基于Web Services的管控一体化

＾工由动化　２００６年第２５卷第４期　嘲揖僖矗技ｍ　Ｏ．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　２００６，Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．４　文章编号：１００６－１５７６（２００６）０４—００３７—０２　基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的管控一体化　朱骐。，苏术锋　（１．盐城工学院计算机中心，江苏盐城２２４００３；２．盐城工学院经济与管理学院，江苏盐城２２４００３）　摘要：基于ｗｌｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的管控一体化系统，由服务实现层及应用层组成。实现层提供服务，其远程工控服务　系统含监控设备和监控模块，管理系统含管理模块和数据源。应用层包括ＵＤＤＩ注册中心、ＳＯＡＰ路由器、服务组合　库、实时处理系统、用户界面等。以一制造执行系统为例，采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ毒吏术构建，其管理服务含生产计划及质量　管理模块。每条生产线生产过程控制各由一个控制服务模块提供，信息实时处理器通过用户界面向管理员提供服务。　关键词：Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ；管控一体化；服务实现层；服务应用层　中图分类号：ＴＰ３９３．０２；ＴＰ３９３．０９　文献标识码　Ａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　Ｂ　ａｓｅｄ　０ｎ　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ＺＨＵ　Ｑｉ　．Ｓｕ　Ｓｈｕ—ｆｅｎｇ２　（１．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ　２２４００３。Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ＆Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｙａｎｃｈｅｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｙａｎｃｈｅｎｇ　２２４００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ．Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｉｔｓ　ｒｅｍｏｔｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ｍｏｄｕｌｅ；ｔｌ１ｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｓｏｕｒｃｅ．　Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｔｈｅ　ＵＤＤＩ　ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ｃｅｎｔｅｒ。ｔｈｅ　ＳＯＡＰ　ｒｏｕｔｅｒ，ｔｈｅ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｌｉｂｒａｒｙ，ｔｈｅ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｈａｎｄｌｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｕｓｅｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ｔａｋｅ　ｔｈｅ　ＭＥＳ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）ａｓ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｉｔ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｃｏｎｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｍｏｄｕｌｅ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｕｌｅ．Ａ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｍｏｄｕｌｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｌｉｎｅ。ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｈａｎｄｉｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ　ｆｏｒ　ｃｏｎｓｕｍｅｒ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｌｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ；Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；Ｓｅｒｖｉｃｅ　ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ；Ｓｅｒｖｉｃｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　１　引言　管控一体化是企业信息化的目标。在实施过程　中，控制系统与管理系统同时运行，通过与实时信　息处理系统连接，从控制系统中取得生产现场数　据，再进行实时系统图的查看及数据的优化、计　算、分析，并向管理系统提供实时数据，供管理系　统对各项指标挖掘，从而为管理者提供决策依据。　２　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术要点　２．１　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ体系架构　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ描述操作的接口，由标准化的　ＸＭＬ消息传递机制，通过网络访问这些操作。Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ体系结构基于三种角色（服务提供者、服　务注册中心和服务请求者）问的交互。涉及到发　布、查找和绑定等操作。它们作用于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　构件：Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ软件模块及其描述。服务提供　者可通过网络访问的软件模块（Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的一　个实现）。服务提供者定义Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的服务描　述，并发布到服务请求者或服务注册中心。服务请　求者使用查找操作从本地或服务注册中心搜索服务　描述，再用服务描述与服务提供者进行绑定，并调　用相应的Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ实现，同它交互。如图１展　示、提供这些操作的组件及它们之问的交互。　

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图１　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ体系架构模型　２．２　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ主要协议　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ包括ＳＯＡＰ、ＷＳＤＬ、ＵＤＤＩ等三　种协议。　（１）ＷＳＤＬ是基于ＸＭＬ的组件描述语言，用于　描述服务内容、服务执行结果及服务与通信协议的　绑定信息，为服务提供者描述服务提供统一标准，　同时用ＷＳＤＬ描述的服务信息为用户了解服务、调　用服务提供条件。ＷＳＤＬ提供抽象语言，利用参数　和数据类型定义被发布操作、服务位置和服务绑定　细节等。ＷＳＤＬ不依赖于底层协议和编码要求。　（２）ＵＤＤＩ是基于分布式Ｗｅｂ服务信息注册规　范，为服务提供者提供一套标准方法去注册登记相　收稿日期：２００５—０９－１７；修回日期：２００５一ｌ１—１３　作者简介；朱骐（１９６５－），男，江苏人，１９８９年南京大学毕业，从事信息系统与集成技术研究。　

