（检测技术与自动化装置专业论文）胎面挤出生产线的远程监控系统研究.pdf

武汉理工人学硕 j 论文 摘要 随着网络技术的不断发展，i n t e r n e t 技术已经渗透到日常生活和工业生产 的各个领域，这使得远程实时监控工业自动化生产成为可能，通过远程实时监 控，技术人员无须亲临现场就能对现场的生产情况进行监控，这是制造业以及 其他许多行业所一直期待解决的问题之一。远程实时监控技术是网络技术、计 算机技术和控制技术的结合，它充分利用了现有的局域网和广域网基础设施， 为厂区内部局域网监控以及跨地区监控提供了一种新的有效控制方法。 本文以新安江三复合胎面挤出生产线为研究背景，结合p r o f i b u s 现场总线 技术以及w e b 技术，构建了由现场控制层、服务器层和远程访问用户层组成的 远程监控系统。 文章首先简要地介绍了远程监控系统，并对其结构模式作了探究，详细地 比较了c s 和b s 结构体系的优缺点，同时介绍了相关关键技术：工业数据通 讯技术、d d e 技术、数据库技术及w e b 信息出版技术，为后文铺垫了技术基础。 然后以胎面挤出生产线为背景，详细地对系统进行了分析，提出基于b s 的系 统结构，同时对硬件设备选型也做了详细说明。最后分别对现场控制层和服务 器层的设计作了具体地分析和研究。 在现场控制层中，以p l c 为控制层，以变频器、伺服驱动器、远程i o 模 块等为执行层，它们通过现场总线p r o f i b u s - d p 相连，构成一个稳定、易于扩 充的硬件环境。现场总线的应用有效地解决了本系统由于工艺复杂、i 0 点数多 且分布分散、设备类型多样、控制协调性要求高所带来的控制问题。 服务器层的设计中，提出了用i p c 工控机充当服务器角色，实现系统远程 监控的低成本解决方案。在工控机中利用m c g s 组态软件进行实时数据的采集及 控制，同时通过d d e 接口很方便地与a c c e s s 数据库进行数据交互，有效地缩短 了开发周期。 最后，对全文进行了总结和归纳，并就未来的研究方向提出了进一步展望。 目前，新安江三复合胎面挤出生产线现场控制系统已经投入运行，达到预 期效果，取得了良好的经济效益。 关键词：远程监控，b s ，服务器，胎面挤出生产线，p r o f i b u s d p 武汉理工大硕十论文 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h en e t w o r kt e c h n i q u eo fc o n t i n u o u s l yd e v e l o p i n t e r n e tt e c h n i q u e h a sa l r e a d yp e r m e a t e dt oe a c hr e a l mo ft h ed a i l yl i f ea n di n d u s t r yp r o d u c t i o n i tm a d e t h er e m o t em o n i t o t i n ga n dc o n t r o lo ft h ei n d u s t r ya u t o m a t i o np r o d u c t i o np o s s i b l e u g ht h er e m o t em o n i t o r i n ga n dc o n t r 0 1 t h et e c h n i c a lp e r s o n n e ln e e dn o tt o a t t e n dp e r s o n a l l y t h e yc a nd ot l l i sa to t h e rs p a c e ，w h i c hi so n eo ft h ep r o b l e m st h a t p e o p l ea l w a y se x p e c t i n gt h es o l u t i o n sw h oi nt h em a n u f a c t u r i n ga n dm a n yo t h e r i n d u s t r i e s r e m o t er e a l t i m em o n i t o r i n gt e c h n o l o g yi sac o m b i n a t i o no fn e t w o r k c o m p u t e ra n dc o n t r o l l i n gs t r a t e g y , i tm a k e sf u l lu s eo ft h ee x i s t i n gi n f r a s t r u c t u r eo f l a na n dw a n p r o p o s e sa ne 伍c i e n tw a yo fi n t e r n a ll a nm o n i t o r i n ga n d o v e r - d i s t r i c tm o n i t o r i n gw i t h i nt h ef a c t o r