SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中遠(yuǎn)程處理技術(shù)運用分析摘"要：針對SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中的遠(yuǎn)程處理技術(shù)運用方式展開研究，先簡要分析技術(shù)框架建構(gòu)思路，從遠(yuǎn)程處理組件、服務(wù)器、客戶端的設(shè)計角度入手歸納要點，然后梳理技術(shù)功能配置情況，提出完善數(shù)據(jù)采集功能、信道擇優(yōu)功能、拓?fù)錉顟B(tài)監(jiān)測功能、遠(yuǎn)程接口備份功能、人機(jī)交互功能等建議，希望能夠為SIS數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程處理架構(gòu)的完善提供借鑒。關(guān)鍵詞：廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)；"數(shù)據(jù)接口；"遠(yuǎn)程處理技術(shù)；"數(shù)據(jù)采集功能；"拓?fù)錉顟B(tài)監(jiān)測中圖分類號：TP3AnalysisonapplicationApplicationofremoteRemoteprocessingProcessingtechnologyTechnologyindatatheDesignofFactoryLevelSISDataInterfaceDatainterfaceInterfacedesignDesignofSupervisorInformationSystemLIUHua"QUGuobin，""CHENLei"SHI"Jianlong"ZHANGDi"DANQinXinjiangChuxingEnergyDevelopmentCo.，Ltd.，Shuanghe，XinjiangUyghurAutonomousRegion，833408，ChinaAbstract：Thisstudyfocusesonexaminestheapplicationofremoteprocessingtechnologyinthedesignoffactoryplant-levelSISdatainterfaces.Firstly，Itbeginswithabriefanalysisofthetechnicalframeworkconstructionapproachisconducted，summarizingthekeypointsaresummarizedfromthedesignperspectivesofremoteprocessingcomponents，servers，andclientdesign.ThenSubsequently，itsortsoutreviewstheconfigurationoftechnicalfunctionsandproposesimprovementssuchasenhanceddataacquisitionfunctionality，channeloptimizationfeatures，topologystatusmonitoring，remoteinterfacebackupcapabilities，andhuman-computerinteractionenhancements.Theserecommendationsaimtoprovideareferenceforoptimizingtheremoteprocessingarchitectureoffactoryplant-levelSISdatainterfaces.KeyWwords：Supervisorinformationsystem;"Datainterface;"Remoteprocessingtechnology;"Dataacquisitionfunction;"Topologystatusmonitoring廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SupervisorInformationSystem，SIS）是工業(yè)自動化和現(xiàn)代化發(fā)展中極為重要的功能性系統(tǒng)之一，能夠?qū)崟r采集廠級生產(chǎn)數(shù)據(jù)，輔助管理者進(jìn)行生產(chǎn)過程監(jiān)督，提高設(shè)備能源等的配置使用效率，促進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)營效益的優(yōu)化[1]。近年來我國市場經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展，SIS在多個行業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了推廣應(yīng)用，為工廠生產(chǎn)與管理注入了活力，但在SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中，遠(yuǎn)程處理能力不佳、通信質(zhì)量較差的情況仍時有發(fā)生，亟需[A3]"須探究改進(jìn)[2]。1.SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中遠(yuǎn)程處理技術(shù)框架建構(gòu)本公司現(xiàn)行的SIS數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)采用單一鏈路模式，數(shù)據(jù)經(jīng)服務(wù)端、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器至客戶端，最終展示于人機(jī)交互界面并存儲于SIS數(shù)據(jù)庫。