基于 WEB 的远程实验平台设计与实现

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1、第八届工业仪表与自动化学术会议基于WEB的远程实验平台设计与实现DesignandImplementationoftheWeb-basedRemoteExperimentPlatform张帆李力雄费敏锐(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：总结和借鉴了国内外网络实验室的发展现状和经验，将一套本地实验装置扩展为基于WEB的远程实验平台。重新设计了原实验装置的控制单元，以现场总线、工业以太网为通信枢纽，OPC为软硬件通信接口与网际组态软件WebAccess的监控节点相连，使校园网或Internet上的用户能够通

2、过WebAccess远程控制锅炉液位和远程调整控制单元PID参数，为构建远程实验平台提供了一种实用的解决方案。关键词：基于网络OPCPID远程调整Abstract:Bysummarizingandreferringtodomesticandoverseasnetworkedlaboratories,localboilerexperimentaldeviceisextendedtoweb-basedexperimentalplatform.Weredesignthecontrolunitofexperimentaldevice

3、byusingthefieldbusandindustrialEthernetasitscommunicationmethods,OPCasitscommunicationinterfacewhichconnectstosupervisorynodeofWebAccess.RemotecontrolofboilerlevelandremotetuningofPIDparametersviacampusnetorInternetareachieved.Apracticalresolutionforbuildingweb-bas

4、edexperimentalplatformispresented.Keywords:Web-basedOPCPIDRemotetuning0引言从实验室建设的角度来看，建立远程实验平台对我国的知识创新体系有着重要的意义。近年来，随着互联网技术的成熟和计算机的普及，国内己有为数众多的大学开辟了网络虚拟实验室，[1]比如：华东师范大学电子系的基于网络的电子线路虚拟实验室，学生可通过互联网登录并访问实验室服务器，完成各种仿真模型的实验。然而采用抽象符号表示的虚拟的实验设备往往无法代替真正的实验环境，无法实现真正的实物实验。利用网

5、络开发的另一类教学实验是远程控制实验，远程控制实验与虚拟实验最大的区别在于：用户在客户端上的所有实验操作，都通过网络真实作用到相关物理设备，设备再将真实的实验数据通过网络返回给用户，用户可以得到与真实实验室相同的实验技术锻炼。目前，国外的[2]远程实验室发展速度很快，例如日本Hosei大学基于WWW的远程实验平台。近年来，国内的相关高校也逐步开展了远程实验室的构建工作，比如清华大学精密测控技术及仪器国家重点实验[3]室的工程光学远程实验系统等。本文构建的正是远程控制实验平台，校园网或者Internet上的用户可以远程控制液位

6、并且远程调整控制单元的PID参数。1系统架构原有一套锅炉实验系统,现对其控制单元进行重新设计，以现场总线、工业以太网为通信枢纽，OPC为软硬件通信接口与网际组态软件WebAccess的监控节点相连,实现了校园网或Internet上的用户能够通过WebAccess远程控制锅炉液位和远程调整控制单元PID参数。1第八届工业仪表与自动化学术会议远程实验平台的系统构架如下图1所示。INTERNETWebaccess工程节点(学校网站服务器)校园网Webaccess监控节点(实验室PC)以太网工业以太网模块E1协议转换器智能单元Dev

7、iceNetProfibusD1D2P1P2DeviceNet从模块DeviceNet从模块Profibus从模块Profibus从模块智能单元智能单元智能单元智能单元出口压力测量液位的测量和控制夹套温度测量炉内温度测量进口流量的测量小型锅炉系统图1系统架构由图1可知，校园网或者Internet上的每个授权用户都可以通过网络对一个小型锅炉系统进行数据采集和控制：节点D1负责炉内温度的测量；节点D2负责夹层温度的测量；节点P1负责液位的测量和控制；节点P2负责进口流量的测量；节点E1负责出口压力的测量。监控节点采用网际组态软件

8、WebaAccess对实际对象进行组态，使用户能够通过网络对锅炉进行监控。WebAccess是完全基于浏览器的人机界面(HMI)和监控及数据采集(SCADA)软件，全部的工程制作都可以通过网络在异地使用标准的浏览器（如IE）完成，同时只需在浏览器中输入监控节点的IP地址就可以对本地设备进行