yr e g i o n t h i sd i s s e r s t a t i o ni sb a s e do nt h es t u d yo fx i na n j i a n gt h r e ec o m p o s i t e st i e a d e x t r u d i n gl i n e ，a n dc o n s t r u c t st h er e m o t er e a l t i m em o n i t o t i n gs y s t e mc o m p o s e do f f i e l de o n t r o ll a y e r , s e l n e rl a y e ra n dr e m o t ea c c e s su s e rl a y e r , c o m b i n e dw i t l l t e c h n o l o g i e ss u c ha sf i e l dp r o f i b u sa n dw e b f i r s to fa l l - i ti n t r o d u c e st h er e m o t em o n i t o r i n ga n dc o n t r o ls y s t e mb f i e f l y ，a n d d i s c u s s e st h es t r u c t u r em o d e so ft h es y s t e m ，a n dt h e nc o m p a r e st h ea d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e so fc sw i t ht h o s eo fb si i ld e t a i l a tt h es a m et i m e i ta l s oi n t r o d u c e s s o m ek e yt e c h n o l o g i e sw h i c ha r er e l a t e dt ot h er e m o t em o n i t o t i n ga n dc o n t r o ls y s t e m s u c ha si n d u s t r i a ld a t ac o m m u n i c a t i o i l s d d e ，d a t a b a s e a n dw e bi n f o r m a t i o n p u b l i s h i n g ，a n ds oo n i ns u c c e s s i o n , t h ep a p e ra n a l y z e st h es y s t e mp a r t i c u l a r l vi nt h e f o u n d a t i o no ft r e a de x t r u d i n gl i n ea n dc o n s t r u c t st h es y s t e ms t r u c t u r eb a s e do nb s a n di ta l s oe x p l a i n sh o wt oc h o o s et h eh a r d w a r ei n f r a s t r u c t u r ei nd e t a i l a tl a s t , i t a n a l y z e sa n ds t u d i e so nt h ed e s i g n so ff i e l dc o n t r o l l a y e ra n ds e r v e rl a y e rc o n c r e t e l y i nt h ef i e l dc o n t r o ll a y e r , p l ci st a k e na st h ek e y c o u r s e ，w h i l ei n v e r t e r s ，s e r v o p o s i t i o n i n gc o n t r o l l e r , r e m o t ed i s t r i b u t e di oa n ds oo na r et a k e na st h ee x e c u t i v e o n e s t h e ya r el i n k e dt h r o u g hp r o f i b u s d p ，a n dc o n s t r u c tas t e a d ya n d e a s y - t o - e x p a n dh a r d w a r ee n v i r o n m e n t t h ea p p l i c a t i o no fp r o f i b u ss o l v e st h ec o n t r o l p r o b l e m se 伍c i e n t l yr e s u l t e df r o mt h ec o m p l e x i t yo ft h em a n u f a c t