技术中心
 
 

Web 自动化的功能与实现

   日期:2005-11-22     作者:管理员    
  什么是Web服务?
  计算机的通讯结构已从主机-终端,经过服务器-客户机,再到如今的Web服务器-browser浏览器方式,而我们所指的Web服务就是最后一种方式。
  Web服务实际定义了3个标准:
  ■ Web服务器使用HTML语言编程
  ■  Browser浏览器使用Internet Explorer或 Navigator等
  ■  网络传输协议:基于TCP/IP的HTTP
  这样,从客户端就可以用图形画面来和服务器进行动态交互了。
什么是Web自动化? …如图1

  什么是Web自动化?
  Web服务在IT领域已非常成熟,能否将它引入工业自动化,使用户网络得到增值呢?施耐德公司在这方面进行了有益的探索。
  IT业通常把Web服务构建在高性能、大容量的服务器机群中,提供新闻浏览、收发邮件、远程教育等多种服务。而自动化行业与IT行业不同,通常是将Web服务器嵌入到现场的自动化和电气设备中,一般是装在以太网卡上,插于产品之中。施耐德公司内置Web的产品有可编程控制器、电能监视器、变频调速器等,提供设备的配置参数、运行状态、故障诊断的显示等服务,用户可使用浏览器,通过网络实时观察现场设备的情况
,甚至可控制现场设备的运行,如启动、停止和修改设定值等。
  Web自动化提供的功能有哪些?
  目前,施耐德公司的可编程控制器可支持的功能有:
    HTTP 网页服务器
    BOOTP 客户机
    BOOTP 服务器
    SNMP V2 代理机
    系统文件升级
    FTP 服务器
    MODBUS 信息传送
    MODBUS I/O 扫描
    系统热备
    全局数据发布/订阅机制
    带宽监测
    故障设备更换 (DHCP 服务器)
    增强型 Web 诊断
    施耐德自有的 MIB管理信息库
    FactoryCast 应用
    用户自己编制网页等
  通常用户购买的以太网模块或带以太网接口的CPU模块都已经内置了网页服务器,不需做任何设置,即可享受以上部分服务。用户也可以使用施耐德公司提供的开发工具,编制自己的工艺流程画面,完成瘦客户机的人机界面功能,降低购买人机界面软件的费用。
  Web服务的可扩展性
  目前,施耐德公司的自动化产品中(如NOE、ETY以太网模板)已内置了许多通信和Web服务功能,用户可按自己的需要,实现不同层次的服务。
  ■ 层次A:无Web功能,用户可通过TCP/IP Modbus,实现Modbus信息交换、FDR(故障设备在线更换),对设备监控和I/O服务。
  ■ 层次B:基本Web功能,通过内置的Web服务器,可对设备进行组态、配置、维护、监视诊断和建立文档,并对网络进行管理。
  ■层次C:可配置的Web功能,用户可自己制作动态网页,实现瘦客户机的人机界面功能,另外,还可实现信息的发布与订阅(也称全局数据功能)、带宽的管理、I/O扫描器功能,完成更高一步的所谓“协同自动化”理念,是一种增值服务。
  ■层次D:更有效的Web服务,通过进一步扩展的服务,如将来的分布式控制、更高级的人机界面,以及和IT网络更紧密的联接;如通过电子邮件、手机短信、各种数据库接口,来实现管理与控制网的无缝集成。
  由此可见,通过一种网络,我们可以得到远比现在现场总线多得多的服务。
  Web自动化的功能实现
  ■网络管理服务
  网络管理服务是透明就绪中非实时的通讯服务,是通讯结构中的重要特性。它的目标是提供管理透明就绪网络的所有信息(计数器、统计数据等)和所需服务。其功能包括:配置管理;性能管理;出错管理;安全管理。
  网络管理代理机(PLC部分):一个网络管理设备的代理必须能定义自己的MIB。每个透明就绪MIB的对象,能够在代理设备中提供读,或者读/写的功能;代理能够配置SNMP 陷阱的使能和失能,还要能够配置SNMP管理机的地址;SNMP V1.0 协议提供一种团体名称的安全功能,可以保护来自管理机对代理机MIB的访问,这种机制同样需要配置来激活。
  网络管理机(计算机部分):使用透明就绪的MIB文件(ASN1格式),管理机必须能编译来自所有透明就绪设备中的专有MIB对象,然后,所有的标准的MIB浏览器就能够访问透明就绪MIB的对象了。
  ■全局数据服务
  全局数据服务的目标是在多个设备应用中,提供高性能数据分发。它是透明就绪中的一种实时通讯服务。
  现场设备按其功能组成一个分布组,在这个分布的数据库之间,交换他们的变量数据,一个设备可属于一个或多个分布组。
  一个设备可以在一个分布组中,往其他成员发布本身的应用数据,而在组中的












































