基于B/S结构的网络控制系统开发

分层结构，整个系统分成三级:现场控制级(plc)、上位机监控级(服务器)、远程控制级(客户)。实验台实现以下功能:

(1) 通过对下位机(plc)的程序设计，使其能实现对水位的pid控制和模糊控制。

(2) 通过通讯电缆实现下位机(plc)与上位机(组态王)的通讯。

(3) 通过对上位机工控软件的开发，使其能采集现场数据，并将客户端的用户信息写到下位机(plc)。

(4) 远程客户与上位机通过实验室局域网通信，使远程客户能浏览水位实时趋势图和历史趋势图，并能进行控制参数的调节，选择控制方式，以及紧急事故处理(启停泵)系统框图如图2所示。

3.2 系统硬件配置

整个水位网络控制系统的工艺流程的设计如下所述:通过plc控制程序对水位进行pid控制和模糊控制，把运算的结果输出到变频器，来控制交流马达的启停和转速，从而水位稳定在设定值，此外通过plc与组态王的通信，以及远程客户机与上位机的通信，实现在远程客户端对给定值，高限，低限的设置，以及控制方式的选择，控制参数的调整，并通过报警图，趋势图对水位进行监控。系统硬件具体配置如附表所示。

3.3系统软件配置

由上述的网络结构，整个系统分成三个层次，其软件设计也由三个部分组成:

(1) 现场控制层软件设计:在这一部分要实现的功能是水位信号的采集、pid控制算法的实现、模糊控制算法的实现、控制信号的输出等。选用的控制器是西门子s7-300系列的可编程逻辑控制器，因此选择与之配套的编程软件step7，它可使用梯形逻辑，功能块图或语句表。利用step7编制控制程序，调试成功后将程序写入plc，这样plc就可以脱机运行了。通过实验，验证了这一控制方案，控制精度高，运行平稳，抗干扰能力强。

(2) 上位机软件设计:这一部分主要是作为远程客户机与下位机(plc)通信的桥梁，一方面负责采集plc数据，并将其传送给远程客户机，另一方面，接收远程客户机的控制信息，并将其写入plc。组态王自带s7-300的驱动程序，能方便地得到plc数据，并且其网络功能较强，能快速实现基于 tcp/ip协议的网络通信，因此，我们采用组态王作为上位机软件开发环境。

(3) 远程客户端软件设计

这一部分主要是实现与上位机的通信以及监控画面的开发，为了便于实现与上位机的通信，采用统一的开发环境—组态王，将整个应用程序分配给多个服务器，用以提高项目的整体容量结构并改善系统的性能。服务器的分配可以是基于项目中物理设备结构或不同的功能，用户可以根据系统需要设立专门的io服务器、历史数据服务器、报警服务器、登录服务器和web服务器等。

3.4 网络控制的实现及安全管理

因为组态王是完全基于网络的，是一种真正客户/服务器模式，因此可以将“组态王”安装在网络版windows98/2000或nt上，并在配置网络时绑定tcp/ip协议，即可利用其网络功能实现远程控制。

在本系统中我们利用实验室原有的局域网，将其中1台作为服务器，通过串行口与下位机(plc)相连，并将该机网络标识设为server，其余计算机作为远程客户，将其网络标识分别设为client1、client2等，各主机安装统一的操作系统windows2000，且都安装组态王6.0。完成网络连接之后，对各个站点设置网络参数，并且定义在网络上进行数据交换的变量，报警数据和历史数据的存储和引用等等。

在此系统中，程客户端除了可以实时监控双容水箱的水位控制情况外，利用网络的回写功能，还可以实现远程修改p、i、d参数，以提高控制效果。为确保系统的安全运行，每个参数都有一定的修改权限，只有拥有该权限的用户才能修改，这样就确保了网络控制的安全有效性。

　　4 结束语

本文客户/服务器模式和浏览器/服务器模式进行了分析比较，提出了基于浏览器/服务器模式的网络架构。并以实验室双容水箱水位控制系统为研究对象，深入研究了组态软件—组态王的网络功能，并利用该组态软件实现了网络远程控制，进而证明了利用b/s模型进行网络控制的有效性。