Web Scada 系统的可伸缩性研究.docx

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1、WebScada系统的可伸缩性研究四川成都610043摘要：针对WebScada系统中怎样更好地适应用户规模变化的问题，分析现有实现方式对建立可伸缩系统的限制，提出了基于WCF技术建立可伸缩的WebScada系统的解决方案。系统核心是采用面向效劳的SOA架构，推送或者抓取不同规模用户的数据收集终端的各种数据，对外公布数据访问和推送接口。实现了Web客户端响应推送效劳或者查询收集数据，呈现到监控页面中。关键词：WebScada系统；可伸缩；监控页面；面向效劳；WCFResearchofFlexibilityofWebScadaSystem基于Web的Scada系统不仅进步了Scada系统的适应范

2、围，进步了系统的可靠性，也使Scada系统的治理和维护变得更加简单方便，已经成为国内Scada系统事实上的标准。从Windows平台的基于DCOM、ActiveX技术的同构平台，到CGI/PHP，再到SOAP、SOA的异构平台，它涉及了Web数据发布技术、实时图形的生成和处理、客户端图形实时刷新技术、遥控操纵图像热门处理技术、系统治理和平安技术等方面2。由于Scada系统的特点决定了它必须处理数目变化的远程通讯装置的数据收集。由于当前数据收集技术的限制，数据的收集源点可能千差万别，给Web数据发布带来了可伸缩的要求。可以这样讲，能否具有可伸缩性能是决定WebScada系统可以进入大规模工程实际

3、应用的根底。其他的多项技术都须建立在它的根底之上才会有实际意义。WebScada系统的分层设计如下3：由监控逻辑层处理复杂多变的通讯层变动，为界面层提供一个稳定的数据来源是建立可伸缩WebScada系统的关键。本文拟以一个实际的WebScada系统的开发为背景，利用.NetFramework4.0、VS2020以及IIS、HTML技术建立一个可伸缩的WebScada系统，其核心是建立介于通讯层和界面层之间的监控逻辑层。通过该层实现与通讯层的可伸缩连接和与Web界面层之间的稳定连接。一、现有WebScada系统形式现有的WebScada系统主要为了实现收集的数据信息的Web展现，他们都以在Web

4、页面中施行展现通讯层的数据收集内容为主要功能。由于面对的用户规模不同，出现了比拟多的WebScada系统，但它们根本都属于以下两类：1、分布式WebScada系统下称分布式系统系统有多个效劳器分别处理不同间隔内的远程装置RTU数据收集。形成分布式的网络数据库，用户根据需要连接到不同的效劳器对其连接的远程装置进展监控。在此构造中，效劳中内含WebServer。它可以根据用户规模的不同，增添更多的效劳器来知足用户的扩展要求。如下列图2。2、集中式WebScada系统下称集中式系统系统只有一个效劳器分别处理间隔内的远程装置RTU数据收集。形成集中的网络数据库，用户可以对其连接的远程装置进展监控。在此

5、构造中，效劳中内含WebServer。它可以根据用户规模的不同，增添更多远程装置和采用更好的效劳器来知足用户的扩展要求。如上图3。二、可伸缩WebScada系统形式上述的两种系统形式在解决实际的问题时，存在着各自的优缺点。分布式系统的优点是扩展效劳器的数目可以适应更大规模的用户需求，它适应用户规模较大的情况，缺点是：假如采用客户端查询方式clientpull2没有更新的数据时也需要定时查询，网络流量大；假如采用效劳端推送serverpush2，那么由于需要保持连接通道，使得客户端的数目受到限制。同时，假如要同时监控多个效劳器的数据那么需要效劳器之间要建立相应的联络，会破坏效劳器之间的独立性，极

6、大地增加其扩展的代价。集中式系统显然没有分布式系统的这些缺点，其优点是：构造简单，数据统一治理，网页设计简单稳定，页面刷新延迟小。但它的缺点也是显而易见的：扩展受限，要增加远程装置的数据，只能提升效劳器的性能。它只适应用户规模较小的情况。在我们开发WebScada系统的时，我们提出了以下目的：稳定的界面层灵敏地适用于不同的用户规模由于我们的用户分布于各个行业，自动化程度相差很大，我们提出这样的目的是要实现开发和维护本钱的最低化。该系统的构造如下列图4：比拟它和分布式系统构造，我们可以看到，WebServer不再内含。它增加了发布网页的WebServer、进展数据治理的数据效劳器、进展文件治理的

