WAP在工业企业中与DCS的关联

摘要： DCS系统主要应用于工业企业的生产控制中，而WAP主要应用于电信网络无线应用中。本文将两者结合起来，提出了WAP在企业级生产、管理（ERP）中的应用。 关键字： WAP、DCS、网络结构、功能模块,功用描述 　　所谓WAP(Wireless Application Protocol)即无线应用协议，是一项全球性的网络通信协议。WAP使移动Internet 有了一个通行的标准，其目标是将Internet的丰富信息及先进的业务引入到移动电话等无线终端之中。WAP定义可通用的平台，把目前Internet网上HTML语言的信息转换成用WML(Wireless Markup Language)描述的信息，显示在移动电话的显示屏上。WAP只要求移动电话和WAP代理服务器的支持，而不要求现有的移动通信网络协议做任何的改动，因而可以广泛的运用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多种网络。同时随工业生产中的自动化程度越来越高，网络与通信的结合使得制造业的智能化控制与监测更加方便。如果将WAP技术应用在工业企业生产控制中，那么一个功能强大，并且可以凌驾于ERP之上的新型系统就可以呈现在面前。简单的说就是通过数采系统或者OPC系统将DCS系统的数据采集传送到Internet中的数据库服务器上，而这个服务器在www网络中的作用恰恰就是提供企业网站的数据。也就是说企业内部或者外部通过访问普通的网页就可以了解企业的生产运行状况。但是这里用于浏览这些网页的终端使普通的PC（个人电脑），而我们所说的却是WAP终端——支持WAP的手机！由于支持CDMA和GPRS的无线数据服务商联通和移动提供了手机上网的服务，用支持WAP上网的手机可以访问www和WAP网络。所以我们可以设计出WAP在工业企业生产中的应用。具体可以参照下图： WAP(Wireless Application Protocol)即无线应用协议; ERP(Enterprise Resource Planning)企业资源计划; OPC(OLE Process Control)动态连接与嵌入过程控制; AM:(Application Module )应用模块； HM:(History Module)历史模块； US:(Universal Station)万能工作站； UWS:(Universal Work Station)万能工作站； LCN:(Local Control Network)本地控制网； NIM:(Network Interface Module)网络接口模块； UCN:(Universal Control Network)万能控制网； LM:(Logic Manager)逻辑控制器； APM:(Advanced Process Manager)高级过程管理器； 一、工业控制网结构及功能块描述： 　　下面本文将利用化工区乙烯装置所使用的DCS系统展开说明,这里所使用的DCS系统为Honeywell的TDC3000系统，数采系统是一块数采卡和一台数据服务器。 1、APM高级过程管理器  执行数据采集和控制的功能；  提供通过一个串行接口到与Modbus相适应 的子系统的双向通信；  与操作员和工程师所在的US和UWS的完全通 信。  通过AM优化控制执行的特殊性，其在LCN上可以支持更高级的控制应用。 2、LM 逻辑管理器 　　LM控制处理器快速持续的读取过程输入和用户写入的梯形逻辑程序。从输入开关到触点输出一般为50Mb\s左右。I\O数据被存储在控制处理器的I\O数据表。在一个扫描周期内的动作独立于控制处理器的梯形逻辑周期。LMM转换这些数据为UCN所能识别的数据格式，执行工程单元转换，报警判别，声明，诊断状态报表和UCN通信。通常的LMM扫描周期为1\2秒。操作员在US上的改变被立即写入LM控制处理器，典型的LM控制处理器控制周期是50ms左右。 LMM数据组态在US进行。梯形逻辑程序开发是通过LM MS-DOS装载终端或PC机装载。一旦装入LM，梯形逻辑程序能被存入HM(History Module),并且可通过UCN下载到LM,多个梯形逻辑程序可以用不同的文件名存入HM。 另外LM数据点被配置为标准的US操作显示，一些附加的显示则用于维护，所有的LM诊断信息可以在US上使用。 3、UCN 万能控制网 UCN是一个TDC3000的本地网络，提供有与 LM通信的通道，UCN是一个有5Mb/s的载波令牌总线网络，与IEEE和ISO标准设计兼容。UCN 支持大约32个冗余设备，其通信功能使得LM 和APM之间可以共享信息。 4、NIM 网络接口模块 UCN是通过NIM与LCN相连接的，NIM用 于两个网络传输技术与协议的必须转换。从UCN 设备来的信息通过NIM被传送到ICN中适当的模块。数据在US中组态，存储在HM中，然后通过NIM载入UCN设备。 5、LCN本地控制网 LCN 是把HM、US、UWS、AM、PNM等连接起来的TDC3000网络。 6、HM 历史模块 TDC3000的存储设备，可以装载程序、历史数据和启动程序。 