工控系统设计（一）系统功能概述

一、系统功能概述

整个系统应包含如下的几大功能模块：

1、数据采集

2、数据展示

3、设备反控

4、报表

5、数据上传

6、组态图

除此之外，增加两项扩展功能：

7、自触发

8、他方系统交互

1.1 数据采集

工控系统数据的来源是各种各样的测量设备。这种多样性表现在连接方式、通讯协议、回复速度等方面，而且，由于设备的不成熟，导致设备协议变动的情况也时有发生。在这样的环境下，工控系统需要做到：不修改主体框架，仅通过简单配置，或引入分离模块，即可满足需求。

数据采集过程中需要解决的一些技术问题：

（1）多设备共用串口

（2）某些设备回复时间极长

（3）某些设备不需要发送数据，主动上传数据

（4）主要的通讯协议为Modbus协议

（5）数据包出现粘包情况

（6）出现没有回复的情况

（7）链接断开在恢复时能够自动重连

（8）所有设备的数据都应该能及时地展示，不应因为某设备的问题导致其他设备数据拖延

（9）支持串口、TCP Client、TCP Server、UDP等链路

1.2 数据展示

数据展示的内容和方式根据用户的不同而不同。如下是一些展示过程中一般需要解决的问题：

（1）设备可以分组

（2）可以灵活选择需要展示的数据

（3）需要展示单位

（4）小数位数可以调节

（5）有告警信息

（6）数据分成数值和状态，设备存在一个主要状态

1.3 设备反控

除了采集设备数据，工控系统还需对设备进行反控。反控操作一般包括触发命令和写入数值等。设备反控应该是及时的，优先级高于数据采集。除了在界面上的反控，允许平台远程操控。

常见的反控操作包括：

（1）写寄存器

（2）写线圈

（3）模拟量输出

（4）自定义命令

1.4 报表

报表按照时间范围，包括日报表、周报表、月报表、年报表等。除此之外，根据特定的需求，可以制作特殊格式的报表。在展示报表时，有几点需要满足：

（1）可以选择要展示的数据

（2）某些数据不一定是统计平均值，有可能是总和、最大值等

（3）应有图表的展示形式

（4）单位可自适应

（5）支持打印、导出Excel等操作

1.5 数据上传

数据上传一般使用212协议，在某些场合，也存在使用其他协议的情况。如果是212协议，数据分为定时上报、被动上报等情况。数据上传主要采用的是数据库里的数据。

1.6 组态图

组态图是一种比较特殊的数据展示方式。组态图一般展示站点系统的结构，由于站点各异，组态图也就各不相同。根据这种情况，组态图应该是可以灵活配置的。为了满足视觉效果，组态图应有动态的效果。除了系统状态的展示，还应该能通过组态图对系统进行控制。

1.7 自触发

自触发是一种反控的机制。当数据满足某种条件时，自动触发设备进行某一动作。例如，当温度较低时，可触发空调降低风速。

1.8 他方系统交互

订单有可能是由多家公司分派的，这时候需要我方的系统与他方的系统进行交互。数据库交互是其中一种方式，但这种方式存在风险。系统应支持直接与他方系统通信的能力。