此結(jié)構(gòu)簡潔、初期投入低，并且通過防火墻、交換機(jī)等增強(qiáng)了遠(yuǎn)程通信安全性[3]。然而，其串聯(lián)式的傳輸模式導(dǎo)致任一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障即可能引發(fā)系統(tǒng)癱瘓和數(shù)據(jù)丟失；同時，鏈路中設(shè)備眾多且分布廣泛，故障排查難度大，易導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)時間延長，運行效率受損[4]。基于此，本次專門引入遠(yuǎn)程處理技術(shù)，升級了SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計模式。整個架構(gòu)采用分布式部署方式，子系統(tǒng)分為如下3個部分：[A5]"。（1）遠(yuǎn)程處理組件。該部分是整個技術(shù)框架中比較核心的部分，以DLL動態(tài)鏈接庫的形式存在，包含多種功能接口類型，能夠滿足SIS中控臺與各類設(shè)備的對接交互需求。（2）遠(yuǎn)程處理服務(wù)器。主要解決信道選擇和調(diào)用問題，能夠在接收信息的同時，將其轉(zhuǎn)換為可識別格式，比如數(shù)字文件、流媒體文件等，保證通信過程順暢和安全。（3）遠(yuǎn)程處理客戶端。主要安裝在SIS中控臺之中，可以通過代理服務(wù)器，遠(yuǎn)程接收SIS數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容的整合分析和可視化表達(dá)，為SIS監(jiān)控管理效能的發(fā)揮提供支持。2."SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中遠(yuǎn)程處理技術(shù)功能配置2.1"數(shù)據(jù)采集功能在SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換至關(guān)重要[5]。本研究采用分布式部署，實施單設(shè)備雙鏈路（一主一備）策略，以增強(qiáng)系統(tǒng)安全性和可靠性。每個鏈路單元均配備接口機(jī)、采集網(wǎng)關(guān)及隔離裝置。接口機(jī)作為數(shù)據(jù)交互的核心，選用DFL-900型號，以其出色的性能保障數(shù)據(jù)采集的安全穩(wěn)定。該接口機(jī)兼容100M以太網(wǎng)及RS232/RS485通信，提升了近距離通信的可靠性；同時，我們[A7]"擴(kuò)展了其數(shù)據(jù)采集端口，支持OPC、MODBUS等協(xié)議，實現(xiàn)雙向高效通信，數(shù)據(jù)刷新周期不超過1秒[A8]"[A9]"s。接口機(jī)內(nèi)置的VPN功能，允許遠(yuǎn)程人員通過IPSec加密通道安全訪問數(shù)據(jù)，采用DES、3DES等算法，有效防止數(shù)據(jù)泄露。采集網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)跨網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與通信，促進(jìn)廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的無縫連接。隔離裝置采用工業(yè)NAT網(wǎng)段隔離器，實現(xiàn)客戶端IP資源的靈活分配，避免IP沖突導(dǎo)致的聯(lián)網(wǎng)問題[5]。2.2"信道擇優(yōu)功能信道質(zhì)量對于SIS數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信效果有著較大影響，當(dāng)信道時延較低，信號強(qiáng)度較強(qiáng)時，廠級設(shè)備運行環(huán)節(jié)產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)均可以實時更新傳輸?shù)娇蛻舳酥?，方便工作人員整合和分析。但信道過于擁擠或信號強(qiáng)度過于微弱時，SIS數(shù)據(jù)很容易出現(xiàn)丟包、缺損等問題?；诖?，本次SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中，還采用了信道擇優(yōu)遠(yuǎn)程處理技術(shù)。雙信道主要采用OPC協(xié)議、TCP/IP協(xié)議以及MODBUS協(xié)議等，能夠支持多種指令的下達(dá)和響應(yīng)，信道本身一用一備，可以在主/備之間自動切換或者手動切換。自動切換模式[A10]"下，系統(tǒng)需要計算信號強(qiáng)度變化率、丟包率等，計算公式（1）（2）如下。式（1）中：為信號強(qiáng)度變化率，單位為%；為實時網(wǎng)速，單位為mbps；為通信模塊發(fā)射功率，單位為mW；為接收信號強(qiáng)度，單位為dBm。其中，OPC協(xié)議作為SIS數(shù)據(jù)接口開展遠(yuǎn)程處理工作時的標(biāo)準(zhǔn)接口，可實現(xiàn)對不同設(shè)備之間，不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的交互，有助于確保SIS系統(tǒng)內(nèi)異構(gòu)設(shè)備發(fā)生集成問題時的數(shù)據(jù)安全。通過OPC協(xié)議的應(yīng)用，以跨平臺的方式，增強(qiáng)信息交互過程的安全性。