netX片上系统数据收集与远程监控的设计与实现.docx

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1、netX片上系统数据收集与远程监控的设计与实现netX片上系统数据收集与远程监控的设计与实现sunjuan导语：研究基于netX片上系统netXSoc实现PROFINET实时以太网接入、本地数据快速处理、数据存贮技术及基于WebServer的远程数据访问，以便为一些工业实时通讯控制提供良好的解决策略。随着网络信息技术、工业控制的不断开展，远程监控应用领域不断拓宽，十分是实现现场控制嵌入式智能设备的通讯和配置诊断，通过这些智能设备所提供的通讯接口直接利用Internet将其接入集中监控治理系统，采用WebSever访问技术，在远程实时获取设备运行的各种参数和实时数据，发送遥控命令，配置参数，获取

2、设备的报警信息和运行状态等方面，具有深入的现实意义和长远意义。PROFINET是一种最新的实时工业以太网协议，可以提供办公室和自动化领域的开放、一致连接，是实现工业实时以太网通讯的主流技术之一。德国赫优讯netX中包含EtherCAT、CANopen、Modbus、PROFINET等现场总线协议，是一种高度集成的网络控制器，具有全新的系统优化构造，合适工业通讯及大规模数据吞吐；研究基于netX片上系统netXSoc实现PROFINET实时以太网接入、本地数据快速处理、数据存贮技术及基于WebServer的远程数据访问，以便为一些工业实时通讯控制提供良好的解决策略。1系统构造图1为分布式远程数据

3、收集系统的网络构造，包括多个与主站挂接的NXIO赫优讯实时以太网从站IO测试板，通过PROFINET实时以太网把假设干个嵌入式控制器与主站监控计算机连接，然后再将主站监控计算机接入Internet，监控计算机将数据实时发送到数据库效劳器，同时将收集到的从站数据和监控信息可以发布出去。另外，主站监控计算机还可以通过RS-232总线与NXIO从站实现数据收集和控制处理。采用该方式，用户无论在多远，只要可以连接到Internet，就可以通过Internet网络访问所有控制设备的实时和历史数据。数据库效劳器用来存储收集到的从站数据及相关的配置数据，供主站监控计算机运行时读取和写入并设置其自身的工作状态

4、。治理员可通过阅读器访问和修改数据库中的参数。Web应用程序效劳器实现数据在网络上的发布，承受在Internet上的任一用户查询阅读，并允许受权用户更改监控主站计算机工作参数，存储在数据库效劳器上。有用户恳求时，Web应用程序效劳器通过Internet从数据库效劳器中读取用户恳求数据，再通过Internet网络把这些数据发送到恳求数据用户，用户的一些参数设置信息保存到数据库效劳器上，或者通过netX主站将配置信息下到达NXIO从站。2netXSoC主从站间数据通讯设计2.1系统设计思路及程序部署利用赫优讯cifX实时以太网主站板卡、赫优讯实时以太网从站IO测试板NXIO，搭建PROFINET实

5、时以太网通讯平台，实现主从站PROFINET网络通讯及相应通讯程序设计。图2描绘了主从站间基于PROFINET和RS232通讯的主从站的控制程序、NXIO从站基于rcX嵌入式系统下的实时控制任务程序、数据存储及Web方式下的数据访问程序的部署。2.2系统程序主要功能描绘1)主站WebServer界面控制显示程序：由ASPNet设计的主站WebServer界面程序，监控从站按钮、指示灯状态，同时实现主从站通讯参数配置，并实现与主站通讯程序的数据交互。2)主站数据通讯程序：SYCON.net系统配置软件实现对卡驱动、网络诊断并实现主从站PROFINET通讯，另外，采用C#串口通讯类事件驱动完成基于

6、RS232通讯下对从站串口通讯的配置和数据交互。3)从站循环扫描控制IO程序：基于rcX实时操纵系统，通过调用板级支持包中的系统函数实现IO控制。4)从站数据通讯程序：基于BSP、串口通讯协议和PROFINETIO协议栈实现与主站的通讯。5)从站间多任务数据交互：从站控制作业如LED控制任务与通讯任务采用信号量通讯的方式获得分享内存区ARM数据POOL的访问权限，实现任务间的数据交互。3netXSoC主从站数据通讯及Web访问设计3.1主从站通讯配置SYCON.net是基于现场设备工具FDT设备类型治理器DTM技术的配置工具。FDT不依靠通讯协议及主机系统或者现场设备的软件环境，它具有标准的接