u r i n gf l o w , e x c e s s i v e n e s sa n dd i s p e r s eo fi 0 m u l t i p l i c i t yo fe q u i p m e n t s h i g hd e m a n do f h a r m o n i z a t i o nb e t w e e nc o n t r o le q u i p m e n t s i nt h ed e s i g no ft h es e r v e rl a y e r , t h i sp a p e rp r o v i d e do n ek i n do ft h el o wc o s t s o l u t i o n w h i c hi su s i n gi p ci n d u s t r i a lc o m p u t e ra st h es e r v e rt or e a l i z et h er e m o t e m o n i t o r i n ga n dc o n t r o lo ft h es y s t e m i ti se f f e c t i v et or e d u c et h ed e v e l o p m e n tc y c l e b yu s i n gm c g sc o n f i g u r a t i o ns o f t w a r et oa c q u i r ea n dc o n t r o lt h er e a l t i m ed a t ai n t h ei n d u s t r i a lc o m p u t e ra n dc o m m u n i c a t i n gd a t aw i t ht h ed a t a b a s eo fa c c e s st h r o u g h t h ed d ei n t e r f a c ec o n v e n i e n t l y i nt h ee n d ，t h i sd i s s e r t a t i o ns u m m a r i z e sa n dc o n c l u d e st h ew h o l ec o n t e n t s ，a n d a d v a n c e st h ef u t u r ef o rt h es t u d yo nt h i ss u b i e c t n o w a d a y s t h ef i e l dc o n t r o ls y s t e mo fx i na n j i a n gt h r e ec o m p o s i t e1 r e a d e x t r u d i n gl i n eh a sl a u n c h e di n t oo p e r a t i o n i th a sr e a c h e d t h e e n t e r p r i s e s 武汉理工大学硕十论文 e x p e c t a t i o na n d a c h i e v e ds i g n i f i c a n te c o n o m i cb e n e f i t s k e yw o r d s ：r e m o t em o n i t o r i n ga n dc o n t r o l ，b s ，s e r v e r ，t r e a de x t r u d i n gl i n e ， p r o f i b u s d p i l l 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师签名：日期： 武汉理t 大学硕士学位论文 1 1 选题概述 1 1 1 选题来源 第1 章绪论 本论文选题来源于以本人导师为项目负责人与桂林橡胶工业设计研究院合 作的横向课题，该课题包括杭州新安江二复合及三复合胎面挤出生产线和山东 招远二复合胎面挤出生产线等电气控制子项目。本文主要以新安江三复合胎面 挤出生产线为研究背景。 1 1 2 选题背景及意义 胎面挤出生产线是汽车轮胎生产中的关键设备，随着我国汽车的日益普及 和高速公路的快速发展，市场对轮胎的需求量越来越大，同时也对轮胎的质量 提出了更高的要求。因此，近年来，轮胎制造设备更新、改造的步子也不断加。 快，对设备自动化的要求也越来越高。为适应市场需求，在竞争中取得优势， 我国的橡胶机械企业唯有不断提高自己的产品质量和控制水平1 1 i 。 橡胶工业之间的竞争，说到底是技术水平的较量，要想在较短时间内赶上 国外水平，充分利用高新技术，改造传统的橡胶工业，以提高我国橡胶工业的 竞争能力是一条捷径。计算机网络技术、通信技术以及数据库技术等的不断发 展，为实现橡胶轮胎远程监控提高了可能性。本文就是综合利用以上技术对胎 面挤出生产线实现远程监控进行研究和探讨。 借助于远程监控可以将企业内部的信息网( i n t r a n e t ) 与控制网有效地连 接起来，实现对生产、运营情况的随时掌握，把生产运营状况同企业的经营管 理策略紧密结合，从而实现企业的综合自动化，可以建立网络范围内的监控数 据和网上知识资源库。