基于Niagara平臺(tái)的工廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟件組態(tài)與調(diào)試案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u987基于Niagara平臺(tái)的工廠監(jiān)控系統(tǒng)的軟件組態(tài)與調(diào)試案例分析 1291171.1Niagara簡介 190991.2Niagara設(shè)備數(shù)據(jù)通訊 3162401.2.1N4軟件與JACE-8000數(shù)據(jù)通訊 3114581.2.2IO-22U與JACE-8000數(shù)據(jù)通訊 5253441.3系統(tǒng)界面 5169191.3.1安全管理界面 6271451.3.2主界面 86371.3.3控制界面 10103544.3.4報(bào)警界面 14本課題基于Niagara軟件平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用程序及視圖開發(fā)，應(yīng)用軟件能實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)畫面顯示，如溫濕度、噪聲、PM2.5、光強(qiáng)度等；（2）報(bào)警管理，如煙感故障報(bào)警、聲光報(bào)警器等；（3）歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與顯示，提供歷史數(shù)據(jù)曲線與數(shù)據(jù)表格；（4）多用戶管理，設(shè)置不同用戶類型及管理權(quán)限；（5）本地控制和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問與控制REF_Ref32015\r\h[3]。Niagara簡介NiagaraFramework是Tridium公司的核心專有技術(shù)，基于Java技術(shù)開發(fā)環(huán)境的實(shí)質(zhì)是通用軟件框架，通過集成各種類型的設(shè)備和系統(tǒng)，可以通過一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)來管理該框架，并通過配有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的Web瀏覽器對遠(yuǎn)程平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。Niagara的核心是它可以連接到任何協(xié)議，任何設(shè)備，任何網(wǎng)絡(luò)，并且符合企業(yè)管理系統(tǒng)。Niagara提供了一個(gè)使用HTML5的用戶界面，可輕松創(chuàng)建和維護(hù)系統(tǒng)的自定義視圖，HTML5的UX框架，無需JavaApplet的安裝，在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)平臺(tái)接入層，軟件界面圖如REF_Ref28233\h圖4-1、REF_Ref28239\h圖4-2所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s11Niagara電腦界面圖圖4-SEQ圖\*ARABIC\s12NiagaraAPP界面圖Niagara系統(tǒng)的架構(gòu)是圍繞著“以組件（Component）為導(dǎo)向的編程”為核心設(shè)計(jì)的。組件（Component）是使用Java編寫、打包、部署為模塊（modules）的自包含單位，多個(gè)組件（Component）通過連線連接構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用（application）并運(yùn)行于Station的運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建服務(wù)控制系統(tǒng)的信息通訊，Niagara結(jié)構(gòu)框架圖如圖所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s13Niagara結(jié)構(gòu)框架圖工作站主要組成工作站主要包括目錄，例如主目錄(Home)、警報(bào)(Alarm)、配置(Config)、文件(Files)、層次結(jié)構(gòu)(Hierarchy)和歷史記錄(History)。報(bào)警功能和歷史記錄功能都有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在Config目錄中，用戶可以為站點(diǎn)建立相應(yīng)的業(yè)務(wù)模型并配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。該功能是Niagara發(fā)展的重中之重，可以通過現(xiàn)場的特定設(shè)備和JACE類型選擇合適的通信協(xié)議，然后可以根據(jù)所選的通信協(xié)議從Palette（組件面板）的功能塊中選擇合適的模型，以完成物聯(lián)網(wǎng)的功能。該平臺(tái)的構(gòu)建主要基于其Modbus通信協(xié)議，智慧工廠Config模塊如REF_Ref28817\h圖4-5所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s14智慧工廠Config模塊Niagara設(shè)備數(shù)據(jù)通訊N4軟件與JACE-8000數(shù)據(jù)通訊1、打開file文件新建一個(gè)Platform（Platform登錄的用戶名為Tridium1，密碼Tridium123），輸入JACE-8000網(wǎng)絡(luò)控制器默認(rèn)的IP地址（網(wǎng)口1的IP地址為40;網(wǎng)口2的IP地址為;WIFI的IP地址為）進(jìn)行配置，如REF_Ref28896\h圖4-5所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s15本地連接設(shè)置程序配置Daemon

