基于以太网总线的工厂设备互联网应用

一、目的

通过全厂组建光纤以太网总线，将各车间生产设备的工作状态数据和工作量数据采集到MES数据库中，并提供相应的数据接口，作为MES项目的设备类数据来源。

二、软件系统架构

  “设备状态采集服务程序"的系统架构设计如下图，整个系统分四层，具体内容说明如下：

数据采集层：将生产设备连接到企业的光纤以太网，进入内部网络系统中，并设备厂家协调和设计制定出《设备数据通信协议和内容文档》，按此技术文档负责数据采集。

数据处理层：QTouch软件组态和开发‘设备状态采集服务程序’，部署在数据服务器上。设备状态采集服务程序负责接收、召测、请求现场生产设备的数据，并按要求存入历史数据库，同时提供实时数据访问接口。历史数据库是与甲方共享ORACLE数据库，实时数据访问为提供OPC server服务。

数据应用层：工厂的MES系统从QTouch软件提供的通信服务程序接口或共享数据库接口获取数据，并为数据展示和客户操作体验提供基础服务。

数据展示层：可以将QTouch的数据系统，通过Web方式进行数据展示和应用，工厂可以集成到MES系统进行展示，也可以独立QTouch的工厂数据Web系统展示。

三、软件结构

QTouch组态和开发的‘设备状态采集服务程序’，其组成如下图：

前置机通信程序：可使用Tcp socket server模式对生产设备的连接，并接受其上报数据，也可作为OPC client对生产设备进行请求；也可按设备商的约定通信协议进行主动查询。

实时数据管理程序：负责分析处理前置通信的数据(通信协议解析)，包含实时数据（设备周期上报和系统周期查询）、事件数据（异常事件触发，设备及时上报）、下行写入数据等三个缓冲区；

实时数据接口服务：以OPC server作为内存数据库的接口；

数据库接口：共享甲方提供的Oracle数据库作为历史数据存储数据库，其中含有设备档案表、代码定义表、历史数据表等三个表，历史数据是加时间标签增量写入。

四、软件功能

QTouch软件提供设备状态采集服务程序，具有以下主要功能

五、系统性能指标

在以下服务器环境测试：

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

内存：8G；硬盘：SSD 500G；网络带宽：100M

最大连接数：使用TCP长连接模式，单台服务器并发时，Windows Server 2008系统下最大并发连接数1000+个；

响应时间：一次事务的处理时间。通常指从一个请求发出，到服务器进行处理后返回，<=2000毫秒。