.NET技术提升PLC与SQL Server IQ数据传输性能

来源：Manufacturing Automation LLC
When Microsoft released .NET technology, writing software for embedded operating systems such as Windows CE became as easy as writing a desktop application.

当微软发布.NET技术后，为嵌入式操作系统编写软件就变得跟编写桌面应用软件一样容易了。
一直以来，使用PLC编写产品历史数据是件痛苦但必须要做的事情。一些系统设计人员不得不使用PC不断地轮询他们的PLC以响应其命令——采集和存储历史数据。PC往往通过专有的网络从PLC中读取数据，然后，通过通信线路（通常是以太网）将数据写入到SQL服务器中。
传统PC依靠薄弱的网络连接，这样的话，操作员必须决定保持数据或保持系统继续运行是否更为重要。即使一切平稳运行，持续的轮询也能使网络崩溃。
系统中引入PC会增加硬件，任何时候，增加硬件都会使可靠性降低。同样，如果通过专有的现场总线与PLC建立网络通信，那么需要一些额外的通常是相当昂贵的专用卡。
然而，PLC已经迎来了曙光。当微软发布.NET技术后，为嵌入式操作系统编写软件就变得跟编写桌面应用软件一样容易了。由于这种进步以及Visual Studio2005的发布，微软研发出了一种集成度更高的SQL服务器，并且使编写数据库应用软件变得更加简单。编写软件不再需要有专门的开发者，系统设计人员也不再被专有操作系统的局限性所束缚。
我第一次感受这种进步是用于改进刹车器生产设备的混合系统。最初的系统包括一条原料供应线和一个使用传统的PLC-to-PC服务器设计的控制系统。
我的客户希望能够重复利用校验尺度和能够向两个方向传送原料的混合器单元以提高产量和效率。他也希望新增加的部分能独立于已有生产线的控制，当一方被关闭时它还能继续操作。
第二个控制系统创建了另外大量的数据资源并将其传至SQL服务器中，使事情变得更复杂，客户的IT部门开始限制接入网络中的PC机的数量，这使传统的方法变得更为困难。
我决定使用Beckhoff自动化公司生产的DIN导轨安装的嵌入式控制器，部分原因是这种控制器映像包含有合适的软件，如.NET2.0 compact framework。
新集成的产品线由两个控制器和Windows CE、运动控制软件以及作为操作员界面运行的Visual Basic程序来组成系统并运行。一个控制器用于传送控制，另一个用于控制混合器。称完每一批后，控制器就将原料重量和批数传送至SQL服务器中。混合周期快结束时，混合器数据也被保存至SQL服务器中。当混合周期运行时，每个电机使用的电量和混合温度都被连续地记录下来并存储到数据库中。
一旦应用程序开始启动，它将通过Beckhoff公司的自动化设备规范（ADS）来建立控制器到控制器的通信。ADS支持现场总线并且网络独立，它能在以太网或几乎所有其他的现场总线网络下运行。过程数据得到后直接写入到SQL服务器中而不需要轮询。此系统中的网络通信发生在数据传送时。
用于紧凑型框架的.NET驱动器允许运行于Windows CE上的程序与软件相互交换数据。同样，微软的.NET环境包括了用于Windows CE的SQL服务器和客户端，这使得编写小型的能在SQL服务器上读写的VB程序变得非常容易。
该软件包括一个能从混合周期末端的PLC代码中运行VB.NET应用程序的功能块，它置于控制器闪存卡中，处理从控制软件到SQL服务器的数据传送。
对于消费者来说，除了这种精简的更易于集成的体系结构，成本的节省也是值得考虑的。最有效的节省来自于淘汰掉用于传统PLC方法的PC。安装一个典型的套装PC，算入人力的话，需要花费七千到一万美元不等，并且是不包括花费在PC维护如安全更新任务上的时间。减少轮询PLC的需要也可以极大地减少网络流量。当不使用PLC平台特定的网络专用卡时，可以节省到额外的两千美元。单独算硬件成本的话，在每个SQL服务器应用场合使用嵌入式PC可以节省到的资金超过一万美元。
系统不使用PLC和传统的PC减少了硬件和成本，这种解决方案同时也提供了更高的安全性。

关于作者
Archie Jacobs是个系统集成商，并且是制造自动化有限责任公司的所有者。他在为美国东南部及中大西洋地区的厂商设计执行自动化方案、制造生产和运动控制系统方面已有十五年的经验。你可以通过ajacobs@mfgcontrol.com联系他。