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基于智能移动终端的工厂监控系统设计与实现
张川 蔡其星
浙江中控技术股份有限公司，浙江杭州，310053
摘要：工业自动化监控系统在各种工业生产领域广泛应用，大大提高了工业生产效率和生产安全性，节省了生产成本。传统的监控系统多为基于专用设备和PC实现，便携性差，价格昂贵。近年来，电力、油气传输、化工等行业对移动数据监控的需求越来越强烈，移动工厂的理念也逐渐形成。针对以上问题，本文设计了能够运行在IOS智能移动终端上的监控系统，利用移动终端远程无线传输、携带方便等优势，实现现场数据远程传输和数据查询，降低产品价格，减少投资成本，提高竞争力。从而，使得移动工厂实施成为可能。
关键字：IOS、监控系统、移动终端、报警推送
Design and Implementation of Plant Monitoring System Based on Intelligent
Mobile Terminal
Chuan Zhang Qixing Cai
Zhejiang SUPCON Technology Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang, 310053
Abstract: Industrial automatic monitoring system is wildly applied in various industry production fields, which largely improves the efficiency and security of industry production and reduces production cost.Most traditional monitoring systems are implemented basing on special device and PC, which have poor portability and high price.Nowadays, industries such as electric power, oil and gas transportation and chemical industry increase their requirements for mobile data monitoring, and the theory of mobile plant is formed gradually.Thus, this article introduces the monitoring system for IOS intelligent mobile terminal.With the advantages of mobile terminal like remote wirele transmiion and good portability, it realizes field data remote transmiion and data query, reduces product price and investment cost and improves competitivene.Thereby, the mobile plant implementation can be achieved.Keywords: IOS, monitoring system, mobile terminal, alarm push 引言
现有的工厂数据监控系统多基于PC运行，数据传输基于专用封闭式网络，便携式式差，成本高，难以实现异地数据查看。随着移动网络及智能移动终端硬件设备的日益发展，采用智能移动终端随时随地查看工厂生产实时数据的技术成为研究的热点和趋势。本文对基于移动智能终端的数据监控系统作了初步研究和探讨，设计了一款基于IOS移动终端平台的数据监控系统（SIMField）。实现了无需专用PC，只需通过智能移动终端即可查看工厂生产的实时数据。
本文阐述了移动终端数据监控系统在移动设备中（主要是IOS设备）流程图、报警、报表等功能的设计与实现，利用移动设备独特的图形处理技术进行研究与开发。本系统同时支持与已有运行于PC的监控系统进行数据互联，达到在手机中展示数据和报表的目标，从而满足企业中管理层用户的需求。移动监控系统方案
SIMField系统的主要功能是结合企业的生产监控系统（如SCADA系统，企业生产管理系统等）实现移动式监控，可以跟原有的PC生产监控系统无缝结合，共享数据、报警、流程图、报表等。
系统架构采用B/S系统的一般架构模式，采用Web服务器和浏览器客户端结合的体系结构。Web服务器主要功能是提供数据、文件服务、身份认证服务，通过OPC驱动获取异构系统的数据，移动客户端采用APP内部嵌入WEB页面的技术，从Web服务器获取页面数据。移动终端监控软件设计与实现 3.1 系统网络部署
SIMField系统的网络部署如图3-1所示。
图3-1 网络部署图