二、Internet层网络结构及功能块描述： 　　Internet网络层不是泛指的Internet网络，在这里是设计成的Windows 2000/XP系统下IIS(PWS)作为服务器，SQL Server7/2000作为数据库服务器，PC或者WAP手机作为网络终端的WWW/WAP网络。当然，如果要使得WAP运行还需要联通（CDMA）和移动(GPRS)的ISP支持。 1、ERP网络 ERP(Enterprise Resource Planning，企业资源计划)是企业管理信息系统中十分流行的一种形式，大多数ERP系统在全面解决企业供销存、财务、计划、质量、制造等的核心业务问题方面均能够产生出效益。在其网络中包含客户端和服务器端。 2、OPC OPC是一个工业标准，它是由一些世界上著名的自动化系统和硬件、软件公司和Microsoft(微软)紧密合作而建立的。〔 O代表OLE(对象链接和嵌入)，P (process过程)，C (control控制)〕。OLE已从面向对象重新定义为基于对象并更名为ActiveX。在这里基于设备的OPC服务器获得各种支持设备的事件、记录、报警等等数据传给OPC Client。 3、Database Server 数据库服务器在这里是作为数据仓库和中转站，在这里设计成SQL Server&/2000。 4、WWW/WAP Server 该服务器在Internet中扮演网站的角色。设计成WindowsXP/2000的IIS(PWS)或者Windows NT及其它。在配置好服务器后可以在其中设计WWW/WAP网页，来提供给访问的客户端，这里当然包括PC或者WAP手机。 5、Internet网络层配置： 三、WAP与企业生产过程数据的交互 　　当然，这种交互式通过WWW/WAP Server来交互的，数据流向图如下： 下面需要讨论数据的交互方式： 1、最基本、最直接的方式就是用WAP手机开通CDMA或者GPRS，登陆网站，如WAP.***.COM/WWW.***.COM。以GPRS为例： 2、另一种方式就是用J2ME来设计WAP手机的客户端程序来访问数据库服务器，当然这里的WAP手机需要支持MIDP1.0/2.0。 J2ME是JAVA 2 Micro Edition是嵌入式/移动设备应用开发的工具，能开发出应用于嵌入式设备和移动设备的程序。 MIDP是Mobile Information Devices Profile,即就是移动信息设备简表，支持移动设备在J2ME上开发。 四、WAP网站的设计 　　建立WAP网站是实现这个关联的最简单措施。WAP网站的建立用的是XML语言的子集WML语言，它与普通的HTML（WWW网络应用）比较相似。但是自己的特色也是很明显的，一般而言，WML使用的无线设备通常具有以下特点： 1、与普通的个人计算机相比，体积较小； 2、设备的内存有限，且其CPU性能也有限； 3、通讯带宽较窄、时延较长。 相似于HTML语言的是它描述的只是静态的网页，如果要达到与数据库服务器动态交互数据的目的还要借助于ASP、PHP、JSP等语言的鼎力相助。对于数据的访问只是你在WAP/PDA手机上提出要求并且接收结果，所有的一切可以让数据库服务器来处理。 比如利用ASP在WML中实现动态数据库应用：利用ASP技术可以为WML实现非常复杂的应用。由于ASP的数据库处理能力是很强的，所以，利用ASP可以在WML中实现动态的数据库应用。由于举例说明这种应用需要占用很大的篇幅，所以我们这里只给出基本的开发步骤： 第一步，分析WAP的实际问题，设计出所需的数据库，并建立其中的数据表。例如，我们可以使用Microsoft Access等数据库系统来完成这一方面的工作。 第二步，建立ODBC源，并对上述数据库进行命名。操作方法十分简单：以Windows 95/98/NT/2000为例，我们只需在“控制面板”中双击“ODBC数据源”图标，从打开的“ODBC数据源管理器”对话框中即可完成相关操作。 第三步，根据实际问题，编写引用和处理数据库的ASP/WML程序。 第四步，将程序上载到WAP服务器，随后就可以进行测试。通过测试后，就可以为WAP用户使用了。 五、WAP服务器的Client/Server访问模式 　　这一种C/S访问的针对性比较强，需要专门设计出服务器端的程序和客户端的程序，以P2P的方式由支持WAP和Java的手机提出请求，由数据库服务器端程序处理出结果再发送到手机终端。 这里服务器端程序设计会用到JVM（JAVA虚拟机）、IDE（集成开发环境）和SDK（开发工具集）。而无线终端WAP/PDA手机软件的开发则需要有MIDP1.0/2.0的支持，这里只是简单说明。 总结： 　　如果实现了这一切，那么我们有可能在自己的WAP/PDA手机上就可以通过DCS中的各种数据知道企业生产中更多的细节，比如原料的流量、设备的运行状况、产品的收率、产量；结合ERP的实施，甚至你在大街上就可以通过你的手机了解到财务状况、原料产品的进销存状况，当然你需要有这个权限！ 参考资料： Honeywell的TDC3000全套英文参考资料。 WAP、ERP、JAVA、ASP相关资料。