Version:

8

Daemon

HTTP

Port:

3011

Host

ID:

Win-1137-4BCF-97B6-FD32

Niagara

Runtime:

nre-core-qnx-armle-v7

(8)

Architecture:

armle-v7

Number

of

CPUs:

1

Model:

TITAN

Product:

JACE-8000

Enabled

Runtime

Profiles:

rt,ux,wb

Operating

System:

qnx-jace-n4-titan-am335x-hs

(0)

Java

Virtual

Machine:

oracle-jre-compact3-qnx-arm

(Oracle

Corporation

1.4)

Niagara

Stations

Enabled:

enabled

Platform

TLS

Support:

enabled

Port:

5011

Certificate:

tridium

Protocol:

TLSv1.0+

System

Home:

/opt/niagara

User

Home:

/home/niagara2、測試配置的JACE-8000是否連接成功。使用40，說明配置成功，可以通信。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s16通信配置3、配置后的詳細(xì)信息圖4-SEQ圖\*ARABIC\s17詳細(xì)信息IO-22U與JACE-8000數(shù)據(jù)通訊IO-22U模塊與JACE網(wǎng)絡(luò)控制器的通訊連接是通過RS-485總線，JACE-8000通過模塊驅(qū)動(dòng)識別IO-22U模塊和讀取其寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并可配置各數(shù)據(jù)點(diǎn)的屬性。1.展開導(dǎo)航側(cè)欄里面的站點(diǎn)的Config容器，并找到Drivers容器。展開Drivers容器視圖;2.打開modbusTcp調(diào)色板，并找到ModbusTcpNetwork項(xiàng)目;3.將ModbusTcpNetwork從modbusTCP調(diào)色板拖出，并放到Drivers組件當(dāng)中。保持名稱不變;（注：ModbusNetwork也可以通過Driver的DriverManager視圖，然后選擇位于窗口底部的New按鈕來進(jìn)行添加）4.在NavTree里面雙擊ModbusTCPNetwork，以便打開ModbusTcpDeviceManager視圖;5.使用視圖底部的New按鈕，創(chuàng)建一個(gè)ModbusTcpDevice，并將其命名為IO-22U;6.按照下圖所示設(shè)定相關(guān)參數(shù)。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s18IO-22U與軟件連接配置圖4-SEQ圖\*ARABIC\s19IO-22U驅(qū)動(dòng)模塊系統(tǒng)界面平臺(tái)界面的設(shè)計(jì)是使用本地工作站Supervisor上軟件框架中的圖形組件直觀地顯示系統(tǒng)的設(shè)備和操作。模塊化編程功能可處理和分析數(shù)據(jù)。Web技術(shù)已添加到Internet。并且每個(gè)子系統(tǒng)的監(jiān)控頁面以HTML頁面的形式統(tǒng)一，使用戶的直觀操作和遠(yuǎn)程訪問變得更加方便。如REF_Ref28997\h圖4-10所示，平臺(tái)界面設(shè)計(jì)包括安全管理界面、主界面、控制界面、報(bào)警界面等，可清晰地呈現(xiàn)出所需的數(shù)據(jù)。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s110平臺(tái)界面組成建立了可視化的監(jiān)控界面，對界面的功能區(qū)域進(jìn)行了劃分，并在監(jiān)控管理平臺(tái)上顯示了智能工廠系統(tǒng)的運(yùn)行過程，實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，LED亮滅狀態(tài)等數(shù)據(jù)。同時(shí)，在同一局域網(wǎng)中，通過Web瀏覽器登錄IP地址，另一臺(tái)計(jì)算機(jī)或手機(jī)可以訪問該平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在完成管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上，基于Niagara的分布式監(jiān)控系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)可以很好地將Niagara物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智慧工廠相結(jié)合，準(zhǔn)確地處理和分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并保障系統(tǒng)穩(wěn)定高效地運(yùn)行。安全管理界面1.