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PAGE PAGE 1 上位机培训教程 一、上位机监控系统网络结构 我们采用多级互连，从现场总线——工业以态网——局域网——最后到互联网一体化架构，最后实现广域网范围的信息共享。总的来说，整个控制系统网络结构分为三级：控制级、监视级及管理级。具体结构如下图所示： 大型预焙铝电解槽上位机监控系统网络结构 (1) 控制级 控制级负责现场电解槽实时控制、人工操作、现场信息显示和现场报警，各个槽控箱通过现场CAN总线连接在一起，以区为单位组织生产、实施管理。 (2) 监视级 现场槽控机的信息经过CAN—Ethernet转换器进行协议转换，从CAN总线协议转化为工业以态网协议，用工业以态网方式实现分布式信息交换，满足全分布式铝电解智能模糊控制系统对控制信息传输快速、安全、稳定的极高要求。 进入机房的信号与机房交换机相连，并通过双绞网线与计算站的数据服务器、Web服务器、监视终端一起组成机房小局域网。数据服务器是整个控制系统的数据中心，Web服务器是上层网络信息共享的平台，是实现基于伪B/S模式上位机监控系统的物理基础。出于安全性、负载能力和系统维护等方面的考虑，在物理上一般将数据服务器和Web服务器分开，数据服务器硬件配置要高，而Web服务器配置可以低一点，这种方式比采用一台高性能服务器的方案要更经济实用，而且符合现在多层网络系统逻辑层和物理层分离、部署方式离散的发展趋势，实际应用的效果证明这种架构是非常合理的。 机房监视终端就是所谓的接口机系统，它是整个网络系统的真正数据源。处于数据完整性的考虑，除在数据服务器上有系统的数据备份外，机房接口机子系统还有一份系统数据的完整备份；在系统架构设计中，数据服务器一般采用大型关系型数据库作数据存储平台，而接口机子系统中的数据存储一般采用小型数据库系统作存储平台，我们设计的系统数据库服务器采用SQL-Server，接口机子系统采用Access数据库。当数据服务器崩溃时，接口机子系统仍能正常工作；等数据服务器恢复后，接口机子系统能将保存的历史数据人工或自动方式转存到数据服务器上，从而恢复整个数据服务器系统的生产数据，不会造成生产数据的丢失，现场运行情况表明，这种生产数据的双备份方式既节省了数据服务器双机热备份的硬件开销，又保证了现场生产不受上层网络故障的干扰，目前铝冶炼企业在网络安全上的投资太少，上层网络故障率都比较高，因此我们这种系统结构非常实用，现场应用效果非常理想。 机房Web服务器是上层管理网络进行伪B/S模式访问的枢纽，也是网络安全最薄弱的环节。在Web服务器上不保存任何历史数据，只安装一个动态内存交换软件，进行动态数据转发和网络管理工作。只要企业开通了远程Internet访问功能，通过适当的路由配置，可以将机房Web服务器的信息提供给远程访问者，实现跨地区、跨网段的Internet接入。 (3) 管理级 企业内或远程客户可通过光纤等物理介质访问机房的Web服务器，实现基于浏览器方式的铝电解监控信息访问，基于浏览器方式的监控信息访问有如下优点： · 提供与Internet互联网的无缝连接，界面统一到浏览器框架内，用户与监控信息的交互性极佳。 · 提供了与其他管理软件对接的良好平台，上层管理系统可以方便地将监控信息集成到管理平台中，解决了企业信息化建设中监控信息无法集成的技术难题。 · 客户端基本上免维护，降低了监控系统网络信息共享的维护成本。 二、上位机监控系统软件结构特点 (1) 基于数据双备份的历史数据存储设计 在系统历史数据的存储模式选择上，有两种设计思路： · 基于双机热备份的数据服务器模式： 这是目前比较流行的一种数据存储架构方式，这种方式对数据服务器的性能要求比较高，需要附加配置不少外围硬件（Raid卡、大容量硬盘等），而实际应用中，系统管理员一般会定期将数据服务器上的历史数据转移到其他固定存储介质（光盘、磁带机）上，因此在资金紧张的情况下，没必要花这么大的代价。 · 基于接口机和数据库服务器的双备份模式： 这种方式对数据库服务器的要求不高，两份数据物理上在不同的计算机上存储，设备故障的依赖性进一步减小，进一步提高了数据备份的效率，同时也是投资最省的架构方式。 在大型关系型数据库的选择上，我们选择了目前工业企业性价比最高的数据库管理系统SQL-Server；接口机子系统数据存储我们选择了通用性最好、小巧实用的Access。 为了防止服务器崩溃时，系统历史数据的丢失，我们在接口机子系统中设计了完善的自动和人工数据转存，能方便地将接口机子系统保存的历史数据导入到数据库服务器中，确保历史数据不会因网络或服务器机器故障而影响铝电解生产管理。 (2) 动态数据和历史数据分开处理的设计思路 上位机监控系统中一般将从现场采集的数据分为两类： · 由控制级通过现场总线往监