TCP/IP協(xié)議應(yīng)用于SIS數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通信環(huán)節(jié)，可以通過增加基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中回城的方式，保證TCP/IP協(xié)議可以面向連接終端，通過可靠傳輸方式，增加對SIS重要數(shù)據(jù)信息的保障，可以通過安全控制指令傳輸數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)信息可以準(zhǔn)確送達(dá)。而通過對UDP協(xié)議的探索，加強(qiáng)了解具有高實用性的SIS數(shù)據(jù)，以丟包率計算公式，同步考慮丟包場景，則可保證設(shè)備可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的快速監(jiān)控，尤其在廠級設(shè)備中，可以借助TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)對廣域網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的采集以及控制。丟包率計算公式（2）如下。式（1）中：其中為信號強(qiáng)度變化率，單位為%；為實時網(wǎng)速，單位為mbps；為通信模塊以毫瓦[A12]"為單位的發(fā)射功率，單位為mW；為接收信號強(qiáng)度，單位為dBm。式（2）中：為數(shù)據(jù)的節(jié)點丟包率，單位為%；為當(dāng)前節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)包總數(shù)，單位為個；為目的節(jié)點接收到的數(shù)據(jù)包總數(shù)，單位為個。通過計算，可以準(zhǔn)確評估信道信號強(qiáng)度穩(wěn)定性與丟包風(fēng)險，綜合權(quán)重計算方式后，得出具體的信道質(zhì)量量化判斷結(jié)果，并且選擇質(zhì)量較好的信道進(jìn)行SIS數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，能夠較好地提高通信質(zhì)量，降低數(shù)據(jù)缺損風(fēng)險。而MODBUS協(xié)議集合ASCII和RTI這兩種通信模式的特點，能夠通過對SIS數(shù)據(jù)的處理，借助接口的遠(yuǎn)程出流區(qū)域，增加廠級設(shè)備中的執(zhí)行器以及傳感器，通過聯(lián)通設(shè)備的方式，保證能夠?qū)崿F(xiàn)和主控制系統(tǒng)之間的交互。順利開展數(shù)據(jù)的讀取、寫入及處理工作。尤其在MODBUSTCP協(xié)議下，數(shù)據(jù)信息可以上傳到以太網(wǎng)，借助網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)數(shù)據(jù)以及協(xié)議的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而能夠有效增加在SIS數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)運行期間的數(shù)據(jù)支持，保證數(shù)據(jù)的傳輸效率。2.3"拓?fù)錉顟B(tài)監(jiān)視功能在SIS數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)與交換機(jī)依據(jù)精心設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)協(xié)同工作，以滿足日常SIS數(shù)據(jù)交互需求。然而，特殊情況下，節(jié)點故障可能威脅網(wǎng)絡(luò)通信可靠性，影響關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時回傳。相較于傳統(tǒng)線性拓?fù)?，分布式拓?fù)潆m然增強(qiáng)了風(fēng)險抵御力，但仍需要強(qiáng)化故障監(jiān)視與快速響應(yīng)機(jī)制。為此，系統(tǒng)引入了故障監(jiān)視功能。該功能通過拓?fù)鋱D直觀展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，使工作人員對網(wǎng)絡(luò)布局一目了然。一旦節(jié)點出現(xiàn)故障，系統(tǒng)立即返回故障代碼，并在拓?fù)鋱D中標(biāo)紅故障節(jié)點，助力工作人員迅速定位并解決問題，有效縮短故障處理時間[2]。同時，所有故障記錄均被同步保存至數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)管理與查詢，確保SIS數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行。2.4"遠(yuǎn)程接口備份功能SIS數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程處理體系易受子系統(tǒng)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和干擾源等多重因素影響，任何異常都可能導(dǎo)致SIS數(shù)據(jù)丟包，降低中控臺數(shù)據(jù)的完整性和時效性，進(jìn)而影響故障風(fēng)險識別與判斷。為此，本次設(shè)計特別加入了遠(yuǎn)程處理接口備份機(jī)制。