【《基于Niagara平台的工厂监控系统的软件组态与调试案例分析》3600字（论文）】

基于Niagara平台的工厂监控系统的软件组态与调试案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u987基于Niagara平台的工厂监控系统的软件组态与调试案例分析 1291171.1Niagara简介 190991.2Niagara设备数据通讯 3162401.2.1N4软件与JACE-8000数据通讯 3114581.2.2IO-22U与JACE-8000数据通讯 5253441.3系统界面 5169191.3.1安全管理界面 6271451.3.2主界面 86371.3.3控制界面 10103544.3.4报警界面 14本课题基于Niagara软件平台进行应用程序及视图开发，应用软件能实现如下功能：（1）运行参数实时画面显示，如温湿度、噪声、PM2.5、光强度等；（2）报警管理，如烟感故障报警、声光报警器等；（3）历史数据存储与显示，提供历史数据曲线与数据表格；（4）多用户管理，设置不同用户类型及管理权限；（5）本地控制和远程网络访问与控制REF_Ref32015\r\h[3]。Niagara简介NiagaraFramework是Tridium公司的核心专有技术，基于Java技术开发环境的实质是通用软件框架，通过集成各种类型的设备和系统，可以通过一个统一的平台来管理该框架，并通过配有网络标准协议的Web浏览器对远程平台进行实时监视。Niagara的核心是它可以连接到任何协议，任何设备，任何网络，并且符合企业管理系统。Niagara提供了一个使用HTML5的用户界面，可轻松创建和维护系统的自定义视图，HTML5的UX框架，无需JavaApplet的安装，在整个物联网架构平台接入层，软件界面图如REF_Ref28233\h图4-1、REF_Ref28239\h图4-2所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s11Niagara电脑界面图图4-SEQ图\*ARABIC\s12NiagaraAPP界面图Niagara系统的架构是围绕着“以组件（Component）为导向的编程”为核心设计的。组件（Component）是使用Java编写、打包、部署为模块（modules）的自包含单位，多个组件（Component）通过连线连接构成一个应用（application）并运行于Station的运行时创建服务控制系统的信息通讯，Niagara结构框架图如图所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s13Niagara结构框架图工作站主要组成工作站主要包括目录，例如主目录(Home)、警报(Alarm)、配置(Config)、文件(Files)、层次结构(Hierarchy)和历史记录(History)。报警功能和历史记录功能都有相应的数据库进行数据存储。在Config目录中，用户可以为站点建立相应的业务模型并配置相应的数据点。该功能是Niagara发展的重中之重，可以通过现场的特定设备和JACE类型选择合适的通信协议，然后可以根据所选的通信协议从Palette（组件面板）的功能块中选择合适的模型，以完成物联网的功能。该平台的构建主要基于其Modbus通信协议，智慧工厂Config模块如REF_Ref28817\h图4-5所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s14智慧工厂Config模块Niagara设备数据通讯N4软件与JACE-8000数据通讯1、打开file文件新建一个Platform（Platform登录的用户名为Tridium1，密码Tridium123），输入JACE-8000网络控制器默认的IP地址（网口1的IP地址为40;网口2的IP地址为;WIFI的IP地址为）进行配置，如REF_Ref28896\h图4-5所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s15本地连接设置程序配置Daemon

Version:

8

Daemon

HTTP

Port:

3011

Host

ID:

Win-1137-4BCF-97B6-FD32

Niagara

Runtime:

nre-core-qnx-armle-v7

(8)

Architecture:

armle-v7

Number

of

CPUs:

1

Model:

TITAN

Product:

JACE-8000

Enabled

Runtime

Profiles:

rt,ux,wb

Operating

System:

qnx-jace-n4-titan-am335x-hs

(0)

Java

Virtual

Machine:

oracle-jre-compact3-qnx-arm

(Oracle

Corporation

1.4)

Niagara

Stations

Enabled:

enabled

Platform

TLS

Support:

enabled

Port:

5011

Certificate:

tridium

Protocol:

TLSv1.0+

System

Home:

/opt/niagara

User

Home:

