1 引言 組態(tài)軟件(hmi)是國內對scada(supervisory control and data acquisition,監控和數據采集)系統的一種流行的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是以計算機為基礎的生產(chǎn)過(guò)程控制與調度自動(dòng)化系統,它可以對現場(chǎng)的運行設備進(jìn)行監視和控制,以實(shí)現數據采集、測量、各類(lèi)信號報警、設備控制以及參數調節等各項功能。 隨著(zhù)現代工業(yè)生產(chǎn)規模的日益擴大,工業(yè)自動(dòng)化應用日益呈現規;、復雜化和廣域分布化特性,同時(shí)隨著(zhù)信息化時(shí)代的到來(lái),使得用戶(hù)對組態(tài)軟件的功能和結構都提出了更高的要求。針對不同的行業(yè),其對組態(tài)軟件的實(shí)時(shí)性、多任務(wù)性、分布性等的要求也不一樣。例如航天、電力等領(lǐng)域對實(shí)時(shí)性和分布性要求較高,對分布性要求相對較低。而環(huán)境、供水供氣等行業(yè)對實(shí)時(shí)性要求較低,對分布性要求較高。由于行業(yè)條件要求的差異,相應的組態(tài)軟件的體系結構也會(huì )有所差別。 2 c/s、b/s體系結構 c/s (客戶(hù)機/服務(wù)器)和b/s(瀏覽器和服務(wù)器)是當今的兩大主流技術(shù)。c/s是美國borland公司最早研發(fā),b/s是美國微軟公司研發(fā)。兩種體系結構各有優(yōu)劣,因此也可將兩種體系結構混合使用。 2.1c/s體系結構 c/s軟件體系結構,即client/server(客戶(hù)機/服務(wù)器)結構,有兩層結構和三層結構。三層結構將應用功能分成表示層、功能層和數據層三個(gè)部分。它是兩層結構的進(jìn)化,主要解決客戶(hù)機負荷太重、數據安全性低等局限。下面主要講三層c/s軟件體系結構。 ![]() 功能層相當于應用的本體,它是將具體的業(yè)務(wù)處理邏輯編入程序中表示層和功能層之間的數據交往要盡可能簡(jiǎn)潔。通常,在功能層中包含有確認用戶(hù)對應用和數據庫存取權限的功能以及記錄系統處理日志的功能。功能層的程序多半是用可視化編程工具開(kāi)發(fā)的。 數據層就是數據庫管理系統,負責管理對數據庫數據的讀寫(xiě)。數據庫管理系統必須能迅速執行大量數據的更新和檢索。 與傳統的二層結構相比,三層c/s結構具有以下優(yōu)點(diǎn): 。1)允許合理地劃分三層結構的功能,使之在邏輯上保持相對獨立性,從而使整個(gè)系統的邏輯結構更為清晰,能提高系統和軟件的可維護性和可擴展性。 。2)允許更靈活有效地選用相應的平臺和硬件系統,使之在處理負荷能力上與處理特性上分別適應于結構清晰的三層;并且這些平臺和各個(gè)組成部分可以具有良好的可升級性和開(kāi)放性。 。3)三層c/s結構中,應用的各層可以靈活的選擇各自最適合的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,使之能并行地而且是高效地進(jìn)行開(kāi)發(fā),達到較高的性能價(jià)格比。 。4)用戶(hù)必須通過(guò)功能層的授權才能訪(fǎng)問(wèn)數據層,這就為嚴格的安全管理奠定了堅實(shí)的基礎,整個(gè)系統的管理層次也更加合理和可控制。 2.2b/s體系結構 b/s(browser/server)結構即瀏覽器和服務(wù)器結構,它是internet技術(shù)的興起產(chǎn)物,是基于c/s結構理論上,改進(jìn)的一種結構,如圖2所示。 ![]() 以目前的技術(shù)形勢下,建立b/s結構的網(wǎng)絡(luò )應用,并通過(guò)internet/intranet模式下數據庫應用,相對易于把握,成本也是較低的。它是一次性到位的開(kāi)發(fā),能實(shí)現不同的人員,從不同的地點(diǎn),以不同的接入方式(比如lan,wan,internet/intranet等)訪(fǎng)問(wèn)和操作共同的數據庫;它能有效地保護數據平臺和管理訪(fǎng)問(wèn)權限,服務(wù)器數據庫也相對比較安全。尤其在java語(yǔ)言出現之后,b/s架構管理軟件更是方便、快捷、高效。 2.3c/s、b/s混合體系結構 c/s、b/s混合體系結構是基于c/s體系結構的成熟性和b/s體系結構的先進(jìn)性,采用靈活的結合方式將二者組織起來(lái)一種混合結構體,如圖3所示。 ![]() 2.4c/s與b/s體系結構比較與建議 c/s與b/s體系結構比較的格式化表參見(jiàn)表1所示。 ![]() ![]() 在工業(yè)組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,軟件所應用的環(huán)境決定了軟件的體系結構,一般實(shí)時(shí)性要求比較高的,可以采用c/s結構,要求能在廣域網(wǎng)中發(fā)布的(分布性高),可以采用b/s結構,如果實(shí)時(shí)性和分布性都要求比較高的可以采用c/s、b/s混合模式。 c/s結構的典型應用有北京亞控公司的組態(tài)王、北京昆侖公司的mcgs、大慶三維公司的force control;b/s結構的典型應用有加特儀表有限公司通用組態(tài)軟件;混合結構的典型應用有萬(wàn)洲電氣集團有限公司的配網(wǎng)智能優(yōu)化節電系統,實(shí)際應用表明,該體系結構兼顧了響應速度快和廣域網(wǎng)發(fā)布的雙重優(yōu)點(diǎn),滿(mǎn)足監控系統對數據處理的及時(shí)性和web發(fā)布的要求,保證了系統的實(shí)時(shí)性、穩定性和安全性。(網(wǎng)絡(luò )) |