通过远程监控可以实现现场运行数据的实时采集和快速 集中，获得现场监控数据，为远程故障诊断技术提供了物质基础；通过远程监 控，技术人员无须亲临现场或恶劣的环境就可以监视并控制生产系统和现场设 备的运行状态及各种参数，使受过专业训练的人员“虚拟 地出现在许多监控 地点，方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行高级过程控制，以维 武汉理工大学硕士学俯论文 护设备的正常运营，从而减少值守工作人员，最终实现远端的无人或少人值守， 达到减员增效的目的。 目前，越来越多的企业集团呈跨地域的发展趋势，利用网络技术实现远程 监控，对企业降低生产成本，提高劳动生产率，提高企业产品的科技含量，以 及增强企业的综合竞争实力等方面都具有十分重要的意义幢1 。 1 1 3 国内外研究的现状和存在的问题 i n t e r n e t 和工业控制技术的结合，给控制技术带来了飞速的发展。这一课 题已经引起国内外学者的广泛关注和重视，并投入了大量的人力、物力进行研 究【3 5 1 。 ( 1 ) 国外研究现状 在国外，工业远程监控的应用和研究，主要开始于发达国家，现在其研究 及应用水平已相当高。1 9 9 7 年美国斯坦福大学和麻省理工学院联合主办了首届 “基于i n t e r n e t 的工业远程诊断研讨会，并合作开展“基于i n t e r n e t 的下一 代远程诊断示范系统的研究。该项工作得到了b o e i n g 、f o r d 等1 0 多家大公 司的支持与合作，并很快建立一个面向半导体制造设备的基于i n t e r n e t 的远程 诊断原型系统。德国西门子应用远程服务解决工厂自动化装备的故障诊断与维 护等问题，大大地减少了现场的工作，提高了经济效益。几个美国机床公司 ( g i d d i n g sa n dl e w i s 、b r i d g e p o r t 、s e g i n a wm a c h i n et o o l s ，e t c ) 在他们 的产品上，已具有基于机器检测和远程检修的远程服务或类远程服务功能。德 国的f l e n d e r 服务状态监测公司，已开发出基于现代远程故障诊断技术的面向 状态的维修技术。这些都为远程监控进入生产实际环节打下了技术基础，可以 说，国外的远程监控已从理论走向了生产实践。 ( 2 ) 国内研究现状 国内对于这一课题及也展开了积极的研究。目前，清华大学、同济大学、 西安交大、华中科技大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学等高校已取得了较 为先进的研究成果。如清华大学以大型电站设备为对象，开展了远程在线监测 和诊断研究；同济大学在中德合作项目的资助下，开展了制造企业远程服务系 统的研究；华中理工大学提出了基于i n t e r n e t 的远程故障诊断的相关理论；西 2 武汉理工大学硕士学付论文 安交通大学研制的“大型旋转机械计算机状态监测系统及故障诊断系统r m m d ”、 华中科技大学开发了的“汽轮机工况监测和诊断系统k b t g m o ”、哈尔滨工业大学 的“微计算机化机组状态监视与故障诊断专家系统m m m o e s 、南京理工大学c i m s 研究所承担了国防科工委长春f m s 实验中心检测监控系统的研制任务，对柔性 制造系统中各子系统的检测监控技术进行了初步集成。 中国科学院等离子物理研究所的h t - 7 超导托卡马克装置规模大、参数多。 整个系统采用不同类型的计算机，操作系统也不同，而且各个子系统的控制计 算机分布在不同的实验现场，相距甚远。实验的特殊性要求控制系统能完成实 时控制，而且各功能子系统间的数据传输量也大。为实现整个系统的实时监控 及诊断保护，系统采用了基于交换式快速以太网的网络技术，利用基于t c p i p 协议的s o c k e t 网络编程，不仅实现了数据共享、高速可靠的数据传输，而且系 统具有组网简单、升级方便和高的性能价格比等优点。 国家科技部曾在“十五 8 6 3 计划中提出根据国内外远程服务技术的现状和 发展动向，基于企业内部的网络结构，搭建远程服务系统，实现故障的远程监 测、预报和诊断，提高企业的经济效益及制造业的自动化的水平。该计划的研 究工作已经取得了重要的进展。 ( 3 ) 本课题存在的问题 对于胎面挤出生产线的远程监控系统这一课题，目前存在如下问题： 其一，胎面挤出生产线工艺复杂、设备类型多样、i o 点数多且分布极为分 散、各工艺环节之间控制协调性要求高。 其二，网络通信技术的不足。网络通信技术是胎面挤出生产线远程监控系 统中最为关键的技术，然而，目前网络通信一般简单采用s o c k e t 技术，甚至f t p 或e - m a i l 等，这些技术无论在传输的数据量、编程的灵活性还是安全性方面都 有很大的欠缺，特别是对于现场多个端点的数据采集，会大大增加编程的复杂 度，不能满足远程监控技术对网络通信的需求。 其三，通讯传输的延迟性、不稳定性也是束缚这一课题研究的瓶颈之一。 