嵌入式WEB技术在控制系统中的应用研究

songbo

嵌入式WEB技术在控制系统中的应用研究 [复制链接]

目前，将Web技术用于工业控制中已经成为一个热点，通过在工业控制底层的现场设备中运行嵌入式Web服务器，可用标准浏览器在Internet网络的远端对这些设备进行访问与控制，通过存储在现场设备中的网页，动态地反映现场设备的运行状态以及执行操作后的反馈信息。这势必给采集、检测、分析、控制、系统维护等带来新的功能优势，如远程采集、监控、系统维护等。这种嵌入式Web服务器与现场控制系统、仪器仪表相结合，就可通过Internet实现远程监控和系统维护。同时，控制系统、仪器仪表在Web功能延伸的同时，还必须保证系统本身具备的特性：实时性、可靠性、安全性等。

一、传统控制系统与Web技术改造后的控制系统比较

在工业控制系统中，对远端嵌入式控制设备进行访问和监控往往通过专用通信协议和监控软件。通常这种方式的访问，客户端和服务器端的程序都是专为用户定制的，具有良好的响应。但缺点也十分明显，即每台想访问服务器的客户PC机都要安装给定版本的客户端程序，一旦有新的版本产生，每台客户端PC都得重新安装新的版本，要让每台客户机都尽快更新成最新版本的程序是一件费时的事情。

嵌入式Web技术的控制系统的监控功能是通过位于PC机上的通用客户端程序（如IE软件）访问位于嵌入设备中的服务器端程序来完成。嵌入式Web服务器却可简化和实现远程访问和控制。嵌入式Web服务器就是一个HTTP文本服务器，它是在非PC机的现场设备上运行的特殊Web服务器。通常这些现场设备资源有限，如CPU运算处理能力不强、存储空间少、能耗要求严格，所以嵌入式Web服务器在工业控制中应用通常都有一些特殊的要求。由于嵌入Web服务器遵循HTTP协议，可通过标准的浏览器进行访问，就不需要定制特殊的客户端程序，只需安装标准的浏览器软件，如Internet Explore或者Netscape。这样只有现场设备的应用程序需要定制和更新，客户端程序就不需要。典型的采用嵌入式Web服务器的控制系统结构如图1所示。

工业控制采用嵌入式Web技术，具有以下优势：

（1）无须研发客户端软件，网络浏览器作为通用客户端的人机界面可运行于各个平台，无论是Windows、Unix均可，与所在工作站的操作系统无关；

（2）浏览器的界面简单易用，无需进行额外的使用培训；

（3）可通过浏览器进行服务器端软件的下载、升级和更新，使管理和升级现场设备应用软件更加轻松和方便；

（4）同一个服务器设备可被多个浏览器同时访问，只需通过安全认证，可以使用户通过Internet网进行远程监测、控制、升级，节省人力资本；

（5）服务器端软件可以进行自诊断，能实时进行故障报警，故障分析，并通过Internet网络通知不在现场的管理者，可加快故障排除，缩短故障响应和维修时间。