1 概述

1.1 項目背景

在工業生產中，生產過程的監控是十分重要的環節：現場工程師需要對控制系統進行監控，實時監控工業流程各重要參數，瀏覽歷史記錄及各參數趨勢，及時對報警信息進行處理；控制工程師需要對生產過程進行優化，監控控制系統各個重要參數，評估控制系統性能，記錄歷史信息作為控制算法優化的依據；產品經理需要制定生產策略，實時方便的獲得產品生產的進度、狀態等。如何適應多樣化監控應用場景，通過智能手機移動端來監控的方案應運而生。

1.2 方案簡介

智能手機具有攜帶方便、人性化、易擴展、操作系統開放等優點，可以基于Android平臺開發控制系統監控軟件，實現參數的采集、數據庫開發以及手機UI人機界面開發。本方案針對現有Siemens PLC+ WinCC的自動化系統，在此基礎上擴展移動端監控功能，整個系統硬件由Siemens PLC、Wincc（帶SQL Server數據庫）終端、數據上傳終端（數據處理服務器）、Web服務器（云端Web服務器或通過路由器設置端口轉發規則進行映射的內網Web服務器）、以及移動端Android手機組成。

1.3 系統框架：

圖1 云服務器方案拓撲圖

或采用通過花生殼動態域名解析+路由器設置端口轉發規則進行映射的內網Web服務器，數據處理軟件和WebService集中在一臺終端上部署：

圖2簡化（內網Web服務器）方案拓撲圖

2 軟件設計

2.1 需求分析

a. 用戶對象：擁有Android移動終端的監控工業生產流程的現場工程師、控制工程師、產品經理等管理人員；

b. 用戶期望：

1. 對控制系統進行監控：實時監控工業流程各重要參數，瀏覽歷史記錄及各參數趨勢，及時對報警信息進行處理；

2. 對生產過程進行優化：監控控制系統各個重要參數，評估控制系統性能，記錄歷史信息作為控制算法優化的依據；

3. 實時方便的獲得產品生產的進度、狀態，制定生產策略。

2.2 軟件功能

a. 選擇各監控節點，監控界面的切換；

b. 以曲線圖或柱形圖的形式實時監控各節點的流程信息，查看設備信息；

c. 查看歷史及統計信息，統計信息可以以餅狀圖、柱狀圖、趨勢圖的形式查看，并進行多數據對比分析。

2.3 總體設計概述

a. 基于Android移動終端的控制系統監控軟件是典型的B/S結構的應用；多個Android移動客戶端可同時通過Internet向Web服務器發起請求并獲取實時的數據。Android移動客戶端開發APP系統，按客戶需求組織定義各功能界面，提供友好的交互UI界面。

b. Web服務器構建WebService，接收和響應外部系統（Android移動客戶端和數據處理服務器）的數據請求。

c. 數據處理服務器上部署數據采集程序，常駐進程，完成主要的邏輯處理，通過調用數據庫接口和網絡通信接口，實時與Wincc端（SQL Server）通訊，將Wincc有效數據采集并上傳給Web服務器。

2.5 Android APP功能簡述

a. 功能模塊圖:

b. UI示例：

2.6 系統特點

a. 整個系統通過Web服務器和數據處理服務器，將Intern et和Wincc和PLC隔離，保證原有Siemens PLC+ WinCC自動化系統的安全。

b. 對比 Siemens PLC+ DTU + 移動網絡方案，此系統 方案穩定可靠，可擴展性強。