司下载s7api.jar等，这些开发包提供了编写语言时所用到的头文件[7]。将这些开发包与Java的数据包放在同一路径下。操作人员在实时数据查询页面可以浏览工控设备的实时状态信息，页面通过调用串口程序向PLC发出写入或者查询命令后，会将PLC控制的下位机设备的实时状态信息以十六进制的形式进行反馈，并转换为JAVA语句，WEB页面对转换的JAVA语句进行分析。直观简介的显示在浏览器的网页上，如图6所示。操作人员能够进行方便快捷的浏览。也能够对现场设备的运行参数进行修改、综合查询监视，也能够进行单个数据信息的监视查询。

4结论

采用WEB技术实现了远程的PLC监控系统。即利用Apache建立了远程监控系统的Web服务器。在远程访问时采用MySQL数据库与SQLServer数据库通信，读取PLC中的数据信息。运用PHP技术实现MySQL数据库的连接和操作，在网页中实现登录、下载功能。同时也能查看PLC的数据及现场历史数据。

参考文献：

[1]邱萌．B/S模式的流程工业实时信息系统和智能故障诊断的研究[D]．南京：南京工业大学，2003．

[2]罗远福.基于Internet的PLC远程实训应用[J].重庆电力高等专科学校学报，2020，25（06）：21-23，47.

[3]王志泉，汤丽华.基于web的PLC在线仿真实验平台[J].科技经济导刊，2020，28（32）：18，17.

[4]赵宏图.关于PLC在罐区监控系统中的应用[J].设备管理与维修，2020（20）：101-102.

[5]王开宇，卢诚，韩延义，王林，张文轩.基于Web的PLC流水线监控系统设计[J].实验科学与技术，2019，17（04）：1-4，14.

[6]武立甲.基于WEB的PLC远程监控系统的研究[D].太原科技大学，2013.

[7]赵德瑞.基于Web的PLC控制系统远程监控技术的研究[D].河北工业大学，2011.

作者：葛笑寒 单位：河南三门峡职业技术学院