/home/niagara2、测试配置的JACE-8000是否连接成功。使用40，说明配置成功，可以通信。图4-SEQ图\*ARABIC\s16通信配置3、配置后的详细信息图4-SEQ图\*ARABIC\s17详细信息IO-22U与JACE-8000数据通讯IO-22U模块与JACE网络控制器的通讯连接是通过RS-485总线，JACE-8000通过模块驱动识别IO-22U模块和读取其寄存器内的数据点，并可配置各数据点的属性。1.展开导航侧栏里面的站点的Config容器，并找到Drivers容器。展开Drivers容器视图;2.打开modbusTcp调色板，并找到ModbusTcpNetwork项目;3.将ModbusTcpNetwork从modbusTCP调色板拖出，并放到Drivers组件当中。保持名称不变;（注：ModbusNetwork也可以通过Driver的DriverManager视图，然后选择位于窗口底部的New按钮来进行添加）4.在NavTree里面双击ModbusTCPNetwork，以便打开ModbusTcpDeviceManager视图;5.使用视图底部的New按钮，创建一个ModbusTcpDevice，并将其命名为IO-22U;6.按照下图所示设定相关参数。图4-SEQ图\*ARABIC\s18IO-22U与软件连接配置图4-SEQ图\*ARABIC\s19IO-22U驱动模块系统界面平台界面的设计是使用本地工作站Supervisor上软件框架中的图形组件直观地显示系统的设备和操作。模块化编程功能可处理和分析数据。Web技术已添加到Internet。并且每个子系统的监控页面以HTML页面的形式统一，使用户的直观操作和远程访问变得更加方便。如REF_Ref28997\h图4-10所示，平台界面设计包括安全管理界面、主界面、控制界面、报警界面等，可清晰地呈现出所需的数据。图4-SEQ图\*ARABIC\s110平台界面组成建立了可视化的监控界面，对界面的功能区域进行了划分，并在监控管理平台上显示了智能工厂系统的运行过程，实时运行参数，LED亮灭状态等数据。同时，在同一局域网中，通过Web浏览器登录IP地址，另一台计算机或手机可以访问该平台，以实现对系统的实时监控。在完成管理平台的基础上，基于Niagara的分布式监控系统物联网管理平台可以很好地将Niagara物联网技术与智慧工厂相结合，准确地处理和分析系统数据，并保障系统稳定高效地运行。安全管理界面1.创建Station（1）点击Tools菜单—选择NewStation，在弹出的界面输入Station的名字，如REF_Ref16660\h图4-11所示；图4-SEQ图\*ARABIC\s111站点命名（2）点击Next,界面内点击SetPassword，输入密码，输入完成后点击Finish即可，如REF_Ref17172\h图4-12所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s112登录2.创建Platform（1）右键MyHost在弹出的菜单中选择openplatform，之后选择OK；（2）弹出Authentication（身份验证）的界面，输入电脑开机时的用户名和密码，如REF_Ref18857\h图4-13所示；图4-SEQ图\*ARABIC\s113身份验证（3）进入platform界面，点击stationcoypier，选中station然后点击copy，在弹出的StationTransferWizard界面点Next—finish，平台界面如REF_Ref18952\h图4-14所示；图4-SEQ图\*ARABIC\s114Platform平台界面3.用户登录（1）完成相应配置后，通过登录界面登录成功后可访问系统各功能模块，登录界面如REF_Ref22960\h图4-15所示；图4-SEQ图\*ARABIC\s115登录界面（2）该监控管理平台可以通过切换用户实现多用户、多平台管理，认证登录的历史数据信息如REF_Ref27692\h图4-16所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s116认证登录的历史数据信息主界面1.部分程序说明CO2模块<!--NiagaraPresentationXML--><PXversion="1.0"media="workbench:WbPXMedia"><import>；程序入口<modulename="BAJA"/>；定义模块名称（BAJA）<modulename="BAJAUI"/>；定义模块名称（BAJAUI）<modulename="GX"/>；定义模块名称（GX）<modulename="GXBrowser"/>；定义模块名称（GX浏览器）<modulename="workbench"/>；定义模块名称（工作台）</import>；导入<content>；内容<CanvasPanename="content"viewSize="1260.0,700.0"scale="fitRatio"minScaleFactor="0.5"maxScaleFactor="1.0">；定义安全区间<WebWidgetlayout="0.0,0.0,1260.0,700.0"GS="view:webChart:ChartWidget">；WEB部件布局<WbViewBindingORD="station:|slot:/Logic/CO2_Sensor"/>；定义CO2部件站点<Stringname="title"f="3"value=""/>；定义字符串名称<Stringname="dashboardChartData"f="rh3"value=""/></WebWidget></CanvasPane></ScrollPane></content></PX>；PX视图显示其它模块程序如图所示图4-SEQ图\*ARABIC\s117PX文件2.