1 2 论文组织结构 论文章节安排如下： 3 第1 章：绪论。简述了论文选题的来源及背景，对国内外研究现状进行比 较和分析，并指出了远程监控目前存在的问题。 第2 章：远程监控系统相关技术。对远程监控进行了简要的介绍，分析了 远程监控的结构模式，最后介绍了远程监控系统相关的关键技术。 第3 章：系统的分析与设计。首先介绍了胎面挤出生产线的工艺流程、系 统功能、设计原则；然后构建了系统的总体结构；最后介绍了系统的硬件设备 选型。 第4 章：现场控制层的设计。首先描述了现场控制层系统方案的设计，并 阐述了其系统功能及特点与优势；然后详细介绍了胎面挤出生产线控制系统p l c 软件编制情况及一些重要模块的实现，并给出了相应的程序流程图和图形界面。 第5 章：服务器层的设计。首先介绍了服务器层的组成、功能；然后谈及 了服务器层的实现方法及过程；最后给出了系统功能演示。 第6 章：总结与展望。对本文进行了总结，并指出了系统设计中存在的问 题和今后进一步研究的方向。 4 武汉理 人学硕士学位论文 第2 章远程监控系统相关技术 2 1 远程监控系统简介 远程监控系统是近代电子技术、自动控制技术、计算机技术、传感器技术、 网路通讯技术的综合应用。它以计算机技术、网络通讯技术为核心，充分发挥 了多诊断系统协作及诊断专家的作用，为设备的维护、故障诊断提供方便有效 的远程服务，从而保证企业生产的正常进行，提高设备的可靠性，最终得到柔 性、敏捷化的制造系统。 远程监控的主要任务就是将不同地域的专家和诊断系统通过网络组织起 来，形成一个虚拟的监测诊断空间，并为其提供实时、协同、交互式的诊断环 境，共同对故障设备进行诊断1 6 ) 。 远程监控系统是一个开放的分布式系统，其内容包括现场监测、网络传输 通道和远程监测控制三个主要部分【7 1 。远程监控系统结构如图2 - 1 。 现 场 设 备 现场监测数据通讯传输远程监测控制 图2 - 1 远程监控系统结构图 在对生产线现场数据采集和监测后，先在现场进行故障分析诊断，排除故 障【8 l ，必要时通过网络和远程专家系统( 包括厂家和专业技术人员) 进行联系；网 络传输可以通过局域网，也可以通过i n t e r n e t ，视具体要求和现场情况而定； 远程系统在接收到请求后，根据传来的数据、图像、文字等信息，配合专家， 对现场设备进行监测诊断伽。 2 远程监控系统结构模式 5 武汉理工大学硕卜学位论丈 目前，在远程监控领域，被广泛关注并深入研究的体系结构模式有以下两 种客户机服务器模式和浏览器服务器模式i m l 。 2 2 1 客户机服务器模式 客户机服务器( c s ，c 1 i e n t s e r v e r ) 结构如图2 - 2 所示( n l 。客户端包括 远端工作站和本地工作站，其主要功能是与客户和数据库进行数据通讯，并对 数据进行逻辑处理；服务器端的主要功能是根据客户端的请求，在数据库中存 取数据，并返回给客户端。在c s 模式中，服务器端通过消息接受客户端的服 务请求和诊断结果信息的传递，以此来完成对客户的服务内容。 数据请求 e 二令 数据返回 图2 - 2c s 结构 c s 模式的特点是【1 2 1 1 1 3 1 i 1 ：( 1 ) 用户使用服务器所管理的资源和提供的各种 服务时，可以不必知道服务器的具体位置；( 2 ) 服务器通过信息与外界进行交 互，其内部的服务机制对外是不公开的：( 3 ) 支持多用户、多任务环境，可以 实现在分布式异构环境下信息集成和一体化管理。 但随着信息技术的发展，c s 模式暴露出一些问题。由于c s 模式中，客户 端同时承担了表达逻辑和业务逻辑两部分功能，二者之间界限不明显，无论在 功能划分上还是具体程序实现上，两个层面往往交织在一起。因此客户端需要 安装大量的软件，机器需要较高的配置，客户端维护频繁，系统的强健性下降， 用户也需要进行专门的培训才能操作。这样，运行成本一直呈上升趋势，从某 种程度上限制了网络的应用范围。这种“瘦服务器肥客户机的模式，随着信 息管理的复杂化、网络系统集成的高度化发展，其逐渐显现了它的局限性。 2 2 2 浏览器服务器模式 6 武汉理l ：大学硕十学位论文 由于c s 模式的这些不足，我们可以在传统的c s 模式的中间加上一层， 把原来客户机所负责的功能交给中间层来实现，这个中间层即为w e b 服务层。 这样，客户端就不负责原来的数据存取，我们只须在客户端安装浏览器就可以 了。把原来的服务器作为数据库服务器，在数据库服务器上安装数据库管理系 统和创建数据库。w e b 服务器的作用就是对数据库进行访问，并通过 i n t e r n e t i n t r a n e t 传递给浏览器。这样，w e b 服务器既是浏览器的服务器，又 是数据库服务器的浏览器。在这种模式下，客户机就编程为一个简单的浏览器， 形成了“肥服务器瘦客户机一的模式，这就是我们所采用的浏览器服务器 ( b s ，b r o w s e r s e r v e r ) 模式。基于b s 模式的结构将w e b 与数据库相结合，形 成的基于数据库的w e b 计算模式，并将该模型应用到i n t e r n e t i n t r a n e t 中， 最终形成了三层客户机服务器应用结构，三层结构将应用系统的三个功能层面 进行了明确的分割，使其在逻辑上各自独立。