基于SOAP技术的MPS远程控制探索

1、    基于soap技术的mps远程控制探索    冻世文摘要：mps(modular production system，模块化生产系统)是集气动技术、传感器技术、plc控制技术和计算机技术于一体的机电一体化培训系统。本研究比较了国际上现有的mps控制方法，提出采用soap技术借助php语言来开发mps控制、监控系统的方案，并对跨平台、跨语言的mps网络控制程序与远程监控机制提出了展望。关键词：mps soap0引言虚拟仪器的使用在教学中的重要性越来越被重视，西门子公司的mps系统采用了西门子step7编程软件、simit仿真软件和profibus现场

2、总线技术，有效地提高了设备的使用效率，满足了中国对应用型人才培训的需求。现有的mps控制系统存在一些缺陷。在实际生产加工中，需要对仓库现有物料在类型和数目有一个统筹上的认识，而现有控制系统在硬件上缺少组态监控，难以仿真实际供料配送情况。此外，现有控制系统大多架构在windows平台下，不能在异质平台下运作。本研究提出了基于soap技术的开发方案，并对跨平台、跨语言的mps监控系统提出了展望。1背景介绍1.1以太网取代现场总线的可行性分析世界上存在大约四十余种现场总线，如profibus、fip、era等。例如mps系统中采用的就是西门子公司支持的profibus总线标准。虽然现场总线体现了分布

3、、开放、互联、高可靠性等优点，但且前种类繁多、标准不一，很多人都希望以太网技术能介入设备低层，取代现场总线技术。在工厂、车间级监控领域中，以太网已有不少成功的案例，一批工业级产品也已问世并投入实际应用，例如基于无线以太网控制技术的西门子设备已经用于工业机器人领域，此外在一些新技术展示中也能看到以太网技术用于工业控制的身影。但是，就目前而言，以太网还不能够真正解决实时性和可靠性问题，大部分现场层仍然会首选现场总线技术。基于以太网的工业控制目前主要用于设备层对实时性和可靠性没有严格要求的场合。mps教学系统虽然是针对工业生产的教学实训系统，但由于其工作在实验室等相对简单的环境，不像轧钢厂等具有大功

4、率电力电子元器件不定时高速开关切换而产生的大量高频电磁波，因此系统传输的可靠性较高，同时，作为教学仿真系统，mps对实时性的要求也较低。因此，讨论mps系统基于以太网的监控方式具有相当的可行性。1.2基于以太网的工业控制研究采用php开发监控系统配合mysql网络数据库，并应用soap技术来开发网络控制程式与远程监控机制，不仅能避免一般监控系统架构的限制，更能有效地整合各异质系统，开发跨平台、跨语言的整合式远程监控系统环境，降低系统的复杂度进而提升监控系统的效能。网站服务器通过局域网络，将所有收集到的数据储存于网络数据库中，不仅可随时掌握设备状况亦可掌控生产情形，更能在突发状况前发出预警以控制

5、生产质量提高产能。2php与soap技术应用php撰写网页程序，并以soap技术来开发网络控制程序与远程监控机制。2.1php将监控系统架构于web基础上，系统的即时性与稳定度大都取决于网络设备传输速率和开发软件的执行效率，php与其它cgt(公共网关界面，common gateway interface)相比，执行效率较高。此外，php的市场占有率较高。目前描述式语言的市场占有率大约是：php占39，asp占22，jsp占11，cgi占25，cf占3。最后，从稳定度角度，php要比nsapi或lsapi等采用动态连结方式的技术安全。因此，基于整体考虑(系统兼容性、执行效率、稳定度与安全性)，