创建PX视图（1）在Files里新建一个文件夹，命名为“图片”。（用于存储照片）（2）可以从网站上下载一些图片到图片文件夹。新建的图片文件夹位置C盘>Niagara>Niagara-98>DaemonUserHome>Station>你的站名>shared>图片。（3）右键环境监控系统>New>folder>命名为环境监控PX>右键新建夹>New>Views>NewView>命名为环境监控。（4）双击新建PX文件夹，打开画布，右键画布>New>Label>双击新建Label>image>选择适当图形。同样的步骤添加其他传感器。（5）拖动PIR人感开关到>FromPalette>KitControl>Lighting>LightSensorOcc1组件。（6）再次拖动PIR点位到画布上，选择BoundLabel，同时勾选FormateText和MakeDisplayNameLabel，以同样的方式添加其他图标标签。（7）添加完成后，调整组件位置，数据显示界面如REF_Ref19249\h图4-15所示。图4-SEQ图\*ARABIC\s118数据显示界面控制界面1.创建逻辑点（1）运行站点，右键Config>New>folder>重命名为环境监控系统；（2）打开环境监控系统文件夹WireSheet视图；（3）添加Palette>KitControl>ControlPalette>Points>NumericWritable点位,并重命名为PM2.5传感器、噪声传感器、温湿度传感器、光强照传感器。（4）添加Palette>KitControl>ControlPalette>Points>BooleanWritable点位，并重命名为PIR人感开关、声光报警器、三色报警灯、烟感探测器。图4-SEQ图\*ARABIC\s119逻辑点图4-SEQ图\*ARABIC\s120IO-22U代理点2.模拟温度部分（1）首先我们需要一个新建一个文件夹来存放报警信息；图4-SEQ图\*ARABIC\s121Temperatrue文件夹需要一个模拟温度曲线的模块，在kitControl库的中找到SineWave（正弦波）模块，拖拽至WireSheet界面；图4-SEQ图\*ARABIC\s122模拟温度模块（3）对逻辑单元的属性进行调整，将它的Amplitude（振幅）和Offset（下限；补偿）设置成2525，这样这个模块就会模拟出一个在0-50之间变化的曲线；图4-SEQ图\*ARABIC\s123属性调整图4-SEQ图\*ARABIC\s124变化曲线（4）需要一个逻辑单元，来继承这个模拟出的曲线，在WireSheet界面右键—新建一个NumericWritable（数字化的逻辑单元）；图4-SEQ图\*ARABIC\s125逻辑单元（5）双击以打开它的属性，点击Facet—设置units中的Value值—找到Temperature然后选择摄氏度；图4-SEQ图\*ARABIC\s126单元属性（6）将曲线模式和逻辑单元连结起来，就会发现，逻辑单元的数值也随着曲线模块的变化而变化。图4-SEQ图\*ARABIC\s127曲线模块与逻辑单元连接图4-SEQ图\*ARABIC\s128变化后模块3.LED灯控制新建Floder右键Config->New->Flode,如REF_Ref21111\h图4-26所示图4-SEQ图\*ARABIC\s129新建Floder添加逻辑组件（1）新建BooleanWritable（右键Config->New->Floder）控件，并命名，修改参数。图4-SEQ图\*ARABIC\s130修改参数（2）选中刚才创建的组件，Ctrl+C复制，Ctrl+V粘贴，新建一个Light2组件，并进行默认值得修改，新建BooleanWritable，并进行连接与默认值的设置。图4-SEQ图\*ARABIC\s131逻辑块组态创建View（1）选中Light_Control，点击右键，选择Views->NewView。（2）把左侧Light_Control文件夹下的逻辑组件，拖到画布布局上，选择FromPalette。然后点击文件夹文件夹按钮。（3）选择BoundLabel，在格式化文字选项中，输入%displayName%以显示组建的名字。（4）把两个灯泡拖拽到布局中，选择FromPalette，查找kitPxHvac并选择bulb样式。图4-SEQ图\*ARABIC\s132灯泡显示布局点击运行按钮，即可控制。4.3.4报警界面1.故障报警界面（1）点开逻辑单元的属性，同时左侧打开Alarm库找到Extensions文件夹，然后将OutOfRengeAlarmExt模块拖至逻辑单元的空白处，这样就将一个报警拓展添加至逻辑单元中；图