引言

隨著網絡技術的迅速發展，Internet 已經成為信息時代的主要信息載體，并在工業現場獲得了一定的應用。

而現場控制技術的興起，改變了控制系統的結構，使其向著網絡化的方向發展。一方面，現場總線技術從工業設備底層向上發展，逐步擴展到網絡化、開放性和分布性；另一方面，計算機網絡從互連網 Internet 頂層向下滲透，直至和底層的現場設備可以通信。由此，具有遠程監視功能的現場總線控制系統應用而生，它通過現場控制網絡（或現場總線）和 Internet 把分散于各局部現場、獨立完成特定功能的控制計算機互連起來，以達到資源共享、協同工作、遠程監視和集中管理的目的，并形成全分布式設備控制和遠程狀態監視系統。

由此可見，由于現場總線技術適應了控制系統向智能化、網絡化、分散化的發展趨勢，顯示了強大的生命力，得到了迅速發展，成為控制領域的熱點技術。從工業控制領域來講，由于現在的工廠和生產在地域上越來越分散，要總攬現場控制信息和生產狀況，或要實現對分散在個工廠和生產線上的控制網絡進行狀態監控，只有通過 Internet,特別是對一些大型的跨省或跨國公司，要實現對分散在各地的下屬公司，進行經營、生產概況的數據、曲線總覽，同時監視工廠生產裝備的運行狀態，更是迫切要求控制網絡和 Internet 相結合來實現遠程控制。所以，將控制網絡與 Internet 結合將成為控制領域的一個發展趨勢。

1系統體系結構

本文主要研究基于 Internet 對被控對象實施遠程監控的有關方法、技術和實現問題，遠程監控體系的具體結構示意圖如圖 1 所示。其中處于最高層的是用戶服務層，數據服務層，用于提供信息瀏覽、服務定位及匯總管理本層上下的數據源。處于底層的是現場設備層。

圖1 系統結構示意圖

1.1 自制多現場總線控制系統的改造

本課題組已經自制了多現場總線的控制系統，底層設備主要由基于現場總線的信息監控軟件、多協議轉換器、現場智能單元、Modbus 多現場總線接口可選協議轉換器等構成。

iFIX是Intellution Dynamics自動化軟件產品家族中的HMI/SCADA最重要的組件，它是基于Windows NT/2000平臺上功能強大的自動化監視與控制的軟件解決方案。iFIX可以精確地監視、控制現場過程。

測控平臺中上位機監控軟件采用 Intellution 公司的 iFIX2.26 組態軟件作為開發環境，并通過 ActiveX 控件技術，實現了三維控件與自動化軟件的無縫集成，使系統同時具有了二維和三維的監控功能?，F場智能單元具有液晶和鍵盤人機接口、參數設定和修改、本地/遠程切換等功能，具有多路模擬量、數字量輸入、輸出通道，可用于如閥、泵等現場執行裝置和測量流量、壓力、溫讀、液位等過程量的傳感裝置。現場控制單元一般由遠程控制接口、現場控制模塊、中心控制模塊和參數配置模塊等部分組成，通過現場控制模塊可實現設備的本地控制，遠程控制接口和現場主監控機通過現場總線控制網絡進行數據信息交換，進而可以實現設備的遠程操作。

1.2 iFIX 與多現場總線控制系統之間的實時數據交互

iFIX 的最重要的功能之一就是數據采集及處理。對現場數據的采集主要依靠 iFIX 的掃描、報警、控制程序SAC（scan alarm control）從 DIT 驅動程序映像（driver image table）讀數據，并送到過程數據庫以及通過內部數據訪問函數或通過 VBA 和關系數據庫進行數據交換和處理。

1.3 iFIX 與遠程監控用戶之間實時數據交互

基于Internet構架的iFIX 的數據庫的實時數據發布就是利用組態軟件iFIX和Webserver 來實現的。

遠程監控軟件由數據存儲和數據發布兩部分完成:①數據存儲部分是在遠程控制計算機上部署數據庫服務器，監聽上位監控計算機的連接請求，在與上位監控計算機建立連接后，遠程控制計算機對現場上位機發送過來的數據進行分類，通過 ODBC（開放式數據互聯）把數據存入數據庫中的相應數據表；②數據發布部分完成的功能主要是部署 Web 應用服務器，建立 Web 應用服務器和數據庫服務器的連接，對 Web 服務器進行開發使之具有動態網頁的發布功能。Web 服務器通過 ADO（activeX data object）與數據庫服務器建立連接，不斷從數據庫服務器取得最新的實時數據，用 ASP 編寫動態網頁。動態網頁和實時數據建立綁定后，客戶端通過瀏覽器就可以監視最新的現場實時數據。

2系統構架設計

2.1 應用平臺設計

用戶服務層是遠程監控系統的最前端，它是面向監控者的界面，其它層次提供的服務在這里的具體應用中得以體現。在遠程控制計算機上，配置好 Web 服務器并完成相應的 Web 服務器開發。使得 Web 服務器能從數據庫服務器得到最新的數據并具有發布實時動態網頁的能力。

在本監控系統中，首先要連接數據庫，采用 ADO 通過 ODBC 進行連接，其相關腳本程序分析如下：

① 通過 ADO 建立與數據庫的連接，用 OPEN 命令打開數據庫，并通過 SQL 語言執行對數據庫表的查詢，查詢結果放在結果集對象（recordsets）中，即程序中的 rs.ASP 腳本程序如下：

② 對返回的查詢結果進行 Web 顯示，通過 WHILE 循環來實現所有記錄的遍歷。對于每一個記錄，顯示其所有字段：

2.2 監控參數的實時顯示

參數實時監控系統的首要問題是參數顯示的自動更新，在本系統中采用網頁自動刷新技術來實現。解決網頁自動刷新的關鍵是確定刷新的地址，也可以用固定的網頁地址作為要執行的網頁，用自動確定刷新的網頁地址，通過 Request 對象首先動態得到本網頁的實際地址，并把地址用一個變量記錄（如 URL），然后刷新這個地址，其腳本程序如下：

2.3 網絡安全

對于遠程控制中的網絡安全性問題，可以采用如下方法來加以解決：

① 加裝防火墻，保護控制系統的 Web 服務器；② 采用適當的加密方法，對傳輸數據進行加密；③ 加強身份確認，防止有人盜用身份進行控制。

2.4 系統構造以后的實驗研究與驗證

在基于 Web 的數據遠程監控中，遠程用戶登陸監控系統主頁后，需進行身份認證，只有合法的用戶方可進入控制站主頁。在控制站主頁中，用戶可以很方便地查詢各種控制參數，實時狀態信息，如可在計算機屏幕上看到壓力控制系統動態網頁，進行遠程監控。

3結束語

隨著工業自動化程度的日益提高，以及現場總線技術的成熟，組態軟件今后應用的成長空間還相當廣闊，必將拓展更多的應用領域。Internet是信息技術中技術最為成熟、有眾多硬件供應商支持的信息高速通道，它把大量的局域網聯成了廣域網，將其應用到工業控制領域，在現場設備中內置Web服務器，使之具備網絡發布功能，又能與現場總線技術相互滲透。采用Internet將是工業控制網絡發展的必然趨勢。