創(chuàng)建Station（1）點(diǎn)擊Tools菜單—選擇NewStation，在彈出的界面輸入Station的名字，如REF_Ref16660\h圖4-11所示；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s111站點(diǎn)命名（2）點(diǎn)擊Next,界面內(nèi)點(diǎn)擊SetPassword，輸入密碼，輸入完成后點(diǎn)擊Finish即可，如REF_Ref17172\h圖4-12所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s112登錄2.創(chuàng)建Platform（1）右鍵MyHost在彈出的菜單中選擇openplatform，之后選擇OK；（2）彈出Authentication（身份驗(yàn)證）的界面，輸入電腦開機(jī)時(shí)的用戶名和密碼，如REF_Ref18857\h圖4-13所示；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s113身份驗(yàn)證（3）進(jìn)入platform界面，點(diǎn)擊stationcoypier，選中station然后點(diǎn)擊copy，在彈出的StationTransferWizard界面點(diǎn)Next—finish，平臺(tái)界面如REF_Ref18952\h圖4-14所示；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s114Platform平臺(tái)界面3.用戶登錄（1）完成相應(yīng)配置后，通過登錄界面登錄成功后可訪問系統(tǒng)各功能模塊，登錄界面如REF_Ref22960\h圖4-15所示；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s115登錄界面（2）該監(jiān)控管理平臺(tái)可以通過切換用戶實(shí)現(xiàn)多用戶、多平臺(tái)管理，認(rèn)證登錄的歷史數(shù)據(jù)信息如REF_Ref27692\h圖4-16所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s116認(rèn)證登錄的歷史數(shù)據(jù)信息主界面1.部分程序說明CO2模塊<!--NiagaraPresentationXML--><PXversion="1.0"media="workbench:WbPXMedia"><import>；程序入口<modulename="BAJA"/>；定義模塊名稱（BAJA）<modulename="BAJAUI"/>；定義模塊名稱（BAJAUI）<modulename="GX"/>；定義模塊名稱（GX）<modulename="GXBrowser"/>；定義模塊名稱（GX瀏覽器）<modulename="workbench"/>；定義模塊名稱（工作臺(tái)）</import>；導(dǎo)入<content>；內(nèi)容<CanvasPanename="content"viewSize="1260.0,700.0"scale="fitRatio"minScaleFactor="0.5"maxScaleFactor="1.0">；定義安全區(qū)間<WebWidgetlayout="0.0,0.0,1260.0,700.0"GS="view:webChart:ChartWidget">；WEB部件布局<WbViewBindingORD="station:|slot:/Logic/CO2_Sensor"/>；定義CO2部件站點(diǎn)<Stringname="title"f="3"value=""/>；定義字符串名稱<Stringname="dashboardChartData"f="rh3"value=""/></WebWidget></CanvasPane></ScrollPane></content></PX>；PX視圖顯示其它模塊程序如圖所示圖4-SEQ圖\*ARABIC\s117PX文件2.創(chuàng)建PX視圖（1）在Files里新建一個(gè)文件夾，命名為“圖片”。（用于存儲(chǔ)照片）（2）可以從網(wǎng)站上下載一些圖片到圖片文件夾。新建的圖片文件夾位置C盤>Niagara>Niagara-98>DaemonUserHome>Station>你的站名>shared>圖片。（3）右鍵環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)>New>folder>命名為環(huán)境監(jiān)控PX>右鍵新建夾>New>Views>NewView>命名為環(huán)境監(jiān)控。（4）雙擊新建PX文件夾，打開畫布，右鍵畫布>New>Label>雙擊新建Label>image>選擇適當(dāng)圖形。同樣的步驟添加其他傳感器。（5）拖動(dòng)PIR人感開關(guān)到>FromPalette>KitControl>Lighting>LightSensorOcc1組件。（6）再次拖動(dòng)PIR點(diǎn)位到畫布上，選擇BoundLabel，同時(shí)勾選FormateText和MakeDisplayNameLabel，以同樣的方式添加其他圖標(biāo)標(biāo)簽。（7）添加完成后，調(diào)整組件位置，數(shù)據(jù)顯示界面如REF_Ref19249\h圖4-15所示。