7、文件传送效劳器等等我们的实际系统中，还包含事件治理效劳器、口令治理效劳器、数据转发效劳器等等。由于它是按照需要的功能进展配置的，所以它是可伸缩的。比方增加事件短信报警功能，接在网络上加挂一个短信报警效劳器。在用户规模的可伸缩上，WebScadaServer、数据效劳器历史数据、实时数据、文件传送效劳器、事件治理效劳器、口令治理效劳器、数据转发效劳器等效劳器都是可配置的，而且是自动加载的，可以实如今线切换。在详细实现方式上，每个效劳器均公布WCF接口，按照SOA架构进展开发，每个效劳均是可配置绑定、终结点的，便于在复杂的网络中进展灵敏的部署。此外，数据转发效劳器可以增加、修改、删除转发实例，为实

8、现用户规模的可伸缩奠定了根底。部署构造如图5三、关键技术的实现1、灵敏的数据转发我们知道，用户规模不同，远程通讯装置的数目就不同，要为界面层建立一个稳定的数据来源，我们需要建立一个处理系统所有同类数据的效劳器，然后把相关的数据都交到该效劳器中进展处理，让它进展Web数据发布。以历史数据处理为例，其软件构造如下列图6：这样，针对多个通讯效劳器对应不同的用户规模，我们在系统中配置对应数目的历史数据转发器，就可以适应用户的远程通讯装置数目的扩展变化。历史数据转发器运行的实例数目根据配置文件自动生成，不仅如此，还必须在效劳器系统启动后自动载入，且在运行经过中受到监控。2、数据效劳端推送如图1，监控逻辑

9、层向界面层发布数据是实现界面层向用户呈现收集数据的根底，由于我们采用的是SOA架构，模块连接采用WCF接口，所以我们可以很方便地采用建立双向通道的方式实现效劳端数据推送1。如图7，实时数据转发器在从通讯效劳器获得实时数据后将实时数据存入实时数据存取效劳器，实时数据存取效劳器发现数据有变化便使用实时监控画面事先与实时数据存取效劳器建立好的回调通道，向实时监控画面推送实时数据。在WCF技术中，一般采用TCP通道，由于它是面向连接的，而Http通道是无状态的，不合适做双向通道，当然，Http也有双向的Http，但是由于它要指定回调的知名端口而使得回调会受到一些限制4。详细实现接口如下：publici

10、nterfaceIPushCallback/数据推送回调接口，单向操纵，用于通知客户端有数据要推送/类型/站点名称/单元名称/数据字段/数据值 OperationContract(IsOneWay=true)voidPushData(stringtype,stringstation,ListstrUnit,ListstrField,ListfValue);类型表示是遥测、遥信或是电度量，站点名称表示通讯效劳器，单元名称是通讯效劳器下的远程通讯单元，数据字段是每个单元下的唯一的数据量的标识名称。在客户端，监控网页响应回调函数，类似如下：voidback_callback(stringtype,s

11、tringstation,stringstrUnit,stringstrField,floatfValue)for(inti=0;istrField.Length;i+)switch(type)caseYC:myCAnaloganalog=dtmng.getdata(station,strUniti,strFieldi)asmyCAnalog;analog.Fresh(fValuei);break;caseYX:myCDigitaldigital=dtmng.getdata(station,strUniti,strFieldi)asmyCDigital;digital.Fresh(fValue

12、i=0?(byte)0:(byte)1);break;caseDD:myCAccumulateaccumulate=dtmng.getdata(station,strUniti,strFieldi)asmyCAccumulate;accumulate.Fresh(fValuei);break;四、完毕语采用面向效劳的系统构造式我们可以结合WebScada系统分布式和集中式形式的优点形成可伸缩WebScada系统，该系统由简洁的数据通讯效劳器、数据治理效劳器、文件传送效劳器、口令治理效劳器等组成。它综合了集中式系统和分布式系统的优点。由于通讯效劳器负责与远程装置的数据通讯，灵敏地部署和配置通讯效劳器可以适应不同规模的用户需求，灵敏地部署各个功能效劳器可以适应用户的不同功能要求，以此形成可伸缩WebScada系统。今后，还将开发多级热备份功能，故障录播分析效劳器、潮流分析效劳器、谐波分析效劳器、数据预处理系统等单力系统的专用功能效劳器。作者简介：曾明昌1966-男四川省德阳人本科生研究方向：WCF应用、SOA、网络数据治理陈治金1988-男四川省内江人研究生研究方向：组态软件、ARM曾明昌四川省成都市高新西区银河西路、610041、zmc1234163、132812467330