b s 结构如图2 - 3 所示： 数据层 请求 请枭 服 实 浏 w e b i 一务现 一 时 览 服 i器场 器 务 i 数 数 数 响j 立器响| 应 据 据 据 i库 库 图2 - 3b s 结构 b s 模式下远程实时监控系统的基本工作模式引：( 1 ) 从现场采集信息传入 实时数据库；( 2 ) 将实时数据库传给服务器数据库；( 3 ) 再将数据传给w e bs e r v e r 端w e b 应用程序；( 4 ) 应用程序将数据在网页上显示，并能定时对数据进行动 态刷新：( 5 ) 利用动画效果将数据动态表示；( 6 ) 对网页上表示受控对象进行 操作，将控制参数输入；( 7 ) 将受控对象表示及参数返回w e bs e r v e r 端；( 8 ) 将数据传给相应程序执行操作。 相对c s 模式而言，b s 模式有如下优点： ( 1 ) 客户端不再负责数据库的存取和复杂数据计算等的任务，只需要其进 行显示，充分发挥服务器的强大作用，这样就大大的降低了对客户端的要求， 7 武汉理i ：人学硕七学位论文 降低了投资和使用成本。 ( 2 ) 易于维护、易于升级。维护人员不再为程序的维护工作奔波游走与各 个客户机之间，而把主要精力放在功能服务器上。由于用户端无需专用的软件， 当企业对网络应用进行升级时，只需更新服务器端的软件，减轻了系统维护与 升级的成本与工作量。 ( 3 ) 用户操作使用简便。b s 模式的客户端只是一个提供友好界面的浏览器， 通过鼠标和键盘即可实现远程实时监控。 2 3 远程监控系统关键技术 2 3 1 工业数据通讯技术 对于现场数据采集主要是靠现场总线来完成的，现场总线是一种连接智能 现场设备和自动化系统的全数字化、双向传输、多分支结构的串行通信网络。 它不单单是一种通信技术，而且有效实现了智能仪表、通信网络和控制系统的 集成【1 6 l i 1d s 。 在胎面挤出生产线的控制系统中，我们主要用到了p r o f i b u s - d p 总线。利 用p r o f i b u s 总线，将各种现场设备( 如变频器、直流调速器、伺服电机驱动器 等) 与p l c 联接在一起，构成个分布式控制网络。 p r o f i b u s 可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化，该系统分 为主站和从站。主站决定总线的数据通信，采用令牌总线的通讯方式，当主站 得到总线控制权( 令牌) 时，没有外界请求也可以主动发送信息。在p r o f i b u s 协议中，主站也称为主动站，典型的主站有p l c 、p c 等。从站为外围设备，如 e t 2 0 0 ，变频器，调速器，阀门等，它们没有总线控制权，仅对接收的信息给予 确认或当主站发出请求时向它发送信息。从站也称为被动站。 p r o f i b u s 根据应用特点分为p r o f i b u s d p 、p r o f i b u s - f m s 、p r o f i b u s - p a3 个兼容版本。d p 代表分散化的外围设备，p r o f i b u s - d p 由经过高速廉价的通讯 网络连接，用于传感器和驱动级的高速数据传送，是一种经过优化的模块；f m s 为现场总线报文规范，p r o f i b u s - f m s 主要用于解决车间级通信任务，提供大量 的通信服务，完成中等传输速度的循环和非循环通信任务；p a 代表过程自动化， p r o f i b u s - p a 专为过程自动化设计，用于对安全性要求高的场合及由总线供电的 8 武汉理i ：人学硕士学位论文 站点。 2 3 2d d e 技术 动态数据交换( d y n a m i cd a t ae x c h a n g e ，d d e ) 是w i n d o w s 等操作系统所 支持的一种基于消息的进程内部通信机制。d d e 链接相当于链接的应用程序之间 的数据交换通道，它运行w i n d o w s 应用程序直接进行通信而不需要用户的参与， 从而能够共享双方的数据。d d e 采用客户机服务器模式，d d e 服务器有应用于 其它w i n d o w s 程序的数据，而d d e 客户机则是从服务器中获得这些数据的程序。 d d e 客户机和d d e 服务器建立链接后，可同时进行一个或多个数据项的大批量动 态数据交换，而且数据还可以双向流动。另外，d d e 是完全向后兼容的，从1 6 位转到3 2 位，源代码几乎不需要修改，容易开发实现。 客户机用来向服务器请求数据项的事务处理称为链接。d d e 会话的链接类型 有三种，即冷链接、温链接、热链接。在冷链接方式中，只有客户请求了d d e 通讯，d d e 数据传送才发生。温链接则在冷链接的基础上当客户方所需的数据发 生变化时，自动通知客户该数据已经发生变化但不发送数据，客户得到数据更 新的消息后可以重新请求以获取数据。热链接比温链接更进一步，它力求保持 服务器方和客户机方的数据一致性，即当服务器方的数据发生变化时，服务器 自动将更新的数据发送给客户。