scada数据采集与设备监控系统

2016-08-29阅读:3126次     作者:万腾科技

    万腾scada(supervisory control and data acquisition)系统是基于arm处理器和万腾自主知识产权嵌入式实时内核的智能数据采集系统,该系统支持西门子、三菱、台达等数十种plc的采集,支持fanuc、三菱、西门子840d等数十种主流数控系统的数据采集,该平台的投入使用将工业4.0项目实施难度降低60%,维护成本降低90%,用户只需简单配置即可按照自己的意愿去采集想要的数据,万腾scada系统让每个用户成为工业4.0的开发者。

    scada作为信息化系统的中间系统,支持设备种类繁多。包含五大模块数据,数据总线模块、数据采集模块、过程控制模块、历史记录模块、安全通道模块。将从各个数据协议获取到的数据转为opcua信息模型,向外界提供opcua的tcp协议接口。数据总线作为各个模块获取写入数据的中间模块。


scada数据采集逻辑架构

    scada主要划分为三大子系统:配置子系统、aac server子系统、hmi server子系统。配置子系统和aac server子系统属于scada的核心子系统。

    scada的核心部分,包括数据信息模型模块、过程控制模块、历史记录模块、事件报警模块、安全通道模块。

    scada系统的hmi(人机交互)模块,用户现场控制交互界面、总控室监控界面、办公室监控界面以及移动端的监控交互。另外需要进行外部协议转换和数据推送。


扩展协议

    scada系统中包含了一个协议容器,默认的实现modbus和profinet这两个实时以太网协议组件,另外还包括opcua clinet组件。协议容器可以很方便实现协议组件的添加。添加一个协议组件再加入对配置xml文件的解析就可以完成对一个新协议的扩展。


异步采集

    每个scada节点对应到多台设备,对多台设备并行同时数据采集,为了达到高效目的使用了异步事件机制,协同高速同时对多台设备进行采集。采集事件一旦发出,就返回,采集到的数据在其后一点时间写入数据总线完成采集。当然对每台设备的采集频率都是可以调整的。


设备控制

    简单的控制,将设备控制信号经过数据建模转化为操作对象(方法)。mes和监控终端再通过ua-tcp调用方法执行操作。

    对于复杂的、运行时间长、有状态的或者涉及到多个设备联动(单个plc控制多个设备)的过程,将采用状态机模式。数据模型在整个过程中状态发生转移,每个状态的变化及时通知mes或终端。状态的变化和控制相互影响直到整个过程的完成。


协调联动

    scada在对于多设备复杂的协调联动控制,将会生成对应任务放入任务队列,任务中涉及到的多个动作分别对应到具体的子任务,子任务关联到设备动作。子任务将会按顺序执行,一个子任务执行完后自动开始下一个子任务。子任务运行过程中scada会实时记录对应设备状态。所有子任务运行完成后结束所属任务,并发出完成事件通知mes系统。

历史记录

    对采集的数据和控制信息进行历史记录,方便查询对生产过程中问题追溯。历史数据的特点是信息量巨大,和时间相关。采用时序数据库存储。为了对接mes系统或者其他系统,提供了历史数据查询服务,在mes可以通过历史记录服务查询到数据的历史记录。可以设置时序数据库保存数据策略:按月存储、按年存储、永久保存。

事件和报警

    scada提供事件机制反馈到终端和mes系统,事件分为一般事件和需确认事件。需确认事件必须由人为到mes系统以及终端做确认后事件才会停止。报警是一种特殊的需确认事件。

    报警分为以下两种情况:

    1)设备故障;

    2)安全预警,scada根据预先配置的临界值,再和对现场实际值进行对比,发现超出临界值,产生一个报警事件。如车间现场声音分贝、粉尘颗粒密度、设备电流电压值等。

安全认证

    终端用户登录或者使用scada系统必须首先会对scada的密钥进行密钥认证。认证成功后第二步是scada对终端进行密钥认证。最后还需要到mes系统校验下用户信息是否正确来完整的进行安全认证,建立安全通道。

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