系统构建及安全生产信息化技术

1.系统的构成

基于Web的远程监控系统主要由以下几部分组成：

1）PC仪器。PC仪器将传统仪器由单台计算机实现的3大功能（即数据采集、数据分析和图形化显示）分开处理，分别使用独立的硬件模块实现传统仪器的上述3大功能，并以网线相连。测控网络的功能将远远大于系统中各部分的独立功能。

2）网络化传感器。网络化传感器与网络化仪器构成远程测控系统的最基本部分，它是在传统的测控仪器、传感器、测控模块的基础上，利用网络技术改造而成的带有本地微处理器和通信接口的现场数据采集设备。设备的网络接口允许通过TCP/IP进行远程控制和信息共享。网络化传感器可分为有线传感器和无线传感器两类。

3）网络化仪器。网络化仪器包括远程测控模块、虚拟仪器、GPIB、VXI和PXI系统等。网络化仪器和网络化传感器主要完成的工作有：测控数据采集与处理、测控数据交换、测控过程的监控及故障诊断、当故障发生时将故障情况报中央管理计算机、存储测控信息（包括本地和远程的测控数据存储）。

4）视频监控系统。视频监控系统是由摄像、传输、控制、显示、记录登记5大部分组成的。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到控制主机，控制主机再将视频信号分配到各监视器及录像设备，同时可将需要传输的语音信号同步录入到录像机内。通过控制主机，操作人员可发出指令，对云台的上、下、左、右动作进行控制并对镜头进行调焦变倍的操作，而且可以通过控制主机实现在多路摄像机及云台之间的切换。利用特殊的录像处理模式，可对图像进行录入、回放、处理等操作，使录像效果达到最佳。

5）执行器。执行器包括电动执行、液压执行器和气动执行器，其主要功能是接收来自监控系统的信号，对生产系统进行调节。

6）测控服务器。测控服务器是网络中的一台计算机，能够管理大容量的数据通信，进行数据通道，进行数据记录和数据监控。用户可以用它们来存储数据并对测量结果进行分析处理，它属于远程测控系统的核心部分。

7）数据处理系统。数据处理系统对数据采集系统传输过来的数据进行加工处理，即对其进行存储和管理等，并传输到网协平台上。然后，通过数据处理系统来实现企业安全生产数据的更新和调整，以获得生产现场的最新数据。此外，系统还会自动启用其复制、记录等功能。

8）Web服务器。Web服务器称为WWW（WORLD WIDE WEB）服务器，其主要功能是提供网上信息浏览服务，即为远程测控系统上的监控者、管理者和决策者提供生产现场反映安全状况的最新数据，并根据权限进行相关的操作。Web服务器上还有相关的应用程序，这些应用往往根据企业的具体业务情况来建立相应的界面和数据处理方式，以便客户端处根据需要通过这些应用程序获得企业生产现场安全状况的实时数据，从而实现有效地监控和管理。

9）客户端浏览器。本系统的客户包括监控者、管理者和决策者3个层次，通过权限管理，各自客户端浏览器往往根据自身的具体业务情况来调用Web服务器端相应的应用程序。进入相应界面后即可获得企业生产现场的安全状况的实时数据，从而实现有效监控。

2.系统的组网形式

安全生产信息远程测控技术的发展历程和网络通信、传输技术的发展密切相关，其发展主要经历了以下3个阶段：

1）基于专用网络和专用传输控制协议的安全生产信息远程测控系统阶段，产生了RS-232C、GPIB等著名的传输控制协议和相应的硬件实现。

2）基于客户/服务（Client/Server）模式的阶段，局域网开始逐步取代专用网络，通用网络协议也相应取代专业协议。

3）基于Web的安全生产信息远程测控阶段。在工业领域中可实现数据网络和控制网络的集成，现场总线和计算机网络融为一体。

典型的基于Web的安全生产信息远程测控系统的结构框图如图5-7所示。

图5-7 基于Web的安全生产信息远程测控系统结构框图

1）交换式以太网（Switch Ethernet）是数据主通道，选用原因是由于目前企业局域网广泛采用以太网技术，成本低、易实现，而且以太网技术发展较为迅速。

2）现场测控设备完成现场设备的数据采集和监测控制，设备的上一层是智能控制模块，如模糊控制模块、PID模块，使得控制功能下放；设备运行状态可以通过以太网的TCP或UDP传送到远程监控设备进行处理和显示，同时将这些数据存入数据库。

3）远程监测设备可以进行简单的故障检测和分析，并把结果告之现场测控设备，或通过Telnet技术直接控制调整现场设备；还可以拥有故障诊断数据库进行知识的学习，以解决更复杂的现场问题。

4）浏览器可以使授权的客户通过Http查看或调度系统资源信息，并优化系统整体运行。(www.xing528.com)

3.软件组成

虽然安全生产信息远程测控系统的实现方式有多种，但其软件基本上可以概括为如图5-8所示的结构。

软件系统由客户端软件和服务器端软件两部分组成，其中客户端包括以下程序。

1）应用程序：一般是以虚拟仪器界面或类似IE浏览器的集成环境，一般用户在客户端浏览各测量结点数据或服务器发布的信息。

图5-8 安全生产信息远程测控系统软件结构图

2）网络接口：主要实现将客户端的请求、控制、设置参数打包为网络报文并发送出去，或将收到的执行结果送到应用程序进行处理和显示，同时还解决一些与网络相关的事务。

在服务器端的软件包括以下程序：

①监听程序：处于循环状态，不断监听客户端的访问请求，并将请求交给相应的程序处理。

②申请/注册程序：提供用户管理，使得系统能适应多用户的场合，并提供相应的安全措施。

③测控服务程序：测控服务程序是一个安全的多进程服务器程序，它调用相应的仪器驱动程序，完成测控请求并将执行结果提供给监听程序，然后返回给客户端。

④仪器驱动程序：包括底层的I/0驱动、SCPI指令、VISA驱动或NI驱动等。

⑤仪器程序：指具体的仪器设备上自带的程序。

4.系统的优点

B/S模型是真正的开发系统，用户界面完全通过WWW浏览器来实现，同时利用不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言（如VB-Script语言、Java Script语言）和ActiveX技术，用通用浏览器实现原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造技术。

基于Web网络的远程测控技术是以Web作为通信平台的监控系统，在系统的结构上采用基于浏览器/服务器（B/S）的模式，其优点是：

1）凡是有网络的地方就能构建，节省了布线和线路的维护费用。

2）可直接通过Internet进行网络通信和数据交换，可以实现远程组态、参数修改等。

3）对于使用者来说，网络监控还不受时空的限制。

4）在现场设备分布广泛或数据不易采集的场合，能够及时地监视设备的运行状态并进行有效控制。

5）采用超文本协议，可以进行静态、动态、交互等形式的文字和图像传递。