1 概述

1.1 项目背景

在工业生产中，生产过程的监控是十分重要的环节：现场工程师需要对控制系统进行监控，实时监控工业流程各重要参数，浏览历史记录及各参数趋势，及时对报警信息进行处理；控制工程师需要对生产过程进行优化，监控控制系统各个重要参数，评估控制系统性能，记录历史信息作为控制算法优化的依据；产品经理需要制定生产策略，实时方便的获得产品生产的进度、状态等。如何适应多样化监控应用场景，通过智能手机移动端来监控的方案应运而生。

1.2 方案简介

智能手机具有携带方便、人性化、易扩展、操作系统开放等优点，可以基于Android平台开发控制系统监控软件，实现参数的采集、数据库开发以及手机UI人机界面开发。本方案针对现有Siemens PLC+ WinCC的自动化系统，在此基础上扩展移动端监控功能，整个系统硬件由Siemens PLC、Wincc（带SQL Server数据库）终端、数据上传终端（数据处理服务器）、Web服务器（云端Web服务器或通过路由器设置端口转发规则进行映射的内网Web服务器）、以及移动端Android手机组成。

1.3 系统框架：

图1 云服务器方案拓扑图

或采用通过花生壳动态域名解析+路由器设置端口转发规则进行映射的内网Web服务器，数据处理软件和WebService集中在一台终端上部署：

图2简化（内网Web服务器）方案拓扑图

2 软件设计

2.1 需求分析

a. 用户对象：拥有Android移动终端的监控工业生产流程的现场工程师、控制工程师、产品经理等管理人员；

b. 用户期望：

1. 对控制系统进行监控：实时监控工业流程各重要参数，浏览历史记录及各参数趋势，及时对报警信息进行处理；

2. 对生产过程进行优化：监控控制系统各个重要参数，评估控制系统性能，记录历史信息作为控制算法优化的依据；

3. 实时方便的获得产品生产的进度、状态，制定生产策略。

2.2 软件功能

a. 选择各监控节点，监控界面的切换；

b. 以曲线图或柱形图的形式实时监控各节点的流程信息，查看设备信息；

c. 查看历史及统计信息，统计信息可以以饼状图、柱状图、趋势图的形式查看，并进行多数据对比分析。

2.3 总体设计概述

a. 基于Android移动终端的控制系统监控软件是典型的B/S结构的应用；多个Android移动客户端可同时通过Internet向Web服务器发起请求并获取实时的数据。Android移动客户端开发APP系统，按客户需求组织定义各功能界面，提供友好的交互UI界面。

b. Web服务器构建WebService，接收和响应外部系统（Android移动客户端和数据处理服务器）的数据请求。

c. 数据处理服务器上部署数据采集程序，常驻进程，完成主要的逻辑处理，通过调用数据库接口和网络通信接口，实时与Wincc端（SQL Server）通讯，将Wincc有效数据采集并上传给Web服务器。

2.5 Android APP功能简述

a. 功能模块图:

b. UI示例：

2.6 系统特点

a. 整个系统通过Web服务器和数据处理服务器，将Intern et和Wincc和PLC隔离，保证原有Siemens PLC+ WinCC自动化系统的安全。

b. 对比 Siemens PLC+ DTU + 移动网络方案，此系统 方案稳定可靠，可扩展性强。