6、本研究选用php作为系统的开发软件。2.2soap目前系统多以各自所熟悉的技术所建构，系统间并没有一套标准化的架构。例如windows操作系统所使用的是dcom；而unix系统则利用cor8a提供服务。这些分布式对象传输协议在因特网上会受到防火墙的限制，无法通过导致失去其原有的功能，为此，微软公司提出了简易对象存取协议soap(simpleobject access protocol)。soap多以vb、vc作为系统开发工具，使用者需在服务器端下载其相关组件并进行安装，才能启动该软件进行监控的动作。且该系统仅适用于单一作业平台，并不适用于目前企业内部多系统平台的作业环境。采用php技术不仅能够

7、提高系统执行效能，并且不需要额外生成可执行文件来执行程序，免除了软件安装与启动的步骤。因此，以xml作为数据传输的标准格式，能够有效的处理各种异质系统间数据交换的问题，并突破传统分布式对象易受防火墙阻隔的限制。此结构已获得多数厂商表态支持。3mps远程监控系统的架构探索综上分析，一套适应mps教学仿真系统远程监控需要的监控系统，应该是这样的一种网络：首先，它是基于soap的。利用soap技术开发跨平台远程监控系统，将系统架构在http通讯标准之上，监控系统可以自行产生soap信息封包通过http通讯管道与客户端进行沟通。也可同时与其它系统相互交换信息，生产机台上的控制器则以socket封包型式

8、与监控系统互联，在此监控系统架构下的各监控服务器也可通过internet或intranet以相同soap封包的型式相互交换信息，且不受各系统服务器种类的不同和防火墙阻碍其信息的交流，进而达成一个完整的自动化监控信息系统。其次，它拥有易用的监视方式。本研究涉及的mps教学培训系统实际模拟工厂生产线的运作情形，该实验室由六个加工站和二十四台计算机组成，用于虚拟仿真的实验计算机可以作为监控摄像头的终端，此方案成本较低。另外一种方案是借助以太网摄像机，每隔相应距离架设以太网摄影机作为实时影像监控的影像传输设备，远端的管理者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器即可监视其影像，此外，还可以控制摄像机云

9、台镜头的动作或对系统配置进行操作。第三，它拥有灵活的监控终端设备。如果在实验室里架设一台无线基站，使用者就可以使用具有无线上网功能的笔记本电脑、pda或其它移动设备进行机台的监控，建构一个在无线网络环境下的移动设备系统。程序部份以模块化的对象来架构此监控系统，在使用者浏览前先判断浏览器类型，以适当的分辨率播放监控画面。如果监控终端是个人计算机或笔记本电脑等拥有较大屏幕画面的客户端，则选择实时影像监控；如果是屏幕较小的便携设备如pda等，则可以考虑不做影像输出，而仅将监控结果以文字与信号仿真的方式呈献。第四，它拥有可靠的远程监控网站。在监控网站中应当整合机台选择、实时影像监控、机台设备i/o状态

10、监控、设备说明、控制指令与档案上传、机台动作控制等功能，从而体现灵活性与适应性。使用者可以随时掌握目前生产系统的运作状态。在监控画面上，以影像方式显示目前的生产系统运作状态，使用者不必阅读枯燥乏味的数据，而只要在状况产生时，再进行数据回溯及追踪即可。此外，安全可靠性也很重要，使用者必须输入正确的用户名称及密码，经数据库比对无误后，方可进入系统。最后，它具有soap agents信息数据交换机制。一般而言，监控系统所收集的数据仅能在该封闭式系统架构下被读取。为使监控系统收集的实时生产信息能被其它相关信息系统存取与应用，因此可以考虑利用soap技术结合代理机制，使生产过程中的实时生产信息能够立即通过代理转换为xml的数据格式，应用soap技术通过网络传递数据，达到跨平台，跨语言的目的。监控系统与控制器之间以tcpip通讯协议作为信息传递的通道，因此，监控系统本身必须含有将此tcpip信息封包转换为xml数据格式的能力，意即监控服务器同时也扮演着信息代理的角色将所有来自控制器的数据能够立即转换为xml数据格式，并通过hti-p通讯协议供远程使用者存取