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s118數(shù)據(jù)顯示界面控制界面1.創(chuàng)建邏輯點(diǎn)（1）運(yùn)行站點(diǎn)，右鍵Config>New>folder>重命名為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)；（2）打開環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)文件夾WireSheet視圖；（3）添加Palette>KitControl>ControlPalette>Points>NumericWritable點(diǎn)位,并重命名為PM2.5傳感器、噪聲傳感器、溫濕度傳感器、光強(qiáng)照傳感器。（4）添加Palette>KitControl>ControlPalette>Points>BooleanWritable點(diǎn)位，并重命名為PIR人感開關(guān)、聲光報(bào)警器、三色報(bào)警燈、煙感探測器。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s119邏輯點(diǎn)圖4-SEQ圖\*ARABIC\s120IO-22U代理點(diǎn)2.模擬溫度部分（1）首先我們需要一個(gè)新建一個(gè)文件夾來存放報(bào)警信息；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s121Temperatrue文件夾需要一個(gè)模擬溫度曲線的模塊，在kitControl庫的中找到SineWave（正弦波）模塊，拖拽至WireSheet界面；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s122模擬溫度模塊（3）對邏輯單元的屬性進(jìn)行調(diào)整，將它的Amplitude（振幅）和Offset（下限；補(bǔ)償）設(shè)置成2525，這樣這個(gè)模塊就會(huì)模擬出一個(gè)在0-50之間變化的曲線；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s123屬性調(diào)整圖4-SEQ圖\*ARABIC\s124變化曲線（4）需要一個(gè)邏輯單元，來繼承這個(gè)模擬出的曲線，在WireSheet界面右鍵—新建一個(gè)NumericWritable（數(shù)字化的邏輯單元）；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s125邏輯單元（5）雙擊以打開它的屬性，點(diǎn)擊Facet—設(shè)置units中的Value值—找到Temperature然后選擇攝氏度；圖4-SEQ圖\*ARABIC\s126單元屬性（6）將曲線模式和邏輯單元連結(jié)起來，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，邏輯單元的數(shù)值也隨著曲線模塊的變化而變化。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s127曲線模塊與邏輯單元連接圖4-SEQ圖\*ARABIC\s128變化后模塊3.LED燈控制新建Floder右鍵Config->New->Flode,如REF_Ref21111\h圖4-26所示圖4-SEQ圖\*ARABIC\s129新建Floder添加邏輯組件（1）新建BooleanWritable（右鍵Config->New->Floder）控件，并命名，修改參數(shù)。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s130修改參數(shù)（2）選中剛才創(chuàng)建的組件，Ctrl+C復(fù)制，Ctrl+V粘貼，新建一個(gè)Light2組件，并進(jìn)行默認(rèn)值得修改，新建BooleanWritable，并進(jìn)行連接與默認(rèn)值的設(shè)置。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s131邏輯塊組態(tài)創(chuàng)建View（1）選中Light_Control，點(diǎn)擊右鍵，選擇Views->NewView。（2）把左側(cè)Light_Control文件夾下的邏輯組件，拖到畫布布局上，選擇FromPalette。然后點(diǎn)擊文件夾文件夾按鈕。（3）選擇BoundLabel，在格式化文字選項(xiàng)中，輸入%displayName%以顯示組建的名字。（4）把兩個(gè)燈泡拖拽到布局中，選擇FromPalette，查找kitPxHvac并選擇bulb樣式。圖4-SEQ圖\*ARABIC\s132燈泡顯示布局點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，即可控制。4.3.4報(bào)警界面1.故障報(bào)警界面（1）點(diǎn)開邏輯單元的屬性，同時(shí)左側(cè)打開Alarm庫找到Extensions文件夾，然后將OutOfRengeAlarmExt模塊拖至邏輯單元的空白處，這樣就將一個(gè)報(bào)警拓展添加至邏輯單元中；圖