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一、前言

    隨著計算機技術、網絡技術和數據庫技術的發展，在企業激烈競爭的條件下，要實現企業利益、員工利益和社會利益最大化，那么改造或拋棄傳統的控制系統模式、設計新的高速高效和穩定的控制系統結構已成為必然趨勢，或在原有系統中增加新的控制功能、新的控制方式及其它信息化渠道也已成當務之急。一言以蔽之，企業自動化及信息化建設是緊迫的,同時也是發展的必然趨勢。

    縱觀計算機技術的發展歷程，從20世紀50年代至今，從以計算機技術為基礎的各種企業信息技術應用系統到今天的企業技術信息系統、制造自動化系統、計算機控制系統、生產數據采集系統、計算機監測及控制系統、管理信息系統、質量信息系統、管理信息化系統，企業資源計劃以及利用內、外聯網的客戶關系管理（CRM）、供應鏈管理（SCM）等等。從這個發展趨勢來看，也就決定了企業自動化和信息化系統建設的必然性。生產數據采集系統是實現企業自動化和信息化建設的一部分，是建設中的關鍵。

二、系統描述及結構

    生產數據采集系統，主要獲取工業現場各生產設備的數據并存儲，繪制分析曲線和制作生產報表。數據采集系統是綜合了設備接口技術、數據傳輸技術、數據處理技術、數據庫技術、網絡通訊技術和信息管理技術等的成果，是數據采集系統建立的堅實的理論基礎。

    系統的組成主要包括：上位機系統、下位機系統和系統通訊網絡，下面分別做詳細介紹。

    上位機系統：上位機主機采用工業PC機，根據需要可以配備打印機和大屏幕監視器，數據庫服務器及WEB服務器，根據系統需要還可以配置專門的采集站、操作員站、管理員站即將采集、操作和管理分離開來。上位機系統軟件安裝的主要是監控軟件，它的主要功能是通過通信網絡實現上位機與下位機間的數據傳輸，以及將下位機實時采集的數據進行各種處理，包括存入數據庫、進行流圖顯示、歷史趨勢圖和棒形圖還有數據表的顯示及各種要求的報表打印輸出，用戶還可以查看實時數據、查詢歷史數據、下發控制操作命令、查看及查詢報警信息。通常上位機系統中含有系統管理員站、操作員站和工程師站等多種方式，某些要求比較高的系統常采用雙網絡系統、冗余系統和雙機備用系統。

    下位機系統：下位機指遠方終端RT U和現場測控智能裝置，也可以是專用的RTU、智能儀表和智能控制器以及PLC系統等統稱下位控制單元。系統建設形成了不少模式，如PC+PLC模式，PC+單片機模式，全部進口的PC+RTU模式及混合模式等。下位機系統也包含了先進而復雜的通訊技術、數據處理技術，同時包含了多種不同的性能指標和標準。

    系統通訊網絡主要有無線通訊、有線通訊、載波通訊和光纖通訊。

    無線通訊：如微波、擴頻通訊、衛星通訊、銥星通訊、超短波通訊、短波通訊、GSM、CDMA、雙向無線尋呼等。

    有線通訊：如公共數據網的PSDNISDN和BISDN，和采用雙絞線作為介質的自建有線網。

    光纖通訊：光纖通信以其高帶寬，高抗干擾性在信息通訊中得到廣泛應用。在數據采集系統中也已具備了應用條件。

    多數系統可采用如下結構設計：

                                   系統結構圖

三、系統功能及特點

    本系統結構簡單，是以上系統結構的一部分，主要功能有：工業現場實時數據采集，數據歷史保存，實時數據顯示、歷史數據查詢、報表查詢、報警信息查詢、報警處理、故障排除、曲線和棒圖繪制。與企業EMS系統連接。

    系統上位機采用研華工控機和力控組態軟件，軟件主要功能詳細描述如下：

    1.可視化易操作的用戶界面以及美觀的圖形化系統設計，易操作、易管理的HMI界面，主要完成數據瀏覽和其他運行畫面的切換。

    2.完善的用戶管理和方便實用的安全性設置

    用戶可以建立不同級別多個用戶，級別和用戶名分別對應于系統中的變量，利用這兩個變量的值可以自由設置操作權限。

    3.實時和歷史趨勢曲線顯示

    可以很形象地反映當前時間段中各變量的變化趨勢，及同畫面下不同變量的趨勢比較。

    4.系統數據棒圖描述

    更好地更形象地描述實時數據的大小，同類數據之間可以進行比較，以及判斷當前數據是否越限。

5.系統數據報表處理、查詢

    可以歸類地將同類型或有某種關系的變量形成一張報表，可以很方便地瀏覽實時數據的變化和比較不同變量數據的大小，以及歷史數據的查詢。

    6.數據庫定時、定量存儲

    根據需要和企業或行業標準實現對數據的分析、處理及存儲，方便以后查詢，為以后查詢分析提供依據。

    7．與企業MIS系統的鏈接

    力控提供了很多與外部應用程序的控件和接口，其中有數據庫接口、運行畫面接口和外部關系型數據庫接口。系統提供豐富的與關系型數據庫通訊的函數和多種組件，例如ODBC GATE、歷史轉儲和事件記錄等。

    系統下位機是正運行的采集系統，通過DDE和OPC方式與上位機的通訊，力控完全支持DDE和OPC的客戶端和服務器端，本系統均采用客戶端的方式，力控中不需要另外安裝其他的組件和驅動程序，只要安裝了通用版本，開發環境中就已經安裝上了DDE和OPC驅動，和下位機很容易地建立數據通訊，效果非常好。

四、總結

    力控軟件是從實踐中來，服務于實踐的工業自動化軟件，軟件功能強大，通訊能力強，穩定性好，公開的外部接口多，圖形豐富和功能組件多。

    基于PC機的數據采集系統已被人們熟悉和接受，并已大量應用于工業現場。DDE和OPC技術大大方便了軟硬件間的通訊。本系統正是利用了這一點，使系統快速地運轉起來，使企業快速地跨入自動化時代。