罗喜

中国轻工业长沙工程有限公司 湖南长沙 410114

传统的制浆造纸厂照明系统，大多依靠DCS兼顾照明的体系结构实现整个系统的控制，虽然满足了工厂生产的基本需要，或仅能实现简单远程集中控制，与真正的信息化和智能化还有很大的差距，且数据展示形式相对单一。基于B/S的Web技术在工业照明系统中的应用，用户可以借助浏览器，就可以对照明系统实现控制，提高了工业照明系统的时效性和控制灵活性，实现照明系统的工业4．0发展。因此，研究分析照明控制系统中Web应用具有重要的现实意义。

1 Web技术在工业照明系统应用的关键技术

1.1 DCS兼顾控制与B/S结构对比

DCS控制结构下，用户利用DCS向服务器发出操作请求，由服务器将相关指令发送至MCC执行命令，并将最终的数据结果返回至DCS。而B/S结构，是对DCS结构进行了升级改造，基于B/S结构下，用户无需安装应用程序，直接借助Web浏览器即可完成数据的访问，大部分数据均是由服务器来进行处理，减少占用DCS的处理流程。主要结构如图1所示，用户通过在浏览器的地址栏中输入访问地址，利用DNS解析后，建立与对应服务器的HTTP连接，并完成相关数据的处理，并将处理结果返回至客户端。

图1 B/S架构示意图

相比较传统的DCS架构，在制浆造纸厂照明控制中采用基于B/S架构的Web具有以下优点：

（1）分布性。用户不受DCS服务器位置的限制，只需要通过Web浏览器就可以完成对工业照明系统的查询、浏览以及控制等操作，不受到时间、地点、空间的限制。

（2）便捷性。在B/S架构模式下，工业照明控制系统的升级、维护工作都可以在服务器上完成，无需对客户端进行升级，简化了检修维护的步骤和成本。

（3）信息显示的多样性。随着科学技术的发展，Web页面所呈现的信息也愈发的多样化，尤其是利用可视化的图标技术，进一步提高了工业照明控制系统数据的多元化[1]。

1.2 数据库访问技术

基于Web的工业照明控制系统当中，所有的应用程序都需要与数据库建立连接，才能完成数据之间的访问，都离不开数据库访问技术的支持。以目前流行的数据库访问技术而言，大多为OLEDB数据库接口、ODBC数据库接口、JDBC数据库接口技术等。其中JDBC技术利用了JAVAAPI实现了数据库之间的连接，利用该项技术可以完成与各种关系型数据库之间的访问，具有操作简单、构件SQL灵活性高等优势。

1.3 Web的优势

（1）页面数据实时刷新。常见的Web页面实时刷新技术主要由Ajax和WebSocket技术，可以对工业照明系统的现场运行实时参数信息进行实时的显示。前者通过以固定的间隔时间向系统发出请求，完成了客户端与数据库端的数据同步；后者则是通过与服务器建立全双工通信联系，实现了无论何时、何地都能实现信息的相互推送，减少了客户端向服务器端发起连接请求的睦州，显著的提高了页面实时刷新效率[2]。

（2）多维度可视化显示。在制浆造纸厂照明控制系统当中，为了更加直观、形象的展示现场照明设备的运行情况及照明效果，可以利用数据图形化的手段，为相关工作者提供可视化的数据，帮助其更加直观的了解现场照明效果，提高工业照明控制系统的控制精度。

2 在制浆造纸厂照明控制系统中Web的应用设计

2.1 控制方案设计

根据典型B/S架构，在现有DCS架构的基础上，搭建基于Web的工业照明控制系统，依靠Web服务器来实现用户的交互功能、数据展示功能等。原有的DCS架构工业照明控制系统的控制中心，无需再对客户端的交互请求进行处理，只需要与底层的数据完成交互即可，整个系统结构主要是由客户端、监控中心以及照明控制器等三部分组成，如图2所示。