7、口标准，对智能仪表实现综合集成；DTM可以实现设备的驱动、设置及通讯，在FDT下运行。采用FDTDTM可进步系统对现场设备进展诊断和维护的才能，实现快速响应，进步系统的平安性和可靠性。如图3所示，SYCON.net配置工具可以实现PROFINETIO网络配置、连接、诊断和相关NXD配置文件的导出。方式是在SYCON.net配置工具中，在右侧HilscherGmbH列表中选择Master文件夹中的netX500PNM模块拖到左侧网络线上。同样的方法可以将NXIO从站参加到左侧主站网络线上，并利用DTM配置相应的主从站。对于其他厂家的从站设备，需要参加设备的GSD文件。3.2主站通讯设计主站通讯利

8、用C-Toolkit配置cifX卡，包括初始化、内存操纵、字符操纵、事件处理、文件处理、同步定时、PLC的配置读写等，如图4所示。VisualStudio.NET平台下，采用C#C-sharp结合C-Toolkit下提供的关于cifX卡固件加载的Lab文件、API函数及通讯受权协议实现主站通讯程序的设计，包括从站数据并入库、向从站发送相关的配置信息等。图5是串口通讯类事件驱动完成对NXIO从站串口通讯的配置，以及通过RS-232实现控制从站IO接口的开关及LED状态显示，同时程序包含Socket类实现承受Web下发的从站配置和控制信息。3netXSoC主从站数据通讯及Web访问设计3.1主从站

9、通讯配置SYCON.net是基于现场设备工具FDT设备类型治理器DTM技术的配置工具。FDT不依靠通讯协议及主机系统或者现场设备的软件环境，它具有标准的接口标准，对智能仪表实现综合集成；DTM可以实现设备的驱动、设置及通讯，在FDT下运行。采用FDTDTM可进步系统对现场设备进展诊断和维护的才能，实现快速响应，进步系统的平安性和可靠性。如图3所示，SYCON.net配置工具可以实现PROFINETIO网络配置、连接、诊断和相关NXD配置文件的导出。方式是在SYCON.net配置工具中，在右侧HilscherGmbH列表中选择Master文件夹中的netX500PNM模块拖到左侧网络线上。同样的

10、方法可以将NXIO从站参加到左侧主站网络线上，并利用DTM配置相应的主从站。对于其他厂家的从站设备，需要参加设备的GSD文件。3.2主站通讯设计主站通讯利用C-Toolkit配置cifX卡，包括初始化、内存操纵、字符操纵、事件处理、文件处理、同步定时、PLC的配置读写等，如图4所示。VisualStudio.NET平台下，采用C#C-sharp结合C-Toolkit下提供的关于cifX卡固件加载的Lab文件、API函数及通讯受权协议实现主站通讯程序的设计，包括从站数据并入库、向从站发送相关的配置信息等。图5是串口通讯类事件驱动完成对NXIO从站串口通讯的配置，以及通过RS-232实现控制从站I

11、O接口的开关及LED状态显示，同时程序包含Socket类实现承受Web下发的从站配置和控制信息。主站通讯网络程序中定义Socket类，用于监听Web页面上客户端发送的配置信息。如下是主站Socket通讯局部代码：3.3Web控制及配置程序设计基于VisualStudio.Net开发平台，实现WebServer效劳器对SlaveDeviceNXIO的串口配置及LED灯的监控。图6是二号从站LED灯控制的一个测试界面。Web页面封装一个含有Socket的ActiveX控件：用于与效劳器端的Socket通讯，当配置从站信息和承受从站收集信息，触发事件并实现数据交互。Web方式不合适实时监控数据的实时

12、查询显示，可用Web页面刷新方式查询各个监控点的数据状态。如每两秒刷新一次监控页面，那么可在HTML文件中参加代码：。4netXSoC从站系统技术研究4.1嵌入式netX硬件平台的通讯设计netX嵌入系统用户程序包括实时通讯和控制程序。在rcX嵌入式下进展实时通讯程序和控制程序设计，实时多任务操纵系统中根据时间片和中断进展任务调度。图7为NXIO从站软件系统架构。实时通讯程序和控制程序可通过双端口内存DPM交换数据，相对独立；实时通讯程序采用消息通讯机制时，利用接收发送标志位可进步通讯数据的完好性。4.2netX从站程序设计及实现从站控制程序是基于rcX实时操纵系统，通过调用板级支持包中的系统

13、函数实现IO控制、串口通讯程序以及基于PROFINET实时通讯程序的设计。从站的实现流程如下：在HitopIDE开发环境下完成硬件初始化，主函数实现任务的初始化及配置，LED控制任务、串口通讯任务、PROFINET实时通讯及各个任务间的调度，实现程序下载并驻留到在rcX嵌入式控制器中。从站通讯及控制程序的软件层次如图8所示。5结论通过NetXSoC配置PROFINET协议栈等通讯技术研究，实现了PROFINET实时以太网接入、NetXSoC主从站间PROFINET和UART数据通讯，以及Web方式下依托控制主站对从站施行远程配置治理及监控，为采用PROFINET实现远程控制、监管提供了一种可行的技术解决方案。0