基于以太網(wǎng)總線的工廠設備互聯(lián)網(wǎng)應用

一、目的

通過全廠組建光纖以太網(wǎng)總線，將各車間生產(chǎn)設備的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)和工作量數(shù)據(jù)采集到MES數(shù)據(jù)庫中，并提供相應的數(shù)據(jù)接口，作為MES項目的設備類數(shù)據(jù)來源。

二、軟件系統(tǒng)架構

  “設備狀態(tài)采集服務程序"的系統(tǒng)架構設計如下圖，整個系統(tǒng)分四層，具體內容說明如下：

數(shù)據(jù)采集層：將生產(chǎn)設備連接到企業(yè)的光纖以太網(wǎng)，進入內部網(wǎng)絡系統(tǒng)中，并設備廠家協(xié)調和設計制定出《設備數(shù)據(jù)通信協(xié)議和內容文檔》，按此技術文檔負責數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)處理層：QTouch軟件組態(tài)和開發(fā)‘設備狀態(tài)采集服務程序’，部署在數(shù)據(jù)服務器上。設備狀態(tài)采集服務程序負責接收、召測、請求現(xiàn)場生產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)，并按要求存入歷史數(shù)據(jù)庫，同時提供實時數(shù)據(jù)訪問接口。歷史數(shù)據(jù)庫是與甲方共享ORACLE數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)訪問為提供OPC server服務。

數(shù)據(jù)應用層：工廠的MES系統(tǒng)從QTouch軟件提供的通信服務程序接口或共享數(shù)據(jù)庫接口獲取數(shù)據(jù)，并為數(shù)據(jù)展示和客戶操作體驗提供基礎服務。

數(shù)據(jù)展示層：可以將QTouch的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，通過Web方式進行數(shù)據(jù)展示和應用，工廠可以集成到MES系統(tǒng)進行展示，也可以獨立QTouch的工廠數(shù)據(jù)Web系統(tǒng)展示。

三、軟件結構

QTouch組態(tài)和開發(fā)的‘設備狀態(tài)采集服務程序’，其組成如下圖：

前置機通信程序：可使用Tcp socket server模式對生產(chǎn)設備的連接，并接受其上報數(shù)據(jù)，也可作為OPC client對生產(chǎn)設備進行請求；也可按設備商的約定通信協(xié)議進行主動查詢。

實時數(shù)據(jù)管理程序：負責分析處理前置通信的數(shù)據(jù)(通信協(xié)議解析)，包含實時數(shù)據(jù)（設備周期上報和系統(tǒng)周期查詢）、事件數(shù)據(jù)（異常事件觸發(fā)，設備及時上報）、下行寫入數(shù)據(jù)等三個緩沖區(qū)；

實時數(shù)據(jù)接口服務：以OPC server作為內存數(shù)據(jù)庫的接口；

數(shù)據(jù)庫接口：共享甲方提供的Oracle數(shù)據(jù)庫作為歷史數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫，其中含有設備檔案表、代碼定義表、歷史數(shù)據(jù)表等三個表，歷史數(shù)據(jù)是加時間標簽增量寫入。

四、軟件功能

QTouch軟件提供設備狀態(tài)采集服務程序，具有以下主要功能

五、系統(tǒng)性能指標

在以下服務器環(huán)境測試：

操作系統(tǒng) ：Windows Server 2008 R2/Linux Ubuntu系統(tǒng) ；CPU : E5-2640

內存：8G；硬盤：SSD 500G；網(wǎng)絡帶寬：100M

最大連接數(shù)：使用TCP長連接模式，單臺服務器并發(fā)時，Windows Server 2008系統(tǒng)下最大并發(fā)連接數(shù)1000+個；

響應時間：一次事務的處理時間。通常指從一個請求發(fā)出，到服務器進行處理后返回，<=2000毫秒。