任何一个成员,都可订阅这个组内任何其他成员发布的应用数据,且与发布者的位置无关。当组中所有设备配置完成,数据交换就会自动开始。
  全局数据的发布者在使用前,需要进行设置:发布数据的标识;全局数据的长度;用于发布应用变量的位置;发布的周期。然后,使用NDDS的中间件执行发布数据服务。
  全局数据的订阅者在使用前,也要进行设置:订阅数据的标识;全局数据的长度;用于放置应用变量的位置。然后,订阅者就能够接收来自NDDS中间件的数据。
  全局数据的诊断:诊断页面使用一种带颜色的代码来显示全局数据的状态,如:配置过的站用颜色来标记,未配置的站用白色来标记,发布信息的站用黑色来标记,订阅的站用绿色来标记,发生故障的站用红色来标记。这样就非常容易地得到诊断信息。
  ■ 失效设备的更换服务
  失效设备更换服务(FDR)的目标是在透明就绪网络结构下的I/O和智能设备失效后,当用新部件替换时,提供该设备的参数自动恢复。这是透明就绪中一种非实时的通讯服务。
  这项功能的实现取决于:设备的供应商必须支持 FDR;在设备层定义如何进行管理:设置的参数如何存储/恢复,怎样储存这些信息(ASCII、二进制、XM
L等文件),何时进行这套参数的备份/还原。
  FDR的解决方案包括:从设备名得到 IP 地址;为每个连接到透明就绪的设备,存储其参数和配置文件;当失效设备需要更换,执行维护操作时,为新设备配置相同的IP地址,把原设备的参数写入新设备。
  失效设备更换服务由三个实体构成:代理设备内置了DHCP客户机和FTP/TFTP代理机功能;地址服务器内置了DHCP服务器功能;参数文件服务器内置了FTP/TFTP服务器的功能。
  FDR服务器通过扫描连接设备的参数文件,建立一个配置表,这个配置表是由每个设备的名字排列而成的。同样,地址服务器也需要建立一个DHCP表:表中包含了每个设备的设备名和相应的IP地址。然后,地址服务器和参数服务器就可以工作了。FDR服务器要有足够的空间存储所有的参数文件。
  FDR代理机必须有一个设备名,使用这个名字可以申请到一个IP地址,以及参数服务器的位置,每个设备必须定义参数文件的内容和存储条件。该设备能够周期性地检查文件的内容并把它写入参数服务器。
  在维护时,新设备联网过程中,要有一个和旧设备一样的名字,收到IP地址后,再从文件服务器得到原设备的参数文件。
  ■ Modbus信息服务
  Modbus信息服务是透明就绪中实时服务之一,它允许客户机向服务器发送服务请求,主要用于:编程工具(下载程序和配置;调试程序;远程设备的诊断);人机界面、监控与数采系统,或操作员面板的显示和刷新;Web浏览器的页面和动画显示;应用设备与其他远程设备的数据通讯。
  Modbus应用协议已经作为透明就绪中以太网的信息协议, Modbus是一种请求/应答式协议,它的服务是通过不同的功能码来定义的。有些复杂的操作也可由扩展的Modbus功能来完成。
  客户机功能:在发送任何Modbus 请求之前,客户机必须打开连接远程服务器的TCP端口。客户机功能包括:准备Modbus 请求;和服务器建立一个TCP连接;使用TCP/IP 堆栈服务,向服务器发送Modbus 请求;等待服务器的响应(用一个定时器来控制是否超时);接受来自服务器的响应信息;处理响应内容。如果没有收到任何响应,客户机将试着再次请求。
  服务器功能:服务器首先处理来自客户机的连接请求,打开端口并建立连接,然后,接收并执行Modbus 的功能请求。服务器功能包括管理与客户机的TCP连接;接收Modbus 的请求;分析请求信息的内容;执行相应的操作;准备响应信息;使用TCP/IP堆栈服务,向客户机发送响应信息。
  Web服务的诊断功能:该网页可显示如下信息,接收/发送信息的总数;Modbus从/主站的端口号;远程设备的IP地址和本地/远程设备的端口号;出错信息的数量等,通过它可对出错情况进行判断,以便排除故障。


















 
  
  
  
  
 
更多>同类技术
 
全年征稿 / 资讯合作
 
推荐图文
推荐技术
可能喜欢