采用这种方式，一旦在程序之间建立了热链接， 就不需要进行其他操作而由w i n d o w s 操作系统本身自动更新客户机数据n 们 i l l 。 2 3 3 数据库技术 远程监控系统从某种意义上讲，是在数据库基础上，融合信息技术和网络 技术的知识应用体系。为更好的地建立远程知识应用体系，采用网络数据库来 构筑系统的基石，系统所需的参数、依据和结果都是以数据的形式存于数据库 中。 ( 1 ) 数据库系统的结构 基于w e b 的网络数据库系统由一个w e b 浏览器作为用户界面、一个数据库 服务器用作信息存储和一个连接两者的w e b 服务器组成。w e b 和数据库这两种技 术，各自有其优点。w e b 具有用户界面的定义非常简单，关于定义数据的说明型 9 武j 义理i 大学硕士学位论文 语言非常完美，允许巨大传输量的传输协议非常健壮等优点。而数据库的优点 是它具有清晰定义的数据模型、存储和获取数据的健壮方法、发展用户界面和 应用程序逻辑的软件工具、强大的授权和安全机制，以及控制事务和维持数据 完整性的有效途径等。基于w e b 的数据库系统结构如图2 - 4 ： 厂、 查询卜一 、- 习一 r 曲 数据库 实时 服务器服务器1 7 数据库 场瓣i 一 图2 - 4 基于w e b 的网络数据库系统结构 用户只需要通过安装在客户端的浏览器发送信息到w e b 服务器，服务器接 收传递的参数后调用数据库服务器中的相应数据库，获得的信息以文本、图像、 表、图形或者多媒体对象的形式在w e b 页面上显示。同样，用户也可以对网络 数据库进行添加、修改和删除操作。 ( 2 ) 数据库与w 曲的连接 在利用a s p 技术开发的w e b 应用程序中，与数据库的连接是通过 a d o ( a c t i v ed a t ao b j e c t ) 及o d b c 来完成的。a d o 是数据库应用程序接口，是一 项容易使用并且可扩展的、将数据库访问添加到w e b 页面的技术。使用a d o 编 写紧凑、简明的脚本即可连接到o d b c 兼容的数据库，它的好处是占用内存的空 间少、简单易用、方便快捷及运行于服务器端。a d o 的应用模型如图2 - 5 n 羽。 在本系统中，充分利用a d o 及o d b c 技术来访问后台数据库，由于a d o 可内 嵌s q l 语句，因而可以方便地实现与后台数据库的交互。而且，如果需要访问 不同的数据库，只需创建相应的o d b c 就行了。这样一来，为开发者提供了简单、 标准、透明的数据库连接的公共编程接口，极大地方便了日后对系统的维护和 修改。 l o 武汉理i ：人学硕士学位论文 图2 - 5a d o 应用模型 下面是通过a d o 及o d b c 来连接w e b 数据库算法描述的一个实例： ， 2 3 4w e b 信息出版技术 w e b 页面有两种：静态h t m l 和动态h t m l 。一个w e b 数据库站点往往同时 使用这两种方法，用静态h t m l 来产生输入表格而用动态h t m l 来显示查询结果， l l 武汉理工人学硕十学位论文 主要涉及到以下几个方面的技术引。 ( 1 ) 脚本语言 脚本语言是一种简单的描述性语言，语法结构与高级语言相似。目前较为 流行的是j a v a s c r i p t 和v b s c r i p t 。 ( 2 ) a s p ( 动态服务器页面) a s p 是一个服务器端的脚本执行环境，属于a c t i v e x 的一种。它是一套微 软开发的服务器端脚本环境，内含于i i s ( i n t e r n e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) 之中， 系统提供两种脚本语言：v b s c r i p t 和j a v a s c r i p t ，而v b s c r i p t 则被作为系统 默认的脚本语言啪1 。a s p 程序是以扩展名a s p 的纯文本形式存在于w e b 服务器 上，可以用任何文本编辑器打开它，a s p 程序中可以包含纯文本、h t m l 标记以 及脚本命令。通过a s p ，我们可以将h t m l 网页、a s p 指令和a c t i v e x 组件结合 在一起，建立动态的、交互的、高效的w e b 服务器应用程序乜。使用a s p 技术， 所有嵌在h t m l 中的脚本程序将在服务器端执行，服务器仅将执行的结果返回 给客户浏览器。它包括了对数据库操作的服务器端的脚本程序，用户可用它产 生和执行动态的、交互的w e b 服务器应用程序，完成与数据库的交互。当用户 的w e b 浏览器向a s p 发出请求时，w e b 服务器将完成产生浏览器的h t m l 页的 所有工作。由于a s p 在服务器上运行，所以a s p 的源程序代码不会传到用户的 浏览器。a s p 也是面向对象的，可通过制作a c t i v e x 服务器组件来扩充功能， 并能创建和操作a c t i v e x 组件对象a d o ( a c t i v ed a t ao b j e c t ) 胁1 。 