［關鍵詞］網絡、遙控、組態軟件
、遠程實驗

一．引言

　　現代遠程教育是以電視、廣播
、網絡、電話
、函han授shou等deng多duo種zhong傳chuan播bo媒mei體ti和he信xin息xi傳chuan輸shu方fang法fa進jin行xing教jiao育yu的de一yi種zhong新xin型xing教jiao育yu模mo式shi，它ta突tu破po了le教jiao師shi和he學xue生sheng在zai時shi間jian和he空kong間jian上shang的de障zhang礙ai，使shi學xue生sheng可ke以yi在zai具ju有you傳chuan媒mei或huo信xin息xi的de地di方fang進jin行xing學xue習xi。

　　理論和實踐是教育的兩個重要方麵，然而在目前的遠程教育中
，發展是不平衡的，在遠程的課堂教育中
，目前有雙向視頻、VCO點播
、BBS討論和答疑、Email作業及批改等多種形式的現代遠程教育方式
；而(er)在(zai)實(shi)驗(yan)環(huan)節(jie)，特(te)別(bie)是(shi)理(li)工(gong)科(ke)專(zhuan)業(ye)，適(shi)合(he)遠(yuan)程(cheng)教(jiao)育(yu)特(te)點(dian)的(de)配(pei)套(tao)實(shi)驗(yan)項(xiang)目(mu)比(bi)較(jiao)少(shao)，更(geng)缺(que)乏(fa)像(xiang)遠(yuan)程(cheng)遙(yao)控(kong)之(zhi)類(lei)不(bu)受(shou)時(shi)間(jian)和(he)空(kong)間(jian)限(xian)製(zhi)的(de)實(shi)驗(yan)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，我(wo)們(men)開(kai)展(zhan)了(le)遠(yuan)程(cheng)遙(yao)控(kong)實(shi)驗(yan)的(de)研(yan)究(jiu)，並(bing)取(qu)得(de)了(le)計(ji)算(suan)機(ji)人(ren)機(ji) 操作界麵（HMI）

、可編程控製器（PLC）、交流伺服電機控製係統（AC Servo Motor Controller）
、多功能仿真實驗箱、全自動機械設備等實驗項目的遠程遙控實驗探索，已取得初步成功並得到應用。WebAccess就是其中一個成功的案例，網際組態軟件WebAccess是完全基於瀏覽器的人機界麵（HMI）和數據采集監控係統(SCADA)軟件，遠程遙控實驗係統使用WebAccess通過計算機Internet/Intranet網絡去實現對一種機械實驗設備控製、並監視該設備的運行狀況。

　　本文中介紹一台由PLC控製的全自動紙幣捆紮機的實驗設備，通過網際組態軟件WebAccess進行遠程實驗（這台設備的PLC控製程序也可以使用遠程實驗方法通過網絡進行編程
、調試。這些內容不在本文討論範圍之內）。

二．遠程監控實驗的基本構建

　　遠程遙控實驗是以軍事和工業生產中的遙控方法為參考
，但和它們又不一樣
，遙控實驗係統具有兩大特點：１．作為實驗設備，成本不能很高；２．要滿足從基礎或者說從“０”開(kai)始(shi)編(bian)程(cheng)的(de)要(yao)求(qiu)，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)軍(jun)事(shi)或(huo)工(gong)業(ye)的(de)遙(yao)控(kong)，主(zhu)要(yao)實(shi)現(xian)的(de)是(shi)操(cao)作(zuo)過(guo)程(cheng)
，而(er)實(shi)驗(yan)設(she)備(bei)的(de)遙(yao)控(kong)是(shi)根(gen)據(ju)實(shi)驗(yan)要(yao)求(qiu)建(jian)立(li)控(kong)製(zhi)規(gui)律(lv)並(bing)實(shi)現(xian)操(cao)作(zuo)過(guo)程(cheng)。

　　計ji算suan機ji網wang絡luo是shi遠yuan程cheng遙yao控kong實shi驗yan的de基ji礎chu，可ke以yi是shi因yin特te網wang，也ye可ke以yi是shi局ju域yu網wang。通tong過guo網wang絡luo
，學xue生sheng的de客ke戶hu機ji登deng陸lu到dao實shi驗yan室shi的de工gong作zuo站zhan上shang
，運yun行xing相xiang應ying的de遠yuan程cheng遙yao控kong軟ruan件jian，即ji可ke對dui實shi驗yan設she備bei進jin行xing編bian程cheng、調試
、運行等實驗操作。WebAccess遠程實驗係統如下圖所示。