備份內(nèi)容涵蓋OPC客戶端、入庫系統(tǒng)等關(guān)鍵組件，包括軟件配置信息、通信協(xié)議信息等，這些信息被安全存儲在網(wǎng)關(guān)設(shè)備中。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，無法識別OPC身份信息或IP地址時，設(shè)備能夠迅速調(diào)用備份信息，覆蓋并修復(fù)故障信息，顯著提升系統(tǒng)的自愈能力和容錯性。此外，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、安全設(shè)備、交換機(jī)、服務(wù)器等均具備獨立健康診斷能力，采用本地/鄰居狀態(tài)監(jiān)控模式。當(dāng)單個節(jié)點出現(xiàn)故障時，鄰近節(jié)點不僅會快速傳回故障代碼，還會嘗試調(diào)取備份數(shù)據(jù)以修復(fù)故障節(jié)點，確保整個體系的穩(wěn)定運行。由于節(jié)點之間物理距離較近，可以通過以太網(wǎng)、RS232/RS485通信等近距離通信方式完成備份數(shù)據(jù)傳輸，因此，也能夠在一定程度上保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定和安全[3]，維護(hù)SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計效能。2.5人機(jī)交互功能在本次更新中，除了增強(qiáng)數(shù)據(jù)采集、信道選擇、拓?fù)錉顟B(tài)監(jiān)控及、遠(yuǎn)程接口備份等核心功能外，還著重對SIS數(shù)據(jù)接口的遠(yuǎn)程處理人機(jī)交互部分進(jìn)行了升級[4]。該界面現(xiàn)包含五大關(guān)鍵模塊：用戶管理、數(shù)據(jù)查詢、接口管理、故障管理、安全管理。用戶管理模塊專注于賬號權(quán)限的嚴(yán)謹(jǐn)管理，要求超級管理員實施定期賬號審查，嚴(yán)格控制授權(quán)流程，并清理廢棄賬號，以確保SIS數(shù)據(jù)接口遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)的整體安全性。為應(yīng)對每日龐大的生產(chǎn)及設(shè)備數(shù)據(jù)處理需求，系統(tǒng)集成了Oracle數(shù)據(jù)庫，為SIS數(shù)據(jù)查詢提供強(qiáng)大支持。同時，接口管理的所有日志信息，包括接口的啟用、停用、新建等，均實時更新至數(shù)據(jù)庫中，支持時間線檢索，有效避免了因誤操作而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問題[5]。此外，故障管理與安全管理模塊通過詳細(xì)統(tǒng)計故障次數(shù)、類型等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并以拓?fù)鋱D、表格或折線圖等直觀形式展現(xiàn)，為工作人員提供了精準(zhǔn)的風(fēng)險評估與狀態(tài)檢修指導(dǎo)。3".SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計中遠(yuǎn)程處理技術(shù)應(yīng)用效果為驗證遠(yuǎn)程處理技術(shù)應(yīng)用效果，本次還設(shè)計了專門測試試驗，測試環(huán)境為Windows7，雙信道通信協(xié)議為OPC協(xié)議、TCP/IP協(xié)議以及MODBUS協(xié)議，數(shù)據(jù)庫為Oracle，接入生產(chǎn)設(shè)備10臺。測試環(huán)節(jié)，SIS系統(tǒng)與數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)先進(jìn)行初始化，然后模擬現(xiàn)實生產(chǎn)場景進(jìn)行SIS數(shù)據(jù)采集。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)能夠順利接收壓力、溫度、閥門開度、電動門開關(guān)狀態(tài)等多元異構(gòu)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)更新延遲不超過120ms。單點設(shè)備故障掉線后，系統(tǒng)仍舊運行正常，并且中控臺能夠快速顯示故障代碼，輔助工作人員完成故障檢查和判定，代碼準(zhǔn)確率高達(dá)92.57%。這說明SIS數(shù)據(jù)接口設(shè)計效果良好，遠(yuǎn)程處理技術(shù)融合度較高，能夠保證數(shù)據(jù)傳輸安全性和時效性。綜上所述，遠(yuǎn)程處理技術(shù)時效性強(qiáng)，通信功能強(qiáng)大，能夠較好地提高SIS數(shù)據(jù)采集完整性和可靠性，為工廠生產(chǎn)工作的開展提供良好支持，實踐中務(wù)必要給予充分重視。要結(jié)合SIS系統(tǒng)運行實況確定技術(shù)框架建構(gòu)需求，對應(yīng)完善遠(yuǎn)程處理組件、服務(wù)器、客戶端設(shè)計思路，并且配齊配全數(shù)據(jù)采集功能、信道擇優(yōu)功能、拓?fù)錉顟B(tài)監(jiān)視功能、節(jié)點故障診斷功能等，切實提高通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全性。參考文[A15]"獻(xiàn)：[1]張雄，肖平，郭賚佳，等.高可用廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2022，39（10）