基于以太網總線的工廠設備互聯網應用

一、目的

通過全廠組建光纖以太網總線，將各車間生產設備的工作狀態數據和工作量數據采集到MES數據庫中，并提供相應的數據接口，作為MES項目的設備類數據來源。

二、軟件系統架構

  “設備狀態采集服務程序”的系統架構設計如下圖，整個系統分四層，具體內容說明如下：

數據采集層：將生產設備連接到企業的光纖以太網，進入內部網絡系統中，并設備廠家協調和設計制定出《設備數據通信協議和內容文檔》，按此技術文檔負責數據采集。

數據處理層：QTouch軟件組態和開發‘設備狀態采集服務程序’，部署在數據服務器上。設備狀態采集服務程序負責接收、召測、請求現場生產設備的數據，并按要求存入歷史數據庫，同時提供實時數據訪問接口。歷史數據庫是與甲方共享ORACLE數據庫，實時數據訪問為提供OPC server服務。

數據應用層：工廠的MES系統從QTouch軟件提供的通信服務程序接口或共享數據庫接口獲取數據，并為數據展示和客戶操作體驗提供基礎服務。

數據展示層：可以將QTouch的數據系統，通過Web方式進行數據展示和應用，工廠可以集成到MES系統進行展示，也可以獨立QTouch的工廠數據Web系統展示。

三、軟件結構

QTouch組態和開發的‘設備狀態采集服務程序’，其組成如下圖：

前置機通信程序：可使用Tcp socket server模式對生產設備的連接，并接受其上報數據，也可作為OPC client對生產設備進行請求；也可按設備商的約定通信協議進行主動查詢。

實時數據管理程序：負責分析處理前置通信的數據(通信協議解析)，包含實時數據（設備周期上報和系統周期查詢）、事件數據（異常事件觸發，設備及時上報）、下行寫入數據等三個緩沖區；

實時數據接口服務：以OPC server作為內存數據庫的接口；

數據庫接口：共享甲方提供的Oracle數據庫作為歷史數據存儲數據庫，其中含有設備檔案表、代碼定義表、歷史數據表等三個表，歷史數據是加時間標簽增量寫入。

四、軟件功能

QTouch軟件提供設備狀態采集服務程序，具有以下主要功能

五、系統性能指標

在以下服務器環境測試：

操作系統 ：Windows Server 2008 R2/Linux Ubuntu系統 ；CPU : E5-2640

內存：8G；硬盤：SSD 500G；網絡帶寬：100M

最大連接數：使用TCP長連接模式，單臺服務器并發時，Windows Server 2008系統下最大并發連接數1000+個；

響應時間：一次事務的處理時間。通常指從一個請求發出，到服務器進行處理后返回，<=2000毫秒。