基于HMIBuilder组态的分布式监控系统

分类：技术教程日期：2009-02-23 00:00:00 来源：北京昆仑纵横科技发展有限公司

1.1 引言

HMIBuilder组态软件已经成功应用于电力、石油、楼宇、交通和工厂自动化等领域的数据采集与系统监控。HMIBuilder通用系统是一套工业分布式组态软件平台，可以运行在自动控制系统监控层一级的PC-based平台，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制监控系统。HMIBuilder组态软件不仅能支持各种工控设备和常见的通信协议，而且提供了分布式网络数据管理功能。本文主要是总结HMIBuilder系统的分布式模型、分析软件分布式特点、以及分享基于HMIBuilder的人机界面分布式监控实例。

1.2 HMIBuilder分布式模型分析

1. 实时信息共享（针对View）

模式一：

图1.2.1 实时信息共享模式一
注：“蓝色虚线箭头”为数据信息流的走向。
“黑色实线”为设备实际连接线路。
红色部分为两个节点(Node1，Node2)，
节点中PLC1和PLC2为硬件设备虚拟映射。
图解：数据信息流的走向表明PLC1和PLC2通过现场总线分别传输给PC （Node1）和PC （Node2），两台PC分别安装HMIBuilder组态软件，PC（Node1）通过工业以太网将PLC1数据传输给PC（Node2），同时PC（Node2）将PLC2数据传输给PC（Node1），从而达到实时信息共享，两个节点可以分别通过HMIBuilder中View模块进行显示
模式二：

图1.2.2 实时信息共享模式二

图解：节点1和节点2不做显示，而是通过节点3进行显示
2. 历史数据存储

模式一：

图1.2.3 历史数据存储模式一

图解：两个节点可以分别作为存盘服务器对PLC1和PLC2的数据进行存储

模式二：

图1.2.4 历史数据存储模式二

图解：两个节点均不做数据存储，而是将节点3作为存盘服务器进行数据存储
3. 告警信息

模式一：

图1.2.5 告警信息模式一

图解：与历史数据存储同理。

模式二：

图1.2.6 告警信息模式二

图解：与历史数据存储同理。
4. 校时

图1.2.7 校时

图解：节点1在HMIBuilder中设置为校时服务器，系统当前时间传输给HMIBuilder，HMIBuilder通过工业以太网将信息传输给其他节点，在其他节点上HMIBuilder将信息传输给系统，从而达到与节点1时间同步。
5. 双网冗余

图1.2.8 双网冗余

图解：需要在HMIBuilder中设置A网和B网的IP地址和掩码。注意这两个网络应分属不同的网段，比如A网如果是192.168.x.x，则最好设置B网为10.x.x.x。
6. Web浏览

图1.2.9 Web浏览

图解：HMIBuilder本身内嵌Web服务器，将节点3设置为Web服务器，在其他节点上可以通过局域网浏览器比如IE查看节点3的画面，HMIBuilder的Web服务器支持Internet和Intranet，广域网客户端通过IE查看节点3的画面。

1.3 HMIBuilder分布式特点分析

1. 分布式管理、组态和监控

如下图所示：

图1.3.1 分布式网络架构图
1. a，网络架构中，节点可按照功能分类，实现分布式架构。可以作为后台机、工作站、存盘服务器、报警服务器
2. b，多个后台机和工作站，实现负荷分担。
3. c，根据IP划分，实现多层监控架构。
2. 软总线技术应用

如下图所示：
1. a，由HMIBuilder SCADA模块，通过工业以太网，将各物理节点连接起来，形成软总线。
2. b，各节点位于软总线上，每个节点运行的各功能模块彼此是没有差别。
图1.3.2 软总线技术应用
3. 支持Web浏览
1. a，内嵌支持WebServer，允许用户通过浏览器来查看HMIBuilder的工作画面，并且画面、功能与本地组态软件运行的画面和功能没有差别。
2. b，支持局域网、广域网IE浏览，可以穿越防火墙。

1.4 HMIBuilder分布式监控实例

基于工业以太网，通过创新的软总线技术，HMIBuilder强大的分布式网络功能表现在：通过方便灵活的、直观的用户交互组态配置，支持多种网络拓扑结构，支持多种类型网络节点，轻松实现数据共享、系统负荷分担、多种冗余备份等功能，完成分布式组态和监控，实现高可靠性的实时监控和历史信息网络共享。
在工业自动化控制现场SCADA系统中，我们可以分为现场采集层、现场控制层、本地操作层、中心管理层，层间都有网络进行连接。人机界面处于现在的管控一体化现场的核心位置，连接现场总线，完成总线逻辑控制系统上层的现场操作和管理，同时，负责将现场数据汇总后，将中心管理层关心的数据上传。同时，随着工业以太网的广泛应用，SCADA系统的网络化成为趋势，为分布式带来应用的环境。
图1.4.1是基于HMIBuilder的人机界面分布式监控系统的架构图。其中，本地管理现场，以HMI系统为核心，得控制和执行部分。然后，通过现场管理层，也就是桔黄色模块部分，依据采用分布式监控软件HMIBuider的软总线技术，配备不同的网络节点，负荷分担，将多个本地现场进行管理。然后，我们在分布式系统中，将某个节点配置为HMIBuilder Web Server，从而实现远程的IE浏览控制。