a s p 技术在静态页面h t m l 中加入了可执行的s c r i p t 语句形成a s p 页面文件。 当编写的脚本在服务器端执行时，w e b 服务器完成了所有的工作，包括解释执行 脚本，生成h t m l 页面并发送到客户端的浏览器中。当客户端向服务器提出h t t p 请求i i s 响应请求并将其交给a s p 解释器，a s p 调用相应的a s p 文件解释执行 脚本所要访问的数据库，请求调用c o m 组件，存取后台s q ls e r v e r 动态生成的 h t m l 页面传给客户端浏览器。a s p 基本结构图如图2 - 6 所示。从图结构可看到 a s p 脚本集成于h t m l 中，容易生成，页面的开发与h t m l 完全一致，用普通的编 辑器即可。无须编译和连接即可直接解释执行。而且它独立于浏览器，用户端 只要使用可解释常规h t m l 代码的浏览器器，即可浏览a s p 所设计的主页内容。 1 2 武汉到【大硕士学位论文 i i s a c t i 图2 - 6a s p 基本结构图 执行 ( 3 ) w e b 页面的实时刷新技术 此技术是利用上面讲述的w e b 应用程序，在w e b 应用程序中嵌入刷新页面 的h t m l 语句，例如当我们设定要每隔3 秒钟要查询一下数据库中的实时值，可 以在w e b 应用程序中加入下面的h t m l 语句： 。 此种方式可以获取数据库数据的实时监控页面，它是将动态刷新的页面作 为一个整体来更新，所以客户端对服务器端的任何请求( 如数据库查询) 都将 导致整个页面的刷新。 ( 4 ) a c t i v e x 控件技术 a c t i v e x 是建立在微软c o m ( c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，组件对象模型) 基 础上的一种编码和a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e r f a c e ) 的协议1 2 5 1 。a c t i v e x 控件则是a c t i v e x 技术的一个最主要、最基本的成员，它可以用于i n t e r n e t 和 w e b 网页，以增加功能和改善页面外观，从而使i n t e r n e t 生动起来。a c t i v e x 控件可以v i s u a lb a s i c 、d e l p h i 、v i s u a lc + + 等多种语言写成【1 7 】。本系统中， 采用v i s u a lb a s i c 6 0 来编写，充分利用了v b 的易用性，主要目的是用来扩充 w e b 服务器功能，来表现监控系统运行时数据曲线的其它应用。具体方法是：当 需要以数据曲线显示时，将从w e b 数据库中取出的数据直接发送给所请求的 武汉理l ：大学硕士学位论文 a c t i v e x 控件，由控件来决定数据如何显示，i i s 不处理任何页面文件，只是从 数据库中将实时数据取出，通过h t t p 协议交给a c t i v e x 控件。 1 4 武汉理工人学硕 学位论文 3 1 系统分析 第3 章系统的分析与设计 3 1 1 胎面挤出生产线的工艺流程简介 新安江三复合胎面挤出生产线是用于挤出全钢载重子午线轮胎的胎面胎侧三 角胶制品复合挤出的生产设备。生产胎面时，只挤出一条，定长裁断、人工拾取； 生产胎侧和三角胶时，双条挤出，既可以定长裁断、人工拾取，又可以用工字轮卷 取。整条生产线主要由主机、辅线、压延、裁断等几大部分构成，系统工艺流程图 如图3 - i 所示。 浸蝴溺嗍 图3 - i系统工艺流程图 首先是三复合挤出机主机，主机系统主要由2 5 0 热2 0 0 冷1 5 0 冷喂料三 复合挤出机组、三复合液压机头、液压系统、1 6 单元温控装置( 2 5 0 - - 3 段，2 0 0 - 5 段，1 5 0 4 段，机头一4 段) 、2 5 0 供料机、西2 0 0 供料机、1 5 0 供料机等构成。0 2 5 0 挤出机由2 2 0 k w ，4 0 0 v 直流电机驱动，螺杆直径为( 9 2 5 0 m m ，螺杆长径比为l d = 6 ， 转速为4 - - 4 0 r m i n ；2 0 0 挤出机由3 1 5 k w ，4 0 0 v 直流电机驱动，螺杆直径为 2 0 0 m m ，螺杆长径比为l d = 1 6 ，转速为2 2 8 r m i n ：1 5 0 挤出机由2 2 0 k w ，4 0 0 v 武汉理工人学硕十学位论文 直流电机驱动，螺杆直径为1 5 0 r a m ，螺杆长径比为l d = 1 6 ，转速为4 - - 4 0 r m i n ， 均配减速箱和润滑油泵，冷却风机，速度反馈形式为测速发电机。复合机头为三复 合镶嵌式可更换流道板，机头体为钻孔式结构，使热介质强制循环进行温控，机头 的开、合等动作采用液压驱动。1 6 段温控加热系统由软化水循环水泵、加热器、冷 却器、电磁阀、r k c 温度控制仪组成。单元内循环介质为软化水，外循环为工厂冷 却水。采用闭环温度控制，检测控制上中下流道的喂料段、挤出段、塑化段、上