　　遠yuan程cheng監jian控kong實shi驗yan的de組zu成cheng，分fen為wei硬ying件jian和he軟ruan件jian兩liang大da部bu分fen。硬ying件jian除chu了le計ji算suan機ji及ji其qi網wang絡luo外wai
，還hai需xu要yao相xiang應ying的de實shi驗yan設she備bei。這zhe些xie實shi驗yan設she備bei應ying滿man足zu遠yuan程cheng遙yao控kong實shi驗yan的de需xu要yao。可ke以yi按an照zhao遠yuan程cheng遙yao控kong實shi驗yan的de要yao求qiu進jin行xing全quan新xin設she計ji，或huo者zhe將jiang常chang規gui實shi驗yan設she備bei進jin行xing改gai造zao。WebAccess監控的全自動紙幣捆紮實驗機是按照銀行使用的工業設備進行改造的遙控實驗設備。

　　軟件部分包括係統軟件和應用軟件
，根據不同的實驗要求
，使用不同的應用軟件
，Web Access就是一種應用軟件
，它是基於網絡瀏覽器的架構的網際組態軟件
，可以通過互聯網進行遠程的監控、繪圖、修改
、創建數據庫
，並且其免費無限客戶端的功能非常適合應用於遠程遙控實驗係統。

三．網際組態軟件WebAccess 的主要功能

　　Web Access是柏元網控信息技術（上海）有限公司推出的一種網絡化組態軟件
，這家總部在美國加洲的工控軟件公司推出的WebAccess完全是以網絡瀏覽器Internet Explore為wei基ji礎chu的de
，和he傳chuan統tong的de組zu態tai軟ruan件jian相xiang比bi較jiao，其qi基ji於yu網wang絡luo架jia構gou的de內nei核he兼jian有you傳chuan統tong組zu態tai軟ruan件jian的de單dan機ji功gong能neng和he網wang絡luo功gong能neng，而er且qie在zai網wang絡luo功gong能neng上shang克ke服fu了le傳chuan統tong組zu態tai軟ruan件jian的de諸zhu多duo架jia構gou局ju限xian，將jiang有you潛qian力li成cheng為wei未wei來lai網wang絡luo時shi代dai的de特te色se自zi動dong化hua軟ruan件jian。而er本ben應ying用yong案an例li也ye充chong分fen發fa揮hui了le網wang際ji組zu態tai軟ruan件jianWebAccess的網絡功能。

　　Web Access是由客戶端
、監控節點、工程節點三部分組成。WebAccess的客戶端用 Web瀏覽器來充當一個全功能的操作員站和工程師站，它是一個插件程序
，運行與瀏覽器有關。WebAccess 客戶端實際上是一種人機界麵（ＨＭＩ）軟件，提供實時的數據顯示、動畫
、趨勢、報警和報告等功能，以滿足工程控製的需要。WebAccess 客戶端使用TCP/IP協議通過因特網或局域網和監控節點連接。

　　Web Access 監控節點是一個遠程計算機，它於自動化設備相連接並通信，監控節點軟件安裝在遠程的工作站計算機中
，提供管理控製和數據采集（SCADA）功能，包括：通訊驅動程序
；報告和趨勢記錄實時數據；報警及其記錄；安全和事件記錄等。

　　WebAccess 工程節點作為集中的數據庫和web 服務器
，提供客戶端和監控節點間的初始連接

，提供“工程管理員”功能以創建Ｉ／Ｏ數據庫，報警和圖形等。

　　Web Access軟件除了具有一般組態軟件所具有的常用的繪圖，建點，動畫，數據顯示

，趨勢圖，事件報警，記錄和報表等功能外，具有以下特點：

　　1. 通過網絡實現遠程診斷維護，遠程建構

、修改圖形及數據庫
；
　　2. 先進的數據庫架構
，方便用戶工作中既可以先設定硬件，也可以先繪圖形，高效靈活；
　　3. 多工非同步建構功能，允許多用戶同時建構數據庫
，完全具備網絡多用戶功能；
　　4. 多疊式網絡安全結構（防火牆＋內建安全係統），保護用戶數據的安全。
　　5. 矢量繪圖方式
，圖形大小不易失真，在不同分辨率、不同大小的顯示器上無須調整界麵大小；並且可直接導入　　　 AutoCAD的DXF文件，進行全功能的編輯。
　　6. 簡易的TCL 腳本
，便於在不同的操作平台、不同的瀏覽器上都能發揮功能。