・３７・　维普资讯 http://www.cqvip.com 兵工自钟化　２００６年第２５卷第４期　田绪僖矗撞ｍ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　Ｏ．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　２００６，Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．４　关信息，并能去查询其他服务提供者所能提供的服　务，使用已经注册的服务、分布、全球化共享信息。　其功能是发布和发现Ｗｅｂ服务信息的方法。　（３）ＳＯＡＰ是基于ＸＭＬ技术，在分布式环境中　它采用ＸＭＬ作为数据结构及ＨＴＴＰ标准协议作为　信息传输。ＳＯＡＰ包括封装结构、编码规则和ＲＰＣ　机制。其中，封装结构定义整体框架，表示消息中　包含的内容及处理这些内容、属性的机制；编码规　则用于交换应用程序数据类型实例机制；ＲＰＣ机　制表示远程过程调用和应答协定。　３　管控一体化信息系统的设计与实现　３．１基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的管控一体化框架　据前面介绍的Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术，并结合管理　系统与远程控制系统的特点提出基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ　管控一体化信息系统方案，见图２。　ｌ一　Ｉ　瀣匿　运孽圄　

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（１）服务实现层。提供各种服务的实现，每个　远程工业控制服务包括监控设备和监控模块，每个　管理系统包括管理模块和数据源，这些服务可是企　

（２）服务应用层。主要包括ＵＤＤＩ注册中心、　ＳＯＡＰ路山器、服务组合库、实时处理系统（信息　实时处理器及实时数据库）、用户界面等。ＵＤＤＩ注　册中心记录服务实现层所能提供各种服务信息，并　为服务组合库和ＳＯＡＰ路由器提供与服务相关的详　细资料；信息实时处理器将用户的服务请求分解为　具体服务的子请求，由ＳＯＡＰ路由器根据子请求调　用具体服务，调．Ｅ｝ｊ服务后获得信息返回信息处理器　进行挖掘优化，其结果传递给用户界面供管理者决　策，同时负责与用户的交互，通过统一界面，用户　在不需要具体实现细节的情况下提出服务请求。　３．２应用案例　基于上面的框架，设计含有２条生产线的制造　执行系统。系统使用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ技术（ＡＳＰ＋、ＩＩＳ　图３　制造执行系统模块结构　管理服务由两个模块构成：　①生产计划管理模块，通过计划编制，在保　证客户商品按时交付的基础上，使生产过程优化；　②质量管理模块，对从供应商、原料到售后服务　整个产品生命周期进行质量记录和分析，并在控制　服务的基础上对生产过程中质量问题进行控制。　控制服务：每条生产线生产过程由控制服务模　块提供：根据生产工艺控制生产过程，通过连接设　备控制系统实现自动投料控制，统计车间采集数　据，监控在制品、成品和物料的生产状态和质量状　态，并支持订单取消、产品改制等生产计划调整。　信息实时处理器：由用户界面向管理员提供服　务模块的单独或综合服务。综合服务功能有：①根　据生产计划管理模块提供的信息，制定详细的生产　调度安排，并对旧通知单中未完成任务和新通知单　中的新任务，及生产线灌装设备运行状态处理分　析，分配各生产线任务，管理员确定后发出生产通　知单；②通过集成控制端对两条生产线灌装设备　进行总体控制，并由单位时间吞吐量、停机时间等　参数控制，控制过程中在制品、成品和物料的生产　状态和质量状态、灌装设备的运行状态、生产效率　等信息，定时反馈给信息实时处理器并记录，信息　实时处理器可调整任务分配：③信息实时处理器　会把生产中的质量状态反馈给质量管理模块，从而　实现质量的长期管理。另外，信息实时处理器必须　调用服务组合库才能分解用户的综合服务请求。　４　总结　Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术的易用性决定了它是中小企　业管控一体化信息集成的理想技术，对快速发展的　企业构建可扩展的、低成本的管控系统具有重要价　值；它具有松散耦合和跨越防火墙通信特点，也能　实现大型集团综合管理并控制离散各分厂的应用。　参考文献：　［１】柴晓路。粱宇奇．Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ技术　架构和应用［Ｍ】．北　京：电子工业出版社。２００３．　［２】张实，肖卫东，唐九阳．基于Ｗｅｂ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ的异构空间　信息共享［Ｊ】．计算机应用研究，２００４，２１（１　ｏ）：１８５—１８７．　【３】齐建军。刘爱军，许鹤峰，等．制造过程集成管理系统　的研究与实现【Ｊ】．计算机集成制造系统，２００５，１１（３）：　３６９—３７４．

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