上图展现了企业生产监控系统典型的网络架构。其中PIMS[1]指某一实时监控系统，它对生产区上实行监控和生产管理；实时监控系统OPC服务器向第三方系统（如SCADA系统、SIMField服务器）提供实时数据；SIMField服务器对内作为组态转存服务，将PIMS监控系统组态信息（流程图、报表等）进行转存，转换为自身格式组态存档，对外为SIMField移动终端提供数据。移动终端使用Internet公网或内部无线网接入生产监控网络，访问SIMFIeld服务器获取组态信息和实时数据。
SIMField移动服务器在整套系统中的主要作用是数据中转，文件解析，将生产管理系统中的数据和报表、流程图解析为移动设备可以显示的格式。选用OPC作为数据传输协议的目的是保证移动服务器的兼容性。
3.2 数据流图
SIMField服务器接入三方监控系统的组态数据流及实时数据流如图3-2所示。
注[1] PIMS： 企业生产管理系统，在此处用于给移动监控软件提供数据。
图3-2 数据流图
SIMField服务器从三方监控系统获取流程图、报表等组态信息文件，并进行转化为自身特定格式组态信息并存储。通过OPC方式从三方监控系统获取实时监控数据。
3.3 SIMField主要功能模块
3.3.1 服务器管理模块
服务器管理模块实现服务器可视化的管理配置界面，具备数据库设置、报警设置、流程图管理、报表管理、设备管理等功能。界面如图3-3所示。
图3-3 服务器管理配置界面
移动监控服务器的主要功能是为移动设备接入数据，而服务器配置的目的就是为数据接入和管理做一个可视化的配置工具。主要包含的功能是:可以监控和启停数据服务，配置组态和运行环境，设置报警，管理流程图，管理报表，管理设备。
3.3.2 报警模块
由于移动监控一般用于企业管理层，只会关注特别重要的报警点。本系统的报警独立于第三方接入系统，需要专门针对移动设备进行报警配置。报警在服务器进行配置，每一条报警配置都对应一个位号，并且需要输入报警类型、报警临界值、报警等级、报警描述、联系人、联系人号码。报警配置存储到数据库，同时可以进行修改和删除。在服务器上有一个专门处理报警的线程，根据报警配置中的临界值和相应的规则来生成报警。每次新报警产生时放入实时报警队列并且存储到历史报警数据库。
当报警产生时，服务器采用IOS的推送技术，将报警主动推送到IOS移动终端。移动终端在同一个界面中查看实时报警和历史报警。客户端在收到报警推送信息后，登录SIMField客户端软件，对报警信息进行阅读、确认等操作，同时可根据该报警关联的联系方式呼叫报警联系人。报警工作流程如图3-4所示。
图3-4 报警工作流程
3.3.3 监控流程图
SIMField系统的监控动态流程图采用XML标准格式来描述。流程图的图形绘制和动画效果使用第三方库“Raphael.js”，根据不同的浏览器类型，自动采用SVG或者VML来绘制矢量图形，通过JavaScript脚本改变图形对象属性实现图形的动画。流程图模块运行时，周期性从WEB服务器请求获取数据，将获取到的新值转换成流程图对象的动态属性值，然后把属性设置到图形对象，实现图形对象的动态效果。动态流程图运行截图如图3-5所示。
图3-5 流程图效果
3.3.4 报表模块
报表模块从第三方系统中获取报表组态信息，并进行转换，存储，供SIMField移动终端客户端调用，浏览。
运行时，报表模块从SIMField获取数据，根据组态配置动态更新到报表页面中，实现报表数据浏览。
本系统可以支持的报表文件类型有 Word 文档，Excel文档，PowerPoint文档，PDF文档，CSV文档，并且可以扩展支持HTML文档和TXT文档。
3.3.5 用户认证模块
本系统的用户认证方式采用密码和移动终端设备编号结合的方式，服务器管理员将移动终端设备的唯一编码审核后在SIMField服务器上进行注册，并且给该终端设备分配用户名和密码，该终端设备即可通过该用户名、密码登录SIMField监控系统。总结
本文设计的智能终端移动监控系统（SIMField）能够运行于IOS智能移动终端，利用移动终端WIFI或者3G网络，实现现场数据远程传输和数据查询。本系统可以紧密结合传统的工厂监控系统，可以随时随地获得现场运行状况，关键数据，报警信息等。它利用几乎每个人都配备的手机为载体，不但可以让企业管理人员快速及时地获取信息，提高效率，还可以减少网络和报警设备的投资，降低系统的成本，提高竞争力。
参考文献
[1] David Mark，Jack Nutting，Jeff LaMarche.Beginning iOS 5 Development Exploring the iOS SDK.Apre [2] Raphaël Reference 作者简介：
张川,1981年出生，男，浙江浦江人，2003年毕业于浙江大学计算机系，学士学位，工程师，从事工业控制软件开发工作。通讯地址：浙江杭州市滨江区六和路309号A3研发大厅0-*** 电子邮箱： zhangchuan@supcon.com
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