　　Web Access的這些特點

，特別是遠程診斷維護、遠程的操作、控製功能和多用戶功能

，對於建立遠程實驗係統是非常有用的

四．應用實例——全自動紙幣捆紮機

　　全自動紙幣捆紮機是我校機械實驗室的一台機電一體化的實驗設備，屬於自動機械類。采用三菱可編程控製器（FX1N--60MT）控製設備的８個電動機
，２個電磁鐵

，２個加熱器等部件。它的功能是實現成疊紙幣的一縱兩橫三次捆紮，整個工作過程是可以全自動進行的，捆紮機的自動工作過程如下：

　　將一疊紙幣放入捆紮機定位擋板的位置——按啟動按鈕——定位擋板打開——橫梁壓緊紙幣——送帶形成環狀——壓緊帶頭——抽緊帶子——下加熱器上升，加熱帶頭重疊部分——割刀上升割斷帶尾——下加熱器和割刀下降（完成一縱的捆紮）——橫梁微升——機械手持幣左轉９０度——（重複上述從橫梁壓緊後的工作過程，同時進行縱向和橫向捆紮帶十字交差部分的熔接）上加熱器下降——加熱交差部分——上加熱器上升——（若上、下部分工作都完成，則完成了一橫的捆紮）——橫梁微升——機械手持幣右轉１８０度——（重複上述從橫梁壓緊後一橫的工作過程，包括上加熱。完成二橫的捆紮過程）————橫梁微升——機械手持幣左轉９０度居中——橫梁壓緊——釋放持幣機械手——橫梁上升——定位擋板關閉（完成全部捆紮過程）。整個自動過程由PLC（可編程控製器）控製。

　　Web Access是作為捆紮機的監控和操作界麵疊加在設備的PLC上，根據捆紮機的工作過程要求，進行Web Access的設計：

　　1. 建立捆紮機的工程項目，包括用戶名
，密碼，工程名，IP地址等
；添加節點，啟動核心程序；設置通訊端口參　　　 數。對三菱FX係列PLC，通訊參數可選擇9600波特率，７位數據位，１位停止位，EVEN(偶校驗)；

　　2. 定義該設備PLC的控製點，整機共使用近60個控製點，主要是各個工作畫麵的狀態顯示和操作控製所需要　　　　　 PLC的X、Y、M
、D點；

　　3. 設計工作畫麵，包括開機畫麵
、功能選擇畫麵、主要（自動）工作畫麵
、手動工作畫麵
、參數設置畫麵、故障　　　 複位畫麵等。完成各個工作畫麵的繪圖
；

　　4. 分配各個工作畫麵所需要的控製點
，包括：
　　　 在主要（自動）工作畫麵中，主要是各個電動機、電磁鐵和加熱器的工作狀態顯示
，啟動、停止、送／收帶操　　　 作按扭等，以及票麵選擇、報警等畫麵切換按扭；
　　　 在手動工作畫麵中，主要是各個電動機
、電磁鐵的手動操作及其狀態顯示；
　　　 在參數設置畫麵中
，對各個捆紮過程的主要參數

，例如送帶長度

、加熱時間等工作參數進行設置。
　　　 其他畫麵的設置，等等。

　　5. 建立各個點的動畫連接及腳本語句。
　　　 將完成的Web Access設計保存到磁盤後（DRW和BGR兩種文件格式），通過網絡從Client下載到Node節點並啟　　　 動節點，然後進入監控狀態，即可通過計算機網絡調試、修改程序

，直到完成整個工作過程。

五．結束語

　　在遠程實驗的設計過程中，由於WebAccess的(de)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)，都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)進(jin)行(xing)，因(yin)此(ci)參(can)加(jia)實(shi)驗(yan)的(de)學(xue)生(sheng)真(zhen)正(zheng)參(can)與(yu)到(dao)通(tong)過(guo)遠(yuan)程(cheng)遙(yao)控(kong)來(lai)控(kong)製(zhi)一(yi)個(ge)真(zhen)實(shi)設(she)備(bei)的(de)實(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)，這(zhe)對(dui)於(yu)鞏(gong)固(gu)理(li)論(lun)知(zhi)識(shi)
，提(ti)高(gao)動(dong)手(shou)能(neng)力(li)的(de)幫(bang)助(zhu)是(shi)非(fei)常(chang)大(da)的(de)。

　　從cong另ling一yi個ge方fang麵mian來lai說shuo，通tong過guo網wang際ji組zu態tai軟ruan件jian遠yuan程cheng遙yao控kong實shi驗yan，既ji學xue習xi了le遙yao控kong的de基ji本ben方fang法fa，又you能neng對dui自zi動dong化hua軟ruan件jian這zhe一yi領ling域yu深shen入ru地di了le解jie，擴kuo大da了le學xue生sheng的de知zhi識shi麵mian，提ti高gao了le學xue生sheng的de綜zong合he素su質zhi。

　　對於學校的開放教育來說，特別是網絡教學的不斷深入，自動化教育領域也向著網絡化發展。實驗室的計算機在實驗期間可以２４小時開機
，網際組態軟件的應用，對以業餘學習為主的學生，不管身處何地、身居何時
，都可以靈活安排上網時間，進行實驗課程項目，既不影響工作，又不影響學習。

　　WebAccess的免費無限客戶端的功能，不管同時參加實驗的學生有多少，都能為異地的學生同時參加實驗提供了良好的環境。

　　在使用網際組態軟件WebAccess的時候，稍感不足的是：由於采用了矢量繪圖方式，在繪圖過程中，放大畫麵後
，畫麵響應速度變慢。