图2 基于Web的工业照明系统的整体框架

该系统中，人机接口由浏览器来完成，是客户与整个控制系统实现交互的主要界面，浏览器展示了照明控制系统的相关数据，用户可以参考有关数据，完成对系统参数的设置。Web服务器则是来完成用户的请求信息的处理，通过与客户端、数据库之间进行数据传递，来完成相关参数的控制。数据库服务器包括了实时的数据库以及历史数据库，前者主要是包括一些实时的交互数据以及控制队列等信息，而后者则主要包括用户账号的信息管理以及照明控制器的相关数据信息。

2.2 照明控制系统的功能设计

（1）用户权限管理。传统DCS控制系统的操作人员一般为工艺人员，且人数较多。基于Web的照明系统可以根据用户的需求，对不同的角色分配相对应的操作权限，实现对权限的管理。例如对于管理人员可以拥有人员权限管理的功能，可以对企业的相关工作人员进行权限授予、添加、删除等操作。同时在整个照明控制系统的登录界面，可以根据用户的账号信息，识别用户角色，并展示相对应的操作页面。

（2）能耗报表功能。工业照明控制系统可以将数据库当中的照明能耗进行整理分析，以柱状图、直线图等形式，为用户展现照明控制系统的日、月、年报表能耗状态。用户只需要选择相对应的时间段、设备地址以及参数类型，就可以调取相对应的历史数据，来对工业照明系统不同地点、不同时间的能耗进行分析，为大数据分析及节能提供依据。

（3）远程控制功能。用户只需要登录浏览器就可以利用参数配置页面对整个照明控制系统进行控制，如实现定时的开关、控制制浆造纸车间照度等。此外，用户也可以通过对运行参数信息的修改，来发出控制指令，达到远程控制的目的。

（4）记录及报警功能。当生产运行过程中部分照明部分出线问题，如部分灯具持续能耗偏高时，系统会根据所检测到的异常数据发出报警信号，提醒维护人员处理故障灯具或零部件。多个故障同时出现时，系统会根据故障信息的不同程度来分级提醒，便于相关工作者优先处理级别最高的故障，同时记录故障类型。

2.3 控制系统开发环境搭建

（1）系统开发平台。本照明控制系统计划采用MyEclipse+Maven的组合对系统进行开发，前者属于JAVAWeb集成开发系统，可以完成相关代码的编写、调试和部署等操作。后者作为管理和整合工具，有助于提高工业照明控制系统的搭建工作效率，缩短系统开发周期。

（2）数据库平台。采用性能操作便捷、可靠性高且体积较小的MySQL作为本系统的关系型数据管理系统[3]。

（3）Web服务器。采用Tomcat作为Web应用服务器，该服务器在部署时，相对简单，开发人员只需要将Java项目打包成War保，放置于Tomcat当中，就可以让用户通过浏览器完成对服务器的访问。

2.4 照明系统的实时性及安全性的功能实现

（1）安全性。在制浆造纸行业，操作人员较多，权限控制管理需要分级管理，同时利用Shiro框架来实现管理，杜绝非法用户对系统的访问与操作；其次在网络传输过程中，采用HTTPS协议代替了传统的HTTP协议，利用对数据信息的加密处理有效的提高了数据传输的安全性。最后系统还通过在Web服务器与网络之间增设防火强，来过滤掉一些不利于系统稳定的因素。

（2）实时性。受到数据在Internet上传输过程中存在延时的影响，导致基于Web的工业照明控制系统本身存在一定的延时。为了解决这一问题，提高系统的实时性，首先在系统中建立了全双工通信，无需客户端对服务器发出连接请求，就可以完成数据的读取，减少了数据的网络传输量；其次构建了实时数据库，通过提高数据的交互速度，减少存储时间，来提高信息的实时性[4]。最后对于一些对实时性要求较高的系统指令，要求其只有在本地时才能执行，提高了整个系统的响应速度。

3 结语

综上所述，为了满足现代工业照明系统的需求，基于B/S架构的Web技术额应用，提高了工业照明系统的控制灵活性，降低了系统的整体开发成本，为客户提供了更加生动的数据信息。因此，相关工作者必须重视相关技术的研究，积极推广和应用Web技术，满足工业照明控制系统远程控制、实时控制以及安全控制的要求，满足工业远程